德國能源轉型多年以來常為業內人士津津樂道，筆者幾年前搜集了一些關于德國電網發展的資料，現整理歸納分析如下，與大家分享。時過境遷，很多數據已經過時，一些事件又有了新變化。由于個人認知能力有限，一些判斷現在看來不是太恰當，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型相關文件供大家參考。

　　近年，德國政府積極推動能源轉型，加快可再生能源發展，被一些國家認為是綠色發展的“樣板”。與此形成對比的是，德國電網發展相對滯后，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，乃至電力系統很有意義。

　　一、德國能源電力概況

　　能源消費結構。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構中，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。

　　可再生能源發電。2012年，風電裝機是3130萬千瓦，光伏發電達到3200萬千瓦(當年增速超30%)。2012年，25。2%的電力來自可再生能源，比2000年增長了18%。今年風電和光伏發電最大出力曾達到3000萬千瓦，接近德國電網負荷的50%。

　　電價情況。德國家庭用戶和工業用戶差電價差異大。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，主要原因是風電、太陽能發電補貼，此部分占比已達到電價的20%以上。

　　電網情況。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公司(保險公司、銀行、外國運營商等)所有。輸電網由4家運營商分區域管理——RWE、EnBW、TenneT(荷蘭公司)和Vatterfall(瑞典公司)。

　　二、電網發展面臨多重問題

　　德國電網發展在輸電、配電、運行等方面存在一系列問題，總結如下。

　　(一)輸電系統面臨的主要問題

　　1.市場分隔造成協調配合不夠

　　四家公司在四個不同電網運營，聯系較弱，有各自不同的過網費、各自不同的控制中心，電網規劃、運行缺乏協調。運營商在推進北海、波羅的海風電接入電網上，也缺乏積極性和配合。如，當前TenneT因為沒有按時為RWE和E.on公司運營的風電場準備好接入條件而備受指責。

　　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年，但到目前也只建250公里，現在基本處于停滯狀態。近10年來，德國輸電線路里程基本沒有太多增長，影響了電力的遠距離大范圍輸送。這與風電項目10年來的快速發展形成鮮明對比。兩者速度上的“一快一慢”折射出德國風電和輸電線路發展的不匹配性。此問題產生的主要原因：一是電網等基礎設施項目規劃和審批權由聯邦政府負責，而由各州和地方政府負責具體實施，造成聯邦政府加快通道建設的意愿難以及時有效貫徹，項目進展遠遠落后于相關規劃;二是德國民眾以破壞環境、地貌為由，對新建電網加以抵制，嚴重滯緩了相關工程進展。

　　3.改革輸電體制的呼聲漸高

　　政府對輸電系統影響力差，阻礙了北部風電的南送，這也成為了能否實現能源轉型戰略的重要瓶頸之一。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公司管理高壓輸電線路，這將有助于實現能源轉型和EU能源市場一體化。德國能源署DENA的主席Stephan Kohler，也認為非常有必要建立一個全國性電網、全國性運行商。

　　4.可再生發電快速發展影響鄰國電網運行

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

　　(二)配電網面臨的主要問題

　　1.“市政化”浪潮襲來

　　德國電網98%是配電網，因此被認為是能源轉型的重要基石。德國配電網由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，電網規模不同，供需條件各異，增加了配電網運營和發展的復雜性。由于德國97%的可再生能源發電接入配電網，且大多數RES發電資源歸私人所有(例如居民或本地小型光伏發電已占全德光伏發電的50%以上)，所以配電公司推進綠色能源發展也成為公眾和政界關注焦點。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“市政化”，即配電網回購運動。9月底，50%的漢堡市民自愿投票贊成政府回購電網。今年，德國將有近8000個城鎮等市政單位將決定是否回購當地電網的運營權。

　　2.建設任務艱巨

　　區域差異大，如大城市與鄉村電網差異、北部和作為負荷中心的南部差異等，因此各地對電網擴展要求不同。據德國能源和水工業聯合會(BDEW)預測，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，德國配電網每年新建里程最多時也不過1萬公里。今后幾年，其發展任務十分嚴峻。吸引配電網投資也是實現能源轉型的重要前提之一。

