蘇格蘭小島引領世界電力未來

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Image caption 埃格島(Eigg)至今仍無接入英國國家電網。

蘇格蘭的埃格島(Eigg)與外界維持著不穩定的聯繫。當一場暴風雨迫使渡輪被取消時,我親身體驗了一把,我不得不等兩天後的下一班船。但是這個脆弱性卻教會了這座大陸以西24公里的小島如何自給自足,甚至是在能源方面。

2008年,埃格島成為世界上第一個擁有通過風能、水和太陽能供電的獨立電網的社區,而且這裏的居民基本上是靠自我摸索完成了這一切。在此之前,埃格島沒有接入英國國家電網,居民使用噪音很大且價格昂貴的柴油發電機,但是發電機每天只能運行幾個小時。獨立電網的建成首次讓居民享受到24小時供電的便利。

如今,這個30平方公里的島嶼成為在如何利用可再生能源發電,以及在不接入國家電網的情況下社區如何滿足自身的能源需求領域成為典範。而這正是接近世界五分之一人口面臨的一個挑戰。

電力遊戲

當我到達時,碼頭旁邊上的茶室正忙著接待來訪的研究人員。一共有兩組人員,一組來自巴西,另一組來自格拉斯哥(Glasgow)。他們來了解埃格島的電力系統。以前還有來自更遠地方的團隊,包括阿拉斯加和馬拉維(Malawi)。他們想要評估這裏的供電模式能否幫助將近13億缺電人口獲得電力供應。

埃格島利用三種可再生能源——水力、風能和太陽能——並將其集成到一個穩定的高壓地下電網中。該系統的設計師約翰·布斯(John Booth)是運營商埃格島電力公司(Eigg Electric)的前任主管。他帶我去參觀電力系統的工作模式。在 AnSgùrr 山390米頂峰下方的懸崖上,四座風力渦輪機將24 千瓦的電能輸入電網。雖然渦輪機的葉片正在旋轉,但是當我到訪時,它們只提供了大約一半的電力:這正說明了電網整合三種可再生能源的重要性。

在島的更北部——該島的青年旅館Glebe Barn後面的上坡有一組面向南方、傾斜30度的光伏板,它可以捕捉到任何有可能穿透雲層的陽光。"平均來說,一年發電約為額定輸出的9.5%。(太陽能電池板的容量為50千瓦),"布斯說,"所以如果你把這些用作全年的電源,你會失望透頂的。"

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Image caption 太陽能電池板能夠為埃格島的其他電力來源提供補充,特別是在白晝較長的夏天。(圖片來源:Alamy)

在蘇格蘭設立太陽能電池板發電場看似是愚蠢的行為。但在夏天,長時間的日光讓埃格島的北部地區受益匪淺,這些電池板可以肩負重任。"到五月、六月、七月這幾個月,當白天很長時,它們才開始真正發力,發電量達到額定輸出的25%以上,"布斯說(如果把夜晚考慮進去,這幾乎是這幾個月裏有可能達到的最大值了),"在那段時間,我們通常沒有太多的風和雨。我們現在的配置可以保持島上全天有電,為電池充電以備晚上使用。"

三座水力發電站從流動的水中吸收能量,其中冬季發電量很大。位於萊格灣(Laig Bay)後面島嶼北端的最大發電機能夠產生高達100千瓦的電力。其來源是1公里長的河流和100米的瀑布。南部兩座較小的水電站分別產生5至6千瓦的電力。

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Image caption 埃格島的一個水電站內圖景(圖片來源:Alamy)

平均而言,埃格島90-95%電力依靠可再生能源。仍然會有些時候,通常是在春天,天氣不合作,那就必須使用發電機。島上有兩台70 千瓦的備用發電機補充發電並為蓄電池充電。

還有一些日子,通常是在冬天,島上會出現相反的問題:電力用不完,儲存後也還有剩餘。埃格島電力公司一方面需要管理缺電問題,另一方面也必須管理多餘的電力。幸運的是,有一個系統可以解決這一問題:當電力過剩時,社區大廳、碼頭大廳和兩個教堂的電暖器會自動開啟,使得這些共享空間在冬天保持溫暖,並且"基本上不需要中央供暖系統。"布斯說。"我們不收取費用,因為這對整個社區都有好處。"

