2012年,德国能源消费总量4.5亿吨标准煤,全社会用电量约5940亿千瓦时,是欧洲第一大能源和电力消费市场。其中,可再生能源在一次能源消费和终端能源消费中的比重分别为11.7%和12.6%,发电量占比21.9%。2012年,德国发电装机约1.78亿千瓦,其中光伏发电3264万千瓦,风电3131万千瓦,生物质发电765万千瓦,水电440万千瓦;可再生能源发电量约1361亿千瓦时,其中风电460亿千瓦时,生物质408亿千瓦时,光伏发电280亿千瓦时,水电212亿千瓦时。
德国能源转型战略顶层设计
德国能源转型战略(Energiewende)的总体目标是逐步转变成以可再生能源为支柱的能源系统,包括《能源理念》和《一揽子能源法案》两部分。2010年发布的《能源理念》提出了长期发展目标。
2011年日本福岛核事故加快了德国弃核的步伐和能源转型战略的实施,重点措施包括以下5个方面:
加快电网建设。德国风电资源主要在北部地区,而负荷中心集中在西部和南部,因此需要建设大规模输电通道;大量分布式发展的可再生能源(主要是光伏),要求配电网能够处理潮流和信息的双向流动,将当地多余的可再生能源电力输送至其他地区。输电通道方面,德国修订了《能源工业法》,新出台了《加快电网扩张法》和《联邦需求规划法》,以缩短规划和审批程序,加快建设进度。配电网方面主要是发展智能电网,将来配电网不再是传统的辐射式结构,而是拥有大量用户和众多分布式电源的、潮流和信息双向流动的、供需互动的格局,需求侧能够有效地响应电力系统的技术和市场价格信号。
提高电力系统灵活性。德国《可再生能源法》确立了可再生能源的优先调度地位,改变了基本负荷由核电、煤电等基荷电厂承担的传统模式。随着德国能源转型战略的不断推进,将来煤电、气电等常规电厂将更多地向提供备用的角色转变(2030年发电量占比降至50%,2050年降至20%)。尽管如此,到2050年德国仍然需要6000万千瓦的常规电源,提供60%的可靠安全容量以及足够的灵活性来保障电力供给安全。这就需要创新市场机制,让常规电厂投资获得合理回报(仅仅靠电量市场收益很难收回投资),并充分利用需求侧资源。
提高能源使用效率。2008年以来,德国能耗降低和经济增长的解耦态势逐步显现,能源生产率每年提高约2%。德国能源转型战略提出,到2020年一次能源消费比2008年降低20%,到2050年降低50%。为此,德国联邦经济技术部提供了一系列的信息、咨询和资金服务,包括能效基金、德国复兴信贷银行的建筑装修计划、低息贷款和为中小企业提供的节能资金计划,修订《节能法》提高新建筑能效标准等。
加强能源创新研究。创新和新技术研发是德国能源转型战略成功的关键之一。德国政府2011年启动了3年资助35亿欧元的能源研发计划,重点领域集中在可再生能源、能效、储能和电网技术等方面,重点项目包括更高效更灵活的H级燃气轮机,储能基金计划项目,未来电网基金计划项目(输配电技术优化、智能电网、电网规划及管理新思路、负荷管理创新)等。
强化欧盟内部合作。从上世纪90年代开始,欧盟致力于建设一个泛欧电力和天然气市场———欧盟内部能源市场,要求建设泛欧能源基础设施网络,促进跨国能源贸易。这将构成德国电网建设的外部环境,也有利于在更大的区域内平衡和消纳可再生能源,促进德国能源转型战略的实施。
德国电力市场化和可再生能源发展互相促进
德国能源转型战略的实施离不开电力市场环境,同时也推动着市场化改革进程,德国可再生能源的发展历程恰好与其电力市场化进程重合,两者相互影响、促进。
1998年德国发布《能源法案》,开始了电力市场化改革。和英法等国不同,此前德国电力工业不是垄断的国有企业,而是由大型垂直一体化的电力公司和约900个地方或市级电力公司构成。市场化改革后,大型电力公司不断合并重组,市场集中度提高,逐步形成了四大电力公司RWE、E.ON、EnBW和VattenfallEurope,拥有德国全部高压输电网和绝大多数发电厂,2000年四大公司装机容量占德国的90%。