　　(三)電網安全穩定運行壓力大

　　風電和太陽能發電總裝機超過6000萬千瓦，相當于德國最大負荷的80%左右(最大負荷大約8000萬千瓦)，給電網運行帶來巨大挑戰。

　　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RES發電發展速度超過電網所能接納的程度，那系統運行不安全和出力受限的風險就將急劇增大”。面光伏發電沒有容量價值，不能減少對系統最大出力的需求，有時甚至會需要更多的調節容量。由于常規電廠要為可再生發電提供備用，但目前沒有合理的補償機制，常規電廠的投資吸引力不強。2002-2011年，德國常規發電裝機僅增長3.3%，而可再生能源發電增長超過300%。兩類電源發展的“一快一慢”造成了備用容量日益緊張。德國聯邦網絡署公布，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。據目前趨勢預測，德國冬季時備用容量緊張局面還要持續數年。

　　2.人為干預措施使用更加頻繁

　　電網運行緊張還突出表現在限出力等人為干預措施使用更頻發。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;風電引起了184次從配電網向輸電網“倒送電”，其中5次影響到整個電網。在2012年第一季度，E.on為應對可再生發電引發的情況就采取257次人為干預，每次干預的平均時間是5.7小時，即該季度23.1%的時間都處于人為干預狀態。這也表明德國電網已經處于緊張運行狀態。除了盡快實施線路擴展外，沒有其他技術手段可以解決此問題。

　　(四)企業利潤縮水

　　作為電網運營商母公司的四大能源公司的主要利潤來源仍是傳統發電，受多重因素影響企業利潤近年嚴重減少。一是德國風電、光伏發電大量接入電網，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價格，極大削弱了常規發電的盈利水平。二是風電、光伏發電需要煤電和氣電為其提供備用，由于缺乏容量補償機制，這進一步惡化了常規發電的盈利能力。三是大量的可再生能源發電分散式、臨近接入電網，迫使德國的電力公司倉促調整經營業務和商業模式，影響企業市值、利潤縮水。四是“棄核”政策導致核電日漸萎縮，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營困難，在資本市場上的表現比深陷歐債危機中的銀行業還差。2011年E.on首次出現虧損，EnBW公司虧損額逾8億歐元。四大能源公司計劃在未來數年內削減境內1萬個就業崗位。RWE和E.on公司今年2季度季報表明，電力批發價格持續下行導致兩家公司營業收入至少縮水10%。近五年，德國能源公司在股票市場表現慘淡——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已經凈負債310億歐元，RWE凈負債330億歐元，均超過了各自2012年凈負債的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

　　目前德國對于大規模安裝智能電表的態度尚未明朗。“歐盟能源效率指令”規定，“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的21.4%)，其中90%是電動機械式的，有20~40年的壽命2013年8月德國經濟部發布的一個報告指出，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備，75億歐元用于配套設施建設)。報告認為，更換智能電表太貴，沒有經濟效益。除了德國，歐盟還有1.8億只家庭電表，其中約1/3已經是智能電表或所在國已經開始推廣大規模安裝計劃且不太可能停下來。英國稍早已經宣布，延期1年用于對是否安裝智能電表進行深入研究。因此，德國政府對智能電表的政策倍受關注。上述國家在推廣智能電表上是在權衡前期的較大投資與遠期效益之間的取舍。截至目前，德國也未給出明確意見和具體措施。

　　三、分析與建議

　　上述問題表明，電網發展問題已成為影響德國未來能源轉型的關鍵問題，并越來越受到政府、能源企業、公眾以至歐盟的重視。

　　從歐盟整體看，德國電網將是影響歐洲建立統一電力市場的重要內容。10月歐委會通過了250個重大能源基礎設施項目清單，在140項涉及電力傳輸及儲存項目中有22項與德國有關。11月歐洲理事會出臺《成員國對電力市場國家干預指導意見》，提出逐步取消對風電、光伏發電的補貼，鼓勵在歐洲范圍內建立備用資源，倡導消費者改變用電習慣等措施。這為以后歐洲電力市場政策指出了方向——即發揮市場機制、加大互聯互通和挖掘消費測資源，也為德國處理本國可再生能源發展帶來問題提供了思路。

　　從內部看，德國能源電力發展是受政治意志影響最大的領域之一，也是各主要政黨競爭與合作的重要基礎。在德國下屆政府組閣談判中，能源政策是重中之重。從11月底，基民盟/基社盟與社民黨達成的聯合組閣協議分析，減弱對風電、光伏發電支持，建立容量市場，吸引電網投資是三大重點。這也與歐盟的政策走向一致。

