德国能源转型多年以来常为业内人士津津乐道，笔者几年前搜集了一些关于德国电网发展的资料，现整理归纳分析如下，与大家分享。时过境迁，很多数据已经过时，一些事件又有了新变化。由于个人认知能力有限，一些判断现在看来不是太恰当，但是其中还是有一些有益启示值得我们深思。同时，文后附上德国能源转型相关文件供大家参考。

　　近年，德国政府积极推动能源转型，加快可再生能源发展，被一些国家认为是绿色发展的“样板”。与此形成对比的是，德国电网发展相对滞后，在输电、配电、运行等多方面暴露出问题。梳理分析这些问题，对全面了解德国电网，乃至电力系统很有意义。

　　一、德国能源电力概况

　　能源消费结构。2012年，德国能源消费总量是3.12亿toe，其中，石油占35.8%，天然气21.7%，核电7.2%，水电1.5%，非水可再生能源8.3%。过去的10年，在德国的能源消费结构中，天然气和煤炭的比例变化不大，核电有所下降，可再生能源比例增长了。

　　可再生能源发电。2012年，风电装机是3130万千瓦，光伏发电达到3200万千瓦(当年增速超30%)。2012年，25。2%的电力来自可再生能源，比2000年增长了18%。今年风电和光伏发电最大出力曾达到3000万千瓦，接近德国电网负荷的50%。

　　电价情况。德国家庭用户和工业用户差电价差异大。2012下半年德国家庭电价是20.32欧元/MWh，而大型工业用户电价仅为8.39欧元/MWh。德国家庭电价是欧洲最高的之一，主要原因是风电、太阳能发电补贴，此部分占比已达到电价的20%以上。

　　电网情况。德国目前有178万公里电力线路，其中2%(约3.6万公里)是输电线路(电压等级高于110kV)。与EU很多国家不同，德国最重要的高压输电线路属于商业公司(保险公司、银行、外国运营商等)所有。输电网由4家运营商分区域管理——RWE、EnBW、TenneT(荷兰公司)和Vatterfall(瑞典公司)。

　　二、电网发展面临多重问题

　　德国电网发展在输电、配电、运行等方面存在一系列问题，总结如下。

　　(一)输电系统面临的主要问题

　　1.市场分隔造成协调配合不够

　　四家公司在四个不同电网运营，联系较弱，有各自不同的过网费、各自不同的控制中心，电网规划、运行缺乏协调。运营商在推进北海、波罗的海风电接入电网上，也缺乏积极性和配合。如，当前TenneT因为没有按时为RWE和E.on公司运营的风电场准备好接入条件而备受指责。

　　2.输电线路增长缓慢

　　尽管新建3800公里的“北电南送”三大通道的方案提出已数年，但到目前也只建250公里，现在基本处于停滞状态。近10年来，德国输电线路里程基本没有太多增长，影响了电力的远距离大范围输送。这与风电项目10年来的快速发展形成鲜明对比。两者速度上的“一快一慢”折射出德国风电和输电线路发展的不匹配性。此问题产生的主要原因：一是电网等基础设施项目规划和审批权由联邦政府负责，而由各州和地方政府负责具体实施，造成联邦政府加快通道建设的意愿难以及时有效贯彻，项目进展远远落后于相关规划;二是德国民众以破坏环境、地貌为由，对新建电网加以抵制，严重滞缓了相关工程进展。

　　3.改革输电体制的呼声渐高

　　政府对输电系统影响力差，阻碍了北部风电的南送，这也成为了能否实现能源转型战略的重要瓶颈之一。为此，有专家和政界人士提议，建立部分或全部由政府所有的国家电网公司管理高压输电线路，这将有助于实现能源转型和EU能源市场一体化。德国能源署DENA的主席Stephan Kohler，也认为非常有必要建立一个全国性电网、全国性运行商。

