編者按：德國能源轉(zhuǎn)型多年以來常為業(yè)內(nèi)人士津津樂道，筆者幾年前搜集了一些關(guān)于德國電網(wǎng)發(fā)展的資料，現(xiàn)整理歸納分析如下，與大家分享。時過境遷，很多數(shù)據(jù)已經(jīng)過時，一些事件又有了新變化。由于個人認(rèn)知能力有限，一些判斷現(xiàn)在看來不是太恰當(dāng)，但是其中還是有一些有益啟示值得我們深思。同時，文后附上德國能源轉(zhuǎn)型相關(guān)文件供大家參考。

 

近年，德國政府積極推動能源轉(zhuǎn)型，加快可再生能源發(fā)展，被一些國家認(rèn)為是綠色發(fā)展的“樣板”。與此形成對比的是，德國電網(wǎng)發(fā)展相對滯后，在輸電、配電、運行等多方面暴露出問題。梳理分析這些問題，對全面了解德國電網(wǎng)，乃至電力系統(tǒng)很有意義。

 

一、德國能源電力概況

 

能源消費結(jié)構(gòu)。2012年，德國能源消費總量是3.12億toe，其中，石油占35.8%，天然氣21.7%，核電7.2%，水電1.5%，非水可再生能源8.3%。過去的10年，在德國的能源消費結(jié)構(gòu)中，天然氣和煤炭的比例變化不大，核電有所下降，可再生能源比例增長了。

 

可再生能源發(fā)電。2012年，風(fēng)電裝機(jī)是3130萬千瓦，光伏發(fā)電達(dá)到3200萬千瓦(當(dāng)年增速超30%)。2012年，25。2%的電力來自可再生能源，比2000年增長了18%。今年風(fēng)電和光伏發(fā)電最大出力曾達(dá)到3000萬千瓦，接近德國電網(wǎng)負(fù)荷的50%。

 

電價情況。德國家庭用戶和工業(yè)用戶差電價差異大。2012下半年德國家庭電價是20.32歐元/MWh，而大型工業(yè)用戶電價僅為8.39歐元/MWh。德國家庭電價是歐洲最高的之一，主要原因是風(fēng)電、太陽能發(fā)電補(bǔ)貼，此部分占比已達(dá)到電價的20%以上。

 

電網(wǎng)情況。德國目前有178萬公里電力線路，其中2%(約3.6萬公里)是輸電線路(電壓等級高于110kV)。與EU很多國家不同，德國最重要的高壓輸電線路屬于商業(yè)公司(保險公司、銀行、外國運營商等)所有。輸電網(wǎng)由4家運營商分區(qū)域管理——RWE、EnBW、TenneT(荷蘭公司)和Vatterfall(瑞典公司)。

 

二、電網(wǎng)發(fā)展面臨多重問題

 

德國電網(wǎng)發(fā)展在輸電、配電、運行等方面存在一系列問題，總結(jié)如下。

 

(一)輸電系統(tǒng)面臨的主要問題

 

1.市場分隔造成協(xié)調(diào)配合不夠

 

四家公司在四個不同電網(wǎng)運營，聯(lián)系較弱，有各自不同的過網(wǎng)費、各自不同的控制中心，電網(wǎng)規(guī)劃、運行缺乏協(xié)調(diào)。運營商在推進(jìn)北海、波羅的海風(fēng)電接入電網(wǎng)上，也缺乏積極性和配合。如，當(dāng)前TenneT因為沒有按時為RWE和E.on公司運營的風(fēng)電場準(zhǔn)備好接入條件而備受指責(zé)。

 

2.輸電線路增長緩慢

 

盡管新建3800公里的“北電南送”三大通道的方案提出已數(shù)年，但到目前也只建250公里，現(xiàn)在基本處于停滯狀態(tài)。近10年來，德國輸電線路里程基本沒有太多增長，影響了電力的遠(yuǎn)距離大范圍輸送。這與風(fēng)電項目10年來的快速發(fā)展形成鮮明對比。兩者速度上的“一快一慢”折射出德國風(fēng)電和輸電線路發(fā)展的不匹配性。此問題產(chǎn)生的主要原因：一是電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施項目規(guī)劃和審批權(quán)由聯(lián)邦政府負(fù)責(zé)，而由各州和地方政府負(fù)責(zé)具體實施，造成聯(lián)邦政府加快通道建設(shè)的意愿難以及時有效貫徹，項目進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于相關(guān)規(guī)劃;二是德國民眾以破壞環(huán)境、地貌為由，對新建電網(wǎng)加以抵制，嚴(yán)重滯緩了相關(guān)工程進(jìn)展。

 

3.改革輸電體制的呼聲漸高

 