　　綜上，未來德國電網發展將更加注重與鄰國之間的協調，可再生能源發電與常規發電市場地位趨于合理，如果執行有力的話，未來一段時間將是德國乃至歐洲電網較快發展的階段。

　　附件：德國聯邦政府2010年“能源概念”和2011年“能源系統轉型”

　　目 錄

　　一、出臺該戰略的目的

　　二、未來能源供應的長期戰略

　　三、氣候保護目標

　　四、可再生能源是未來能源供應的基石

　　五、提高能源效率是關鍵

　　六、核電與化石燃料電廠

　　七、為電力和可再生能源接入打造高效的電網基礎設施

　　八、改善建筑用能及建設高能效新建筑物

　　九、交通面臨的挑戰

　　十、能源領域技術創新

　　十一、在歐洲和國際背景下的能源供給

　　2010年9月德國聯邦政府出臺了到2050年的能源戰略——“能源概念：為了環境良好、可靠的和可支付的能源供應”(EnergyConcept：for an Environmentally Sound, Reliable andAffordable Energy Supply)，并從發展新能源、升級改造電網和提高能源效率等方面提出相應措施。

　　2011年3月日本福島核事故后，德國政府重新評估了核電在未來發展中的定位和作用。德國永久關閉了7座運行時間最長的核電站和在Krummel的一座核電站，并決定2022年全部停運剩余的9座核電站。2011年6月9日，德國聯邦政府在2010年9月能源政策基礎上，又進一步完善到2050年的能源新戰略，并提出加速實施相關保障措施。

　　新的能源戰略對2010年9月出臺的“能源概念”中的“核電和化石燃料電廠”部分進行了替換，描述了德國聯邦政府的最新的能源趨向和政策措施。以下為德國新的能源戰略主要內容。

　　一、出臺該戰略的目的

　　1、確保可靠的、經濟可行的和環境健康的能源供給。

　　2、在享受競爭性能源價格和高水平繁榮的同時，德國要成為世界上能源效率最高、最綠色的經濟體。

　　二、未來能源供應的長期戰略

　　1、建立基于市場的能源政策，該政策與意識形態無關，對所有技術開放，支持能源、熱力和交通的各種使用形式。

　　2、可再生能源將占未來能源結構中的最大份額。

　　3、核電將是過渡性技術。

　　4、可再生能源擴張必須與提高能源效率、電網擴張和新儲能設施建設相結合。

　　5、確保可再生能源高經濟效益擴張，推動創新，降低成本，是德國保持國際競爭性和限制消費者成本過快增長的唯一選擇。

　　三、氣候保護目標

　　1、溫室氣體減排：到2020年溫室氣體較1990年水平降低40%，2030年降低55%，2040年降低70%，到2050年降低80%-95%。

　　2、一次能源消費目標：到2020年，比2008年減少20%;到2050年，減少50%。

　　3、單位能源生產率：年均增加2.1%。

　　4、電力消費目標：2020年比2008年減少10%，2050年減少25%。

　　5、建筑物改造率：需從當前不足1%，提高到2%。

　　6、交通領域能源消耗：到2020年，比2005年減少10%;到2050年減少40%。

　　7、可再生能源目標：到2020年，占到最終能源消費的18%，2030年占30%，2040年占45%，2050年占60%。

　　8、可再生能源發電目標：到2020年，占全部用電量的35%，2030年占50%，2040年占65%，2050年占80%。

　　四、可再生能源是未來能源供應的基石

　　1、提高可再生能源擴張的經濟效益

　　(1)背景

　　能源法(EEG)是更加基于市場的。

　　2011年德國對光伏發電電價的調整。

　　2012年修訂能源法EEG，修改自用的可再生能源發電政策。

　　(2)加強可再生能源進入市場和電網的政策措施

　　對虛擬電廠引入選擇性市場獎勵或一致性的獎勵。

　　完善國家范圍平等計劃指令(Ordinance on a NationwideEqualization Scheme)(由TSO輸電系統運行商提供市場)，為更多的需求側響應發電資源和更多的利用可再生能源發電。