　　4.可再生发电快速发展影响邻国电网运行

　　德国本国风电消纳不利的问题波及到与其互联的邻国。大量变动性、没有计划的RES潮流与常规发电的计划潮流叠加导致德国和波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利等邻近国家电网过载，并已引发南部联络线(波兰/捷克、波兰/斯洛伐克、德国/捷克、斯洛伐克/匈牙利和德国/奥地利)重载。2012年11月下旬到12月中旬，德国与捷克的联络线上潮流就从1000MW增加到3500MW。捷克国内唯一的电网运营商CEPS列出了五条原因，其中就包括德国北部风电出力过大和德国光伏发电容量猛增(过去24个月，增加了1500万千瓦)。为避免上述问题，捷克当前正打算实施可以实现本国电网，在德国风电大发外送时能与德国电网解列的方案，确保本国核电的稳定运行。德国与奥地利之间的联络线Remptendorf-Redwitz，在2010-2011和2011-2012已经多次采取“再调度”(redispatch)措施，涉及电量分别超过100GWh和2000GWh。

　　(二)配电网面临的主要问题

　　1.“市政化”浪潮袭来

　　德国电网98%是配电网，因此被认为是能源转型的重要基石。德国配电网由850多家公司运营，运营商类型多——私人所有、半公共所有和全公共所有等。所有制多样，电网规模不同，供需条件各异，增加了配电网运营和发展的复杂性。由于德国97%的可再生能源发电接入配电网，且大多数RES发电资源归私人所有(例如居民或本地小型光伏发电已占全德光伏发电的50%以上)，所以配电公司推进绿色能源发展也成为公众和政界关注焦点。为降低消费电价(德国电价已从10年前的14欧分增长到现在的近30欧分，是欧洲电价最高的国家之一)和减少配电公司的影响，近来汉堡等多地开展了配电网“市政化”，即配电网回购运动。9月底，50%的汉堡市民自愿投票赞成政府回购电网。今年，德国将有近8000个城镇等市政单位将决定是否回购当地电网的运营权。

　　2.建设任务艰巨

　　区域差异大，如大城市与乡村电网差异、北部和作为负荷中心的南部差异等，因此各地对电网扩展要求不同。据德国能源和水工业联合会(BDEW)预测，到2020年德国需要新建14.4万公里的配电线路，投资大270亿欧元。而近年，德国配电网每年新建里程最多时也不过1万公里。今后几年，其发展任务十分严峻。吸引配电网投资也是实现能源转型的重要前提之一。

　　(三)电网安全稳定运行压力大

　　风电和太阳能发电总装机超过6000万千瓦，相当于德国最大负荷的80%左右(最大负荷大约8000万千瓦)，给电网运行带来巨大挑战。

　　1.备用容量日趋紧张

　　2012年4月，ENTSO-E主席DanielDobbeni在给欧洲委员会能源委员Günther Oettinger信中提到，“只要在一个地区RES发电发展速度超过电网所能接纳的程度，那系统运行不安全和出力受限的风险就将急剧增大”。面光伏发电没有容量价值，不能减少对系统最大出力的需求，有时甚至会需要更多的调节容量。由于常规电厂要为可再生发电提供备用，但目前没有合理的补偿机制，常规电厂的投资吸引力不强。2002-2011年，德国常规发电装机仅增长3.3%，而可再生能源发电增长超过300%。两类电源发展的“一快一慢”造成了备用容量日益紧张。德国联邦网络署公布，2013-2014年冬季德国需要254万千瓦的备用容量，2015-2016年冬季需要480万千瓦的备用容量。据目前趋势预测，德国冬季时备用容量紧张局面还要持续数年。

　　2.人为干预措施使用更加频繁

　　电网运行紧张还突出表现在限出力等人为干预措施使用更频发。2011-2012年冬季，德国共采取了197次限出力，是2010-2011年冬季的5倍多;风电引起了184次从配电网向输电网“倒送电”，其中5次影响到整个电网。在2012年第一季度，E.on为应对可再生发电引发的情况就采取257次人为干预，每次干预的平均时间是5.7小时，即该季度23.1%的时间都处于人为干预状态。这也表明德国电网已经处于紧张运行状态。除了尽快实施线路扩展外，没有其他技术手段可以解决此问题。