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Image caption 當電力過剩時,包括照片上的克里戴爾教堂(Cleadalechurch)在內的社區空間的電暖器都會開啟(圖片來源:Alamy)

因為居民對電網的開發負責,所以電網盈餘惠及社區也順理成章。 6月,該島將慶祝社區取得所有權20年。以前,埃格島曾經歷過一系列業主,大多數租戶沒有法定所有權,所以開發幾乎是不可能的。 1997年,蘇格蘭野生動植物信託基金(Scottish Wildlife Trust)、高地議會(Highland Council)和當地居民合作建立了埃格島遺產信託(Isle of Eigg Heritage Trust)併購買了該島。幾年後,居民開始著手電氣化項目。該信託的全資子公司埃格島電力公司於2005年成立。布斯說:"一切都由島管理,為島服務。"

這種公有制模式,與電網本身一樣,為國外社區樹立榜樣。去年,馬拉維能源社區(Community Energy Malawi)訪問了埃格島。蘇格蘭能源社區(Community Energy Scotland)的喬治•戴維斯(Georgy Davis)表示,該團體"學到了一個相信自己並積極參與的社區可以實現什麼"。

戴維斯說馬拉維的成員對非技術背景的人們也能學習和參與電網運營"感到非常受鼓舞"。埃格島電力公司的六人兼職維修團隊由島上的麵包師、園丁和編織者組成。

在建築公司建造時,大家都學習了電網的運作方式。受過生物化學訓練的布斯說:"島上沒有一個稱得上是電氣工程師的人。我剛做完功課。有時如果需要做出決定,我會通宵工作。"

電力的價格

這個166萬英鎊項目的資金主要來自歐盟的歐洲區域發展基金(European Regional Development Fund)、國家機構以及島民的貢獻。在可能的情況下,埃格島電力公司通過自己做某些工作來降低成本,例如為太陽能電池板鋪設混凝土。不過,初始投資可能會成為其他社區複製埃格島模式的阻礙。最近對該島電網的分析指出,目前全球沒有電力服務的近13億人中,絶大多數都在發展中國家。

"這對任何國家來說都是很大的挑戰。"研究的合著者德蒙特福特大學(De Montfort University)的薩布西斯·巴塔查裏亞(Subhes Bhattacharyya)說,"特別是在撒哈拉以南非洲和東南亞,大多數人都缺乏資金。他們需要初步的資金支持。"

埃格島社區對電力系統的各個方面達成一致,包括定價——目前設定為每千瓦時23便士,加上每天12便士的固定費,略高於大陸。另外是使用上限,為了避免系統超載,確保每個人都能夠公平地獲得電力,居民投票一致通過了一個要求:每個房子一次最多可以使用5千瓦,相當於同時使用電熱水壺和洗衣機。企業的上限是10千瓦。為了跟蹤數值,電表會顯示在任何時間使用了多少電力;一旦超過上限,就會斷電。為了防止這種情況發生,用戶需要致電埃格島電力公司的團隊,支付20英鎊的罰款才能恢復用電。這一情況很少發生,布斯說。

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Image caption 備用電池會把埃格島上可再生能源產生的多餘電力儲存起來(圖片來源:Alamy)

同時,在可再生能源發電量相對較少時,他們在碼頭設置了一個交通燈系統,用於發送通知。紅燈是要求居民限制用電;綠燈表示正常使用。

這個電力體系看起來很容易管理,居民也似乎滿意。在布斯的家裏,約翰的妻子克里斯汀(Christine),為我分開提供茶和烤麵包,以避免同時使用烤麵包機和電水壺。只要使用低瓦數的電水壺,即使同時使用仍然大大低於5千瓦的上限——但她仍然意識到要分散用電,盡可能為電網提供支持。"你會習慣這樣做的,"她說。

過去20年來,與其許多臨島相比,埃格島的居民從65人增加到了100人。新的房屋已經建成,新的商業也開始產生,"對電力系統的需求正在上升,"布斯說,"但是所有的證據都表明我們一開始就說對了,它目前可以應對這些需求。"

巴塔查裏亞說,埃格島的例子說明了獨立電網系統不僅可以滿足基本能源需求,甚至可以達到發達國家的要求。像埃格島這樣的例子向世界表明"完全離網的電力系統是可行的"——完全可再生能源的系統能夠"支持現代生活和提高生活質量"。

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