　　在不增加EEG征收費用的情況下，提高綠色電力的市場和系統接入。

　　減少各種EEG規定的補貼，特別是關于生物質能的，避免過度支持。

　　在中期，為提高經濟效益，發出海上風電開發招標需求，而不是提供固定的電價。

　　2、擴大海上風電開發

　　(1)目標

　　到2030年海上風電規模達到25GW，總投資750億歐元。

　　(2)措施

　　資金支持建設前十個海上風電場，達到更好了解海上風電場技術風險以及積累融資經驗的目的。

　　考慮從其他方面加快海上風電開發。

　　支持投資海上風電開發(初始電價越高，支持時間越短)，修改EEG能源法，提供現行的接入電價(Feed-In Tariff)的投資中性(Cost Neutral)替代方案。

　　為避免“囤積”海上風電項目許可，2011年德國政府修改了相關法律規定，修訂了海上建筑安裝條例。未來，只有當投資商能提供具體建設行為證據(建設計劃、融資計劃、進度表等)時，才能更新許可。不然，場址將轉給其他開發商。德國政府將簡化審批手續，采取單一許可(該許可將包含所有必需的許可要件)。

　　為確保遠期海上風電開發，德國將更新專有經濟區(Exclusive EconomicZone)的空間開發規劃(Spatial Plan)。

　　3、擴張陸上風電

　　˙ 關鍵是現有場址上增加發電容量(機組更新Repowering),即采用更加高效、新型的風電機組替代老機組。

　　˙ 在空間規劃中，制定計劃，與土地所有者和當地政府共同工作，確保新風電場址有充足的土地。

　　˙ 為支持機組更新，在建設和規劃法律方面出臺必要、恰當的規定。

　　˙ 加快減少風電場產生的少量溫室氣體排放，在航空法方面建立必要的法律基礎。

　　˙ 制定技術條件，避免風電機組對軍用雷達的干擾。

　　˙ 為優化辦法許可程序，建立海上、陸上風電的全部現有、已被批準和已規劃的風電項目。

　　4、可持續、高效利用生物質能

　　挖掘國內生物質能源潛力，避免出現有機物殘渣和垃圾、農業副產品等廣泛使用與土地管理之間的矛盾，以及木材與短期輪轉種植之間的矛盾。

　　改善管理形式，結合熱電聯產電廠加大生物質能源回收，提高能源效率和土地使用，改善生物質能發電等可控電力生產，促進可再生能源與能源供給的融合，發展生物質能綜合利用。

　　加大生物沼氣(biomethane)利用,通過建立進入天然氣管網的選擇性。

　　通過進口可持續生產的生物質能，補充生物質能源需求。

　　支持可持續生物質能源進口的政策措施：

　　確保只有可持續生產的生物質能，無論是國內生產的還是國外進口的，都平等地可以獲得配額或稅收激勵。

　　在整個歐洲范圍，支持將“歐盟28/2009指令”(EU Directive 28/2009)擴展到所有形式的生物質能源。

　　最小化可能與食物生產、飼料和森林管理之間的競爭。

　　將生物質燃氣納入可再生能源熱法案(Renewable Energyies HeatAct, EEWarmeG)。

　　五、提高能源效率是關鍵

　　1、在私人住宅和公共領域挖掘能效潛力

　　德國政府主要依靠公眾意識、商業團體和公民的個人責任意識，改善能效，而不是主要依靠懲罰措施。經濟激勵、信息和建議有助于挖掘潛力。

　　在法律中規定，將能效作為授予公共合同的重要評價標準。

　　政府一如既往發展和促進能源服務市場。新近成立的能源效率聯邦辦公室(FederalOffice for Energy Efficiency)負責能源服務市場監管，出臺相關建議。

　　將提高電價作為促進用戶節能或高效利用的主要措施。

　　重視用戶的重要作用，推進透明的能源消費標示。將修訂后的“歐盟建筑物能源特性指令”(EUEnergy Performance of Building Directive)，應用在頒發建筑物能源效果證書上。

