冬季,當(dāng)電力產(chǎn)能過(guò)剩時(shí),社區(qū)公共空間(包括圖中所示的克里戴爾教堂)的電力加熱器自動(dòng)開啟。
4臺(tái)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)最多可向電網(wǎng)輸送24千瓦的電能。
備用電池可儲(chǔ)存艾格島多余的電能。
艾格島居民站在“歡迎來(lái)到艾格島”和“綠色足跡”的標(biāo)牌前,當(dāng)?shù)厝嗽缫蚜?xí)慣了節(jié)能的用電方式。
全球有大約13億人還沒用上電。在蘇格蘭有一座名叫艾格(E igg)的邊遠(yuǎn)小島建立了一個(gè)可靠的獨(dú)立電網(wǎng)系統(tǒng),而且所有電能均來(lái)自風(fēng)、水和陽(yáng)光等可再生能源。E igg的能源模式可能是解決全球電力短缺問(wèn)題的鑰匙。
蘇格蘭小島艾格(Eigg)與外界的聯(lián)系堪稱脆弱,對(duì)此我深有體會(huì)。一場(chǎng)暴風(fēng)雨導(dǎo)致我計(jì)劃乘坐的渡輪航班取消,結(jié)果一直等了足足兩天才等到下一班渡輪。但是正是由于這種不可靠的交通,這座距離蘇格蘭主島24公里遠(yuǎn)的小島學(xué)會(huì)了自給自足。更了不起的是,在能源方面它也獲得了完全的獨(dú)立。
2008年,艾格成為世界上首個(gè)啟用完全依靠風(fēng)能、水電和太陽(yáng)能的獨(dú)立電網(wǎng)系統(tǒng)的社區(qū)。而這一切都是小島上的居民們依靠自學(xué)所摸索創(chuàng)建的。在此之前,由于無(wú)法連接全國(guó)電網(wǎng),居民們依靠噪音大又昂貴且每天只能運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)的柴油發(fā)電機(jī)。新的可再生能源電網(wǎng)讓居民首次過(guò)上了24小時(shí)有電的日子。
今天,這個(gè)30平方公里的小島已經(jīng)成為新能源楷模,島上電力不僅完全來(lái)自可再生能源,而且向世界展示了在無(wú)法連接國(guó)家電網(wǎng)的情況下如何滿足自我能源需求,這也是全球1/5的缺電人口所面臨的難題。
艾格模式
我抵達(dá)時(shí),碼頭旁邊的雜食店里擠滿了訪問(wèn)學(xué)者。他們都是來(lái)向艾格的電網(wǎng)系統(tǒng)取經(jīng)的,其中一隊(duì)研究人員來(lái)自巴西,另一隊(duì)來(lái)自格拉斯哥。此前,這座小島還接待了從美國(guó)阿拉斯加和非洲馬拉維等地遠(yuǎn)道而來(lái)的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì),大家都想知道一個(gè)問(wèn)題,艾格的模式是否能為全球近13億缺電人群帶來(lái)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。艾格依靠三種可再生能源——水電、風(fēng)能和太陽(yáng)能。它們被整合輸入一個(gè)穩(wěn)定的地下高壓電網(wǎng)。這套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師約翰˙布斯(John Booth)是艾格電力公司前負(fù)責(zé)人。他帶我參觀了這個(gè)系統(tǒng)的工作方式。在島上最高峰390米高的A nSgurr山一側(cè)峭壁下面,4臺(tái)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)最多可向電網(wǎng)輸送24千瓦的電能。在我參觀的時(shí)候,雖然渦輪機(jī)的葉片在呼呼地旋轉(zhuǎn),發(fā)電量卻只有設(shè)計(jì)最高產(chǎn)量的一半,恰恰說(shuō)明了為什么這個(gè)系統(tǒng)需要整合三種可再生能源。