　　(四)企业利润缩水

　　作为电网运营商母公司的四大能源公司的主要利润来源仍是传统发电，受多重因素影响企业利润近年严重减少。一是德国风电、光伏发电大量接入电网，挤压了煤电和气电市场一定空间，还拉低峰荷时的电力批发价格，极大削弱了常规发电的盈利水平。二是风电、光伏发电需要煤电和气电为其提供备用，由于缺乏容量补偿机制，这进一步恶化了常规发电的盈利能力。三是大量的可再生能源发电分散式、临近接入电网，迫使德国的电力公司仓促调整经营业务和商业模式，影响企业市值、利润缩水。四是“弃核”政策导致核电日渐萎缩，也影响了能源公司收入。

　　上述因素叠加作用造成四大公司经营困难，在资本市场上的表现比深陷欧债危机中的银行业还差。2011年E.on首次出现亏损，EnBW公司亏损额逾8亿欧元。四大能源公司计划在未来数年内削减境内1万个就业岗位。RWE和E.on公司今年2季度季报表明，电力批发价格持续下行导致两家公司营业收入至少缩水10%。近五年，德国能源公司在股票市场表现惨淡——RWE股票价格下跌了1/3，E.on下降了15%，而同期法国电力公司EDF的却上涨了近60%!截至2013年第一季度，E.on已经净负债310亿欧元，RWE净负债330亿欧元，均超过了各自2012年净负债的2倍多。今后，四大能源公司如何生存已是个很大问题。

　　(五)高成本阻碍智能电表推广

　　目前德国对于大规模安装智能电表的态度尚未明朗。“欧盟能源效率指令”规定，“到2020年，80%的家庭要安装智能电表。如果某成员国证明智能电表安装计划不能通过成本效益分析，它可以不执行该指令”。目前，德国有4900万块电表( 约占整个欧盟家庭电表总数的21.4%)，其中90%是电动机械式的，有20~40年的寿命2013年8月德国经济部发布的一个报告指出，如果在5-7年更换德国电表需要投入约135亿欧元(60亿欧元用于电表和通信设备，75亿欧元用于配套设施建设)。报告认为，更换智能电表太贵，没有经济效益。除了德国，欧盟还有1.8亿只家庭电表，其中约1/3已经是智能电表或所在国已经开始推广大规模安装计划且不太可能停下来。英国稍早已经宣布，延期1年用于对是否安装智能电表进行深入研究。因此，德国政府对智能电表的政策倍受关注。上述国家在推广智能电表上是在权衡前期的较大投资与远期效益之间的取舍。截至目前，德国也未给出明确意见和具体措施。

　　三、分析与建议

　　上述问题表明，电网发展问题已成为影响德国未来能源转型的关键问题，并越来越受到政府、能源企业、公众以至欧盟的重视。

　　从欧盟整体看，德国电网将是影响欧洲建立统一电力市场的重要内容。10月欧委会通过了250个重大能源基础设施项目清单，在140项涉及电力传输及储存项目中有22项与德国有关。11月欧洲理事会出台《成员国对电力市场国家干预指导意见》，提出逐步取消对风电、光伏发电的补贴，鼓励在欧洲范围内建立备用资源，倡导消费者改变用电习惯等措施。这为以后欧洲电力市场政策指出了方向——即发挥市场机制、加大互联互通和挖掘消费测资源，也为德国处理本国可再生能源发展带来问题提供了思路。

　　从内部看，德国能源电力发展是受政治意志影响最大的领域之一，也是各主要政党竞争与合作的重要基础。在德国下届政府组阁谈判中，能源政策是重中之重。从11月底，基民盟/基社盟与社民党达成的联合组阁协议分析，减弱对风电、光伏发电支持，建立容量市场，吸引电网投资是三大重点。这也与欧盟的政策走向一致。