　　與各個能源工業協會一道，開展“白色證書”試點，評價該手段是否能與排放交易一樣，挖掘節能和能效潛力。

　　建筑物是提高能源效率的關鍵。

　　2、挖掘工業能效潛力

　　根據國際標準(EN16001，ISO50001),實施能源管理系統或能源審計。

　　對高耗能公司，減免生物環境稅(eco-tax relief)。

　　邀請中小企業參加合適的融資計劃，如向其提供低息貸款和補貼等。

　　3、能效資金資助

　　從長遠看，需要采用一系列的激勵措施，如用戶信息、產品創新、能效產品商業化。為此德國經濟與技術部(Ministry of Economics and Technology，BMWi)建立了能效基金。在于聯邦環境部(Federal Environment Ministry，BMU)協商后，將采取如下措施：

　　(1)對于用戶：

　　˙ 綜合性的、實際可行的用戶信息。

　　˙ 個人家庭的能源、電力節約量的檢查。

　　˙ 建筑物能效特性證書。

　　˙ 基于實用性的行動建議。

　　(2)對于中小企業SMEs與工業：

　　˙ 支持高效交叉應用技術(如電動機、泵、電冰箱)。

　　˙ 根據中小企業的需求，調整能源管理系統。

　　˙ 推動能源密集型生產工藝優化。

　　˙ 擴大和加強德國政府在能效領域的出口。

　　˙ 與商業組織合作，打造工業、商業網絡。

　　˙ 加大資助可提高能效的創新技術。

　　(3)對于地方政府：

　　˙ 地方政府應支持和發展目標遠大、創新性的能效策略。

　　˙ 支持開展項目示范。

　　˙ 資助當地政府獲取相關領域的信息和開展培訓。

　　4、國家氣候計劃

　　自2011年聯邦環境部與聯邦經濟與技術部共同開展此項計劃。

　　六、核電與化石燃料電廠

　　實現2050年可再生能源時代過程中，需要改變能源供應結構，需要靈活的發電資源，核電和化石能源發電將承擔不同的角色。

　　1、變化中的能源結構

　　經濟高效地調整能源結構，到2022年剩余12座核電站將退出運行，不能對市場競爭產生負面影響。

　　2、提高競爭性

　　繼續增加電力、天然氣市場的自由化。聯邦經濟與技術部定期報告天然氣和電力市場競爭性情況。在聯邦企業聯合辦公室(Federal Cartel Office)設立市場透明性管理單位(Market TransparencyUnit)。

　　出臺新的天然氣網絡接入指令(Gas Network Access Ordinance),改善天然氣市場的競爭性。市場區域數目減少了，擴大了輸送容量，支撐了燃氣發電廠的網絡接入。

　　通過升級跨境互聯，加強與歐洲其他電力市場的聯系，加快建立發揮功能的電力市場。

　　繼續提高自由化程度，加強競爭是建立未來電力市場的重要目的。未來電力市場設計包括：可再生能源相互影響、電力調峰和電力平衡市場(Regulating Energy和Balancing Energy Markets)、儲能及納入歐盟和非歐盟的網絡等。

　　3、核電——一種過渡性技術

　　在運的17個核電廠平均延長12年。1980年及以前投運的延長8年，1980年后投運的延長14年。

　　4、靈活的電源結構

　　通過建設更加靈活的燃煤、燃氣電站和可再生能源發電，保持足夠的平衡容量和備用容量。

　　根據歐洲能源與氣候一攬子政策，改善小型發電商的競爭環境。支持建設配備碳捕捉及儲存CCS發電廠。

　　發揮排放交易機制作用。

　　5、碳捕捉及儲存CCS的作用

　　將使用CCS作為開發利用化石燃料發電的前提。同時，CCS技術將為德國創造未來技術、設備出口的機會。

　　支持CCS技術的主要措施：

　　˙ 初期，針對CCS和安全儲存開展示范項目。

　　˙ 由聯邦環境部BMU和聯邦經濟與技術部BMWi聯合制定對CCS整個產業鏈的管理規定。

　　˙ 到2020年，資助整個歐洲范圍內12個CCS示范項目中的2個，提供永久性二氧化碳儲存。

　　˙ 與產業一起，德國政府檢驗利用二氧化碳作為原料，尤其是支持與可再生能源的聯合利用，如合成沼氣(Synthetic Methane)和海藻反應堆(Algae Reactor)。

　　˙ 為評估CCS與地熱能之間的矛盾，編制地熱區域圖geothermal atlas。

　　˙ 積極開展與公眾在CCS技術方面的對話。