在更靠北的地方,從島上青年旅館再往山上走一段路就能看到一大片光伏電池板,它們?nèi)肯蚰?,?0度角,不停地吸收著任何穿破云層射向地面的陽(yáng)光。“平均而言,每年它們的產(chǎn)量約相當(dāng)于額定輸出功率(50千瓦)的9.5%,”布斯說(shuō),“所以如果完全依靠太陽(yáng)能發(fā)電,你注定要失望。”
一般來(lái)說(shuō),艾格使用電力的90%-95%來(lái)自可再生能源。有少數(shù)時(shí)候,通常是在春季,當(dāng)天氣不合作的時(shí)候,偶爾依然需要使用柴油發(fā)電機(jī)。島上有兩臺(tái)70千瓦的備用發(fā)電機(jī)用于補(bǔ)充電能、給蓄電池組充電。
其他的時(shí)候,通常在冬季,小島面臨相反的問(wèn)題:生產(chǎn)的能源超過(guò)儲(chǔ)備能力。和產(chǎn)能不足一樣,產(chǎn)能過(guò)剩同樣是艾格電力公司需要解決的問(wèn)題。幸運(yùn)的是,對(duì)此,它同樣有一套應(yīng)對(duì)辦法:當(dāng)電力過(guò)多時(shí),社區(qū)禮堂、碼頭大廳和島上兩座教堂的電力加熱器自動(dòng)開啟,使得這些公共空間整個(gè)冬季都可保持溫暖,“幾乎不需要任何中央供暖系統(tǒng),”
布斯說(shuō),“我們不收取這部分供暖電費(fèi),因?yàn)檎麄€(gè)社區(qū)都能從中受益。”
自力更生
由于電網(wǎng)完全由當(dāng)?shù)鼐用褡灾鏖_發(fā),因此電網(wǎng)剩余電力免費(fèi)造福于社區(qū)被視為理所當(dāng)然的事情。今年6月,艾格將慶祝實(shí)施產(chǎn)權(quán)集體所有制20周年。在這之前,艾格曾經(jīng)有過(guò)一系列的地主;多數(shù)住戶沒有合法土地所有權(quán),這構(gòu)成了最大的開發(fā)障礙。1997年,當(dāng)?shù)鼐用?、蘇格蘭野生動(dòng)物基金會(huì)和高地議會(huì)共同建立的合作組織“艾格島遺產(chǎn)信托基金”將整個(gè)島嶼買下。幾年后,島上居民開始建設(shè)電網(wǎng)項(xiàng)目。信托基金全資所有的子公司艾格電力公司于2005年成立。“整個(gè)項(xiàng)目”,布斯說(shuō),“完全由我們自主經(jīng)營(yíng)。”
這種集體所有制和電網(wǎng)本身一樣為外國(guó)社區(qū)樹立了值得借鑒的樣板。去年,馬拉維社區(qū)能源組織的代表拜訪艾格島。艾格島遺產(chǎn)信托基金的姐妹機(jī)構(gòu)“蘇格蘭社區(qū)能源”的格奧爾基˙戴維斯(G eorgy D avis)說(shuō),“艾格的例子說(shuō)明,只要有足夠的自信心和積極性,一個(gè)普通社區(qū)也能完成了不起的壯舉。”
戴維斯說(shuō),尤其讓馬拉維人備受鼓舞的是,“完全沒有技術(shù)背景的人也能通過(guò)學(xué)習(xí)掌握陌生的技能。”艾格電力公司的六人維修小組全部由非專業(yè)人士組成,他們包括島上的面包師、園丁和一名毛衣織工。當(dāng)建筑公司建設(shè)這套電力系統(tǒng)時(shí),他們就在旁邊跟隨學(xué)習(xí)。布斯說(shuō),“在這座島上沒有一個(gè)人能夠被稱為電氣工程師。”他本人是一名生物化學(xué)家。“我只能依靠自學(xué)。有時(shí),在需要做決定時(shí),我可能要整晚查看資料,自己琢磨。”