政府對輸電系統(tǒng)影響力差，阻礙了北部風(fēng)電的南送，這也成為了能否實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要瓶頸之一。為此，有專家和政界人士提議，建立部分或全部由政府所有的國家電網(wǎng)公司管理高壓輸電線路，這將有助于實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和EU能源市場一體化。德國能源署DENA的主席Stephan Kohler，也認(rèn)為非常有必要建立一個全國性電網(wǎng)、全國性運行商。

 

4.可再生發(fā)電快速發(fā)展影響鄰國電網(wǎng)運行

 

德國本國風(fēng)電消納不利的問題波及到與其互聯(lián)的鄰國。大量變動性、沒有計劃的RES潮流與常規(guī)發(fā)電的計劃潮流疊加導(dǎo)致德國和波蘭、捷克、斯洛伐克、匈牙利等鄰近國家電網(wǎng)過載，并已引發(fā)南部聯(lián)絡(luò)線(波蘭/捷克、波蘭/斯洛伐克、德國/捷克、斯洛伐克/匈牙利和德國/奧地利)重載。2012年11月下旬到12月中旬，德國與捷克的聯(lián)絡(luò)線上潮流就從1000MW增加到3500MW。捷克國內(nèi)唯一的電網(wǎng)運營商CEPS列出了五條原因，其中就包括德國北部風(fēng)電出力過大和德國光伏發(fā)電容量猛增(過去24個月，增加了1500萬千瓦)。為避免上述問題，捷克當(dāng)前正打算實施可以實現(xiàn)本國電網(wǎng)，在德國風(fēng)電大發(fā)外送時能與德國電網(wǎng)解列的方案，確保本國核電的穩(wěn)定運行。德國與奧地利之間的聯(lián)絡(luò)線Remptendorf-Redwitz，在2010-2011和2011-2012已經(jīng)多次采取“再調(diào)度”(redispatch)措施，涉及電量分別超過100GWh和2000GWh。

 

(二)配電網(wǎng)面臨的主要問題

 

1.“市政化”浪潮襲來

 

德國電網(wǎng)98%是配電網(wǎng)，因此被認(rèn)為是能源轉(zhuǎn)型的重要基石。德國配電網(wǎng)由850多家公司運營，運營商類型多——私人所有、半公共所有和全公共所有等。所有制多樣，電網(wǎng)規(guī)模不同，供需條件各異，增加了配電網(wǎng)運營和發(fā)展的復(fù)雜性。由于德國97%的可再生能源發(fā)電接入配電網(wǎng)，且大多數(shù)RES發(fā)電資源歸私人所有(例如居民或本地小型光伏發(fā)電已占全德光伏發(fā)電的50%以上)，所以配電公司推進(jìn)綠色能源發(fā)展也成為公眾和政界關(guān)注焦點。為降低消費電價(德國電價已從10年前的14歐分增長到現(xiàn)在的近30歐分，是歐洲電價最高的國家之一)和減少配電公司的影響，近來漢堡等多地開展了配電網(wǎng)“市政化”，即配電網(wǎng)回購運動。9月底，50%的漢堡市民自愿投票贊成政府回購電網(wǎng)。今年，德國將有近8000個城鎮(zhèn)等市政單位將決定是否回購當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的運營權(quán)。

 

2.建設(shè)任務(wù)艱巨

 

區(qū)域差異大，如大城市與鄉(xiāng)村電網(wǎng)差異、北部和作為負(fù)荷中心的南部差異等，因此各地對電網(wǎng)擴(kuò)展要求不同。據(jù)德國能源和水工業(yè)聯(lián)合會(BDEW)預(yù)測，到2020年德國需要新建14.4萬公里的配電線路，投資大270億歐元。而近年，德國配電網(wǎng)每年新建里程最多時也不過1萬公里。今后幾年，其發(fā)展任務(wù)十分嚴(yán)峻。吸引配電網(wǎng)投資也是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要前提之一。

 

(三)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行壓力大

 

風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)超過6000萬千瓦，相當(dāng)于德國最大負(fù)荷的80%左右(最大負(fù)荷大約8000萬千瓦)，給電網(wǎng)運行帶來巨大挑戰(zhàn)。

 

1.備用容量日趨緊張

 

2012年4月，ENTSO-E主席DanielDobbeni在給歐洲委員會能源委員Günther Oettinger信中提到，“只要在一個地區(qū)RES發(fā)電發(fā)展速度超過電網(wǎng)所能接納的程度，那系統(tǒng)運行不安全和出力受限的風(fēng)險就將急劇增大”。面光伏發(fā)電沒有容量價值，不能減少對系統(tǒng)最大出力的需求，有時甚至?xí)枰嗟恼{(diào)節(jié)容量。由于常規(guī)電廠要為可再生發(fā)電提供備用，但目前沒有合理的補(bǔ)償機(jī)制，常規(guī)電廠的投資吸引力不強(qiáng)。2002-2011年，德國常規(guī)發(fā)電裝機(jī)僅增長3.3%，而可再生能源發(fā)電增長超過300%。兩類電源發(fā)展的“一快一慢”造成了備用容量日益緊張。德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)署公布，2013-2014年冬季德國需要254萬千瓦的備用容量，2015-2016年冬季需要480萬千瓦的備用容量。據(jù)目前趨勢預(yù)測，德國冬季時備用容量緊張局面還要持續(xù)數(shù)年。