　　综上，未来德国电网发展将更加注重与邻国之间的协调，可再生能源发电与常规发电市场地位趋于合理，如果执行有力的话，未来一段时间将是德国乃至欧洲电网较快发展的阶段。

　　附件：德国联邦政府2010年“能源概念”和2011年“能源系统转型”

　　目 录

　　一、出台该战略的目的

　　二、未来能源供应的长期战略

　　三、气候保护目标

　　四、可再生能源是未来能源供应的基石

　　五、提高能源效率是关键

　　六、核电与化石燃料电厂

　　七、为电力和可再生能源接入打造高效的电网基础设施

　　八、改善建筑用能及建设高能效新建筑物

　　九、交通面临的挑战

　　十、能源领域技术创新

　　十一、在欧洲和国际背景下的能源供给

　　2010年9月德国联邦政府出台了到2050年的能源战略——“能源概念：为了环境良好、可靠的和可支付的能源供应”(EnergyConcept：for an Environmentally Sound, Reliable andAffordable Energy Supply)，并从发展新能源、升级改造电网和提高能源效率等方面提出相应措施。

　　2011年3月日本福岛核事故后，德国政府重新评估了核电在未来发展中的定位和作用。德国永久关闭了7座运行时间最长的核电站和在Krummel的一座核电站，并决定2022年全部停运剩余的9座核电站。2011年6月9日，德国联邦政府在2010年9月能源政策基础上，又进一步完善到2050年的能源新战略，并提出加速实施相关保障措施。

　　新的能源战略对2010年9月出台的“能源概念”中的“核电和化石燃料电厂”部分进行了替换，描述了德国联邦政府的最新的能源趋向和政策措施。以下为德国新的能源战略主要内容。

　　一、出台该战略的目的

　　1、确保可靠的、经济可行的和环境健康的能源供给。

　　2、在享受竞争性能源价格和高水平繁荣的同时，德国要成为世界上能源效率最高、最绿色的经济体。

　　二、未来能源供应的长期战略

　　1、建立基于市场的能源政策，该政策与意识形态无关，对所有技术开放，支持能源、热力和交通的各种使用形式。

　　2、可再生能源将占未来能源结构中的最大份额。

　　3、核电将是过渡性技术。

　　4、可再生能源扩张必须与提高能源效率、电网扩张和新储能设施建设相结合。

　　5、确保可再生能源高经济效益扩张，推动创新，降低成本，是德国保持国际竞争性和限制消费者成本过快增长的唯一选择。

　　三、气候保护目标

　　1、温室气体减排：到2020年温室气体较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、一次能源消费目标：到2020年，比2008年减少20%;到2050年，减少50%。

　　3、单位能源生产率：年均增加2.1%。

　　4、电力消费目标：2020年比2008年减少10%，2050年减少25%。

　　5、建筑物改造率：需从当前不足1%，提高到2%。

　　6、交通领域能源消耗：到2020年，比2005年减少10%;到2050年减少40%。

　　7、可再生能源目标：到2020年，占到最终能源消费的18%，2030年占30%，2040年占45%，2050年占60%。

　　8、可再生能源发电目标：到2020年，占全部用电量的35%，2030年占50%，2040年占65%，2050年占80%。

　　四、可再生能源是未来能源供应的基石

　　1、提高可再生能源扩张的经济效益

　　(1)背景

　　能源法(EEG)是更加基于市场的。

　　2011年德国对光伏发电电价的调整。

　　2012年修订能源法EEG，修改自用的可再生能源发电政策。

　　(2)加强可再生能源进入市场和电网的政策措施

　　对虚拟电厂引入选择性市场奖励或一致性的奖励。

　　完善国家范围平等计划指令(Ordinance on a NationwideEqualization Scheme)(由TSO输电系统运行商提供市场)，为更多的需求侧响应发电资源和更多的利用可再生能源发电。