這個(gè)總耗資166萬(wàn)英鎊的項(xiàng)目主要由歐盟的歐洲地區(qū)開發(fā)基金資助,此外,幾個(gè)國(guó)家機(jī)構(gòu)和島上居民也提供了一部分資金。為了省錢,艾格電力公司自己完成了很多工作,比如給太陽(yáng)能電池板鋪設(shè)水泥地基。即使如此,啟動(dòng)資金依然可能是很多希望拷貝艾格模式的社區(qū)的最大障礙。最近的一項(xiàng)獨(dú)立電網(wǎng)分析報(bào)告指出,目前,大多數(shù)在國(guó)家電網(wǎng)服務(wù)區(qū)域之外的人都居住在發(fā)展中國(guó)家。
“對(duì)于任何發(fā)展中國(guó)家,這都將是一項(xiàng)主要挑戰(zhàn),”該研究報(bào)告的聯(lián)合作者德蒙福特大學(xué)的薩博斯˙巴塔查里亞(SubhesB hattayya)說(shuō),“尤其是在撒哈拉沙漠以南和東南亞這些缺電人口最密集的地方,籌集初始資金將是個(gè)大問(wèn)題。”
能耗限制
電網(wǎng)系統(tǒng)的每個(gè)決策都經(jīng)過(guò)艾格社區(qū)的集體協(xié)商,包括電費(fèi)價(jià)格和能耗限制。目前島上的電費(fèi)為23便士/千瓦時(shí),加上每天12便士的固定收費(fèi),比英國(guó)本島略高。為了避免系統(tǒng)超載,保證每個(gè)人都能公平地享用電能,島上居民全票通過(guò)規(guī)定,要求每個(gè)家庭單位時(shí)段的用電量不能超過(guò)5千瓦(相當(dāng)于同時(shí)開啟電熱水壺和洗衣機(jī))。商家的用電上限為10千瓦。為了跟蹤自己的能耗,家家戶戶的電表時(shí)刻監(jiān)測(cè)當(dāng)前的用電量,一旦超過(guò)上限,立即自動(dòng)斷電。為了盡量避免這種情況,斷電后用戶需要致電艾格電力公司的團(tuán)隊(duì)要求恢復(fù)供電,并繳納20英鎊的罰金。布斯說(shuō),不難預(yù)測(cè),這種情況很少發(fā)生。
在可再生能源發(fā)電量低的時(shí)候,碼頭上專門建立的交通燈系統(tǒng)會(huì)立刻將這一情況告知居民。紅燈亮起,提醒居民限制用電量,綠燈則表示產(chǎn)量可以維持正常使用。
這一切看似非常簡(jiǎn)單,而當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)此也沒有任何抱怨。在布斯家里,他的妻子克莉絲汀分次為我端上了茶和烤面包,以避免同時(shí)使用電熱水壺和烤面包機(jī)。由于使用的是小功率水壺,即使同時(shí)開啟兩種電器也不會(huì)超過(guò)5千瓦的上限,但她已經(jīng)習(xí)慣了分散能源使用,盡量維持電網(wǎng)的能耗平衡。她說(shuō),“我們?cè)缇土?xí)以為常了。”
在過(guò)去20年里,艾格島的人口從65位居民增加到約100人,和鄰近的島嶼形成鮮明對(duì)比。陸續(xù)有新的房屋建成,新的公司開業(yè)。“對(duì)于供電系統(tǒng)的需求在不斷提高,”布斯說(shuō),“但一切證據(jù)說(shuō)明我們從一開始就找到了正確的做法,即使能耗增加,我們也能應(yīng)對(duì)。”
巴塔查里亞說(shuō),艾格向我們證明了獨(dú)立的小型電網(wǎng)不僅能夠解決基本能源需求,甚至可以滿足發(fā)達(dá)國(guó)家的生活方式。類似艾格的例子向世界展示了完全的可再生能源系統(tǒng)有能力“支撐現(xiàn)代生活,并改善生活質(zhì)量。”