 

2.人為干預(yù)措施使用更加頻繁

 

電網(wǎng)運行緊張還突出表現(xiàn)在限出力等人為干預(yù)措施使用更頻發(fā)。2011-2012年冬季，德國共采取了197次限出力，是2010-2011年冬季的5倍多;風(fēng)電引起了184次從配電網(wǎng)向輸電網(wǎng)“倒送電”，其中5次影響到整個電網(wǎng)。在2012年第一季度，E.on為應(yīng)對可再生發(fā)電引發(fā)的情況就采取257次人為干預(yù)，每次干預(yù)的平均時間是5.7小時，即該季度23.1%的時間都處于人為干預(yù)狀態(tài)。這也表明德國電網(wǎng)已經(jīng)處于緊張運行狀態(tài)。除了盡快實施線路擴(kuò)展外，沒有其他技術(shù)手段可以解決此問題。

 

(四)企業(yè)利潤縮水

 

作為電網(wǎng)運營商母公司的四大能源公司的主要利潤來源仍是傳統(tǒng)發(fā)電，受多重因素影響企業(yè)利潤近年嚴(yán)重減少。一是德國風(fēng)電、光伏發(fā)電大量接入電網(wǎng)，擠壓了煤電和氣電市場一定空間，還拉低峰荷時的電力批發(fā)價格，極大削弱了常規(guī)發(fā)電的盈利水平。二是風(fēng)電、光伏發(fā)電需要煤電和氣電為其提供備用，由于缺乏容量補(bǔ)償機(jī)制，這進(jìn)一步惡化了常規(guī)發(fā)電的盈利能力。三是大量的可再生能源發(fā)電分散式、臨近接入電網(wǎng)，迫使德國的電力公司倉促調(diào)整經(jīng)營業(yè)務(wù)和商業(yè)模式，影響企業(yè)市值、利潤縮水。四是“棄核”政策導(dǎo)致核電日漸萎縮，也影響了能源公司收入。

 

上述因素疊加作用造成四大公司經(jīng)營困難，在資本市場上的表現(xiàn)比深陷歐債危機(jī)中的銀行業(yè)還差。2011年E.on首次出現(xiàn)虧損，EnBW公司虧損額逾8億歐元。四大能源公司計劃在未來數(shù)年內(nèi)削減境內(nèi)1萬個就業(yè)崗位。RWE和E.on公司今年2季度季報表明，電力批發(fā)價格持續(xù)下行導(dǎo)致兩家公司營業(yè)收入至少縮水10%。近五年，德國能源公司在股票市場表現(xiàn)慘淡——RWE股票價格下跌了1/3，E.on下降了15%，而同期法國電力公司EDF的卻上漲了近60%!截至2013年第一季度，E.on已經(jīng)凈負(fù)債310億歐元，RWE凈負(fù)債330億歐元，均超過了各自2012年凈負(fù)債的2倍多。今后，四大能源公司如何生存已是個很大問題。

 

(五)高成本阻礙智能電表推廣

 

目前德國對于大規(guī)模安裝智能電表的態(tài)度尚未明朗。“歐盟能源效率指令”規(guī)定，“到2020年，80%的家庭要安裝智能電表。如果某成員國證明智能電表安裝計劃不能通過成本效益分析，它可以不執(zhí)行該指令”。目前，德國有4900萬塊電表( 約占整個歐盟家庭電表總數(shù)的21.4%)，其中90%是電動機(jī)械式的，有20~40年的壽命2013年8月德國經(jīng)濟(jì)部發(fā)布的一個報告指出，如果在5-7年更換德國電表需要投入約135億歐元(60億歐元用于電表和通信設(shè)備，75億歐元用于配套設(shè)施建設(shè))。報告認(rèn)為，更換智能電表太貴，沒有經(jīng)濟(jì)效益。除了德國，歐盟還有1.8億只家庭電表，其中約1/3已經(jīng)是智能電表或所在國已經(jīng)開始推廣大規(guī)模安裝計劃且不太可能停下來。英國稍早已經(jīng)宣布，延期1年用于對是否安裝智能電表進(jìn)行深入研究。因此，德國政府對智能電表的政策倍受關(guān)注。上述國家在推廣智能電表上是在權(quán)衡前期的較大投資與遠(yuǎn)期效益之間的取舍。截至目前，德國也未給出明確意見和具體措施。