　　在不增加EEG征收费用的情况下，提高绿色电力的市场和系统接入。

　　减少各种EEG规定的补贴，特别是关于生物质能的，避免过度支持。

　　在中期，为提高经济效益，发出海上风电开发招标需求，而不是提供固定的电价。

　　2、扩大海上风电开发

　　(1)目标

　　到2030年海上风电规模达到25GW，总投资750亿欧元。

　　(2)措施

　　资金支持建设前十个海上风电场，达到更好了解海上风电场技术风险以及积累融资经验的目的。

　　考虑从其他方面加快海上风电开发。

　　支持投资海上风电开发(初始电价越高，支持时间越短)，修改EEG能源法，提供现行的接入电价(Feed-In Tariff)的投资中性(Cost Neutral)替代方案。

　　为避免“囤积”海上风电项目许可，2011年德国政府修改了相关法律规定，修订了海上建筑安装条例。未来，只有当投资商能提供具体建设行为证据(建设计划、融资计划、进度表等)时，才能更新许可。不然，场址将转给其他开发商。德国政府将简化审批手续，采取单一许可(该许可将包含所有必需的许可要件)。

　　为确保远期海上风电开发，德国将更新专有经济区(Exclusive EconomicZone)的空间开发规划(Spatial Plan)。

　　3、扩张陆上风电

　　˙ 关键是现有场址上增加发电容量(机组更新Repowering),即采用更加高效、新型的风电机组替代老机组。

　　˙ 在空间规划中，制定计划，与土地所有者和当地政府共同工作，确保新风电场址有充足的土地。

　　˙ 为支持机组更新，在建设和规划法律方面出台必要、恰当的规定。

　　˙ 加快减少风电场产生的少量温室气体排放，在航空法方面建立必要的法律基础。

　　˙ 制定技术条件，避免风电机组对军用雷达的干扰。

　　˙ 为优化办法许可程序，建立海上、陆上风电的全部现有、已被批准和已规划的风电项目。

　　4、可持续、高效利用生物质能

　　挖掘国内生物质能源潜力，避免出现有机物残渣和垃圾、农业副产品等广泛使用与土地管理之间的矛盾，以及木材与短期轮转种植之间的矛盾。

　　改善管理形式，结合热电联产电厂加大生物质能源回收，提高能源效率和土地使用，改善生物质能发电等可控电力生产，促进可再生能源与能源供给的融合，发展生物质能综合利用。

　　加大生物沼气(biomethane)利用,通过建立进入天然气管网的选择性。

　　通过进口可持续生产的生物质能，补充生物质能源需求。

　　支持可持续生物质能源进口的政策措施：

　　确保只有可持续生产的生物质能，无论是国内生产的还是国外进口的，都平等地可以获得配额或税收激励。

　　在整个欧洲范围，支持将“欧盟28/2009指令”(EU Directive 28/2009)扩展到所有形式的生物质能源。

　　最小化可能与食物生产、饲料和森林管理之间的竞争。

　　将生物质燃气纳入可再生能源热法案(Renewable Energyies HeatAct, EEWarmeG)。

　　五、提高能源效率是关键

　　1、在私人住宅和公共领域挖掘能效潜力

　　德国政府主要依靠公众意识、商业团体和公民的个人责任意识，改善能效，而不是主要依靠惩罚措施。经济激励、信息和建议有助于挖掘潜力。

　　在法律中规定，将能效作为授予公共合同的重要评价标准。

　　政府一如既往发展和促进能源服务市场。新近成立的能源效率联邦办公室(FederalOffice for Energy Efficiency)负责能源服务市场监管，出台相关建议。

　　将提高电价作为促进用户节能或高效利用的主要措施。

　　重视用户的重要作用，推进透明的能源消费标示。将修订后的“欧盟建筑物能源特性指令”(EUEnergy Performance of Building Directive)，应用在颁发建筑物能源效果证书上。

　　与各个能源工业协会一道，开展“白色证书”试点，评价该手段是否能与排放交易一样，挖掘节能和能效潜力。

　　建筑物是提高能源效率的关键。

　　2、挖掘工业能效潜力

　　根据国际标准(EN16001，ISO50001),实施能源管理系统或能源审计。

　　对高耗能公司，减免生物环境税(eco-tax relief)。

　　邀请中小企业参加合适的融资计划，如向其提供低息贷款和补贴等。

　　3、能效资金资助

　　从长远看，需要采用一系列的激励措施，如用户信息、产品创新、能效产品商业化。为此德国经济与技术部(Ministry of Economics and Technology，BMWi)建立了能效基金。在于联邦环境部(Federal Environment Ministry，BMU)协商后，将采取如下措施：

　　(1)对于用户：

　　˙ 综合性的、实际可行的用户信息。

　　˙ 个人家庭的能源、电力节约量的检查。

　　˙ 建筑物能效特性证书。

　　˙ 基于实用性的行动建议。

　　(2)对于中小企业SMEs与工业：

　　˙ 支持高效交叉应用技术(如电动机、泵、电冰箱)。

　　˙ 根据中小企业的需求，调整能源管理系统。

　　˙ 推动能源密集型生产工艺优化。

　　˙ 扩大和加强德国政府在能效领域的出口。

　　˙ 与商业组织合作，打造工业、商业网络。

　　˙ 加大资助可提高能效的创新技术。

　　(3)对于地方政府：

　　˙ 地方政府应支持和发展目标远大、创新性的能效策略。

　　˙ 支持开展项目示范。

　　˙ 资助当地政府获取相关领域的信息和开展培训。

　　4、国家气候计划

　　自2011年联邦环境部与联邦经济与技术部共同开展此项计划。

　　六、核电与化石燃料电厂

　　实现2050年可再生能源时代过程中，需要改变能源供应结构，需要灵活的发电资源，核电和化石能源发电将承担不同的角色。

　　1、变化中的能源结构

　　经济高效地调整能源结构，到2022年剩余12座核电站将退出运行，不能对市场竞争产生负面影响。

　　2、提高竞争性

　　继续增加电力、天然气市场的自由化。联邦经济与技术部定期报告天然气和电力市场竞争性情况。在联邦企业联合办公室(Federal Cartel Office)设立市场透明性管理单位(Market TransparencyUnit)。

　　出台新的天然气网络接入指令(Gas Network Access Ordinance),改善天然气市场的竞争性。市场区域数目减少了，扩大了输送容量，支撑了燃气发电厂的网络接入。

　　通过升级跨境互联，加强与欧洲其他电力市场的联系，加快建立发挥功能的电力市场。

　　继续提高自由化程度，加强竞争是建立未来电力市场的重要目的。未来电力市场设计包括：可再生能源相互影响、电力调峰和电力平衡市场(Regulating Energy和Balancing Energy Markets)、储能及纳入欧盟和非欧盟的网络等。

　　3、核电——一种过渡性技术

　　在运的17个核电厂平均延长12年。1980年及以前投运的延长8年，1980年后投运的延长14年。

　　4、灵活的电源结构

　　通过建设更加灵活的燃煤、燃气电站和可再生能源发电，保持足够的平衡容量和备用容量。

　　根据欧洲能源与气候一揽子政策，改善小型发电商的竞争环境。支持建设配备碳捕捉及储存CCS发电厂。

　　发挥排放交易机制作用。

　　5、碳捕捉及储存CCS的作用

　　将使用CCS作为开发利用化石燃料发电的前提。同时，CCS技术将为德国创造未来技术、设备出口的机会。

　　支持CCS技术的主要措施：

　　˙ 初期，针对CCS和安全储存开展示范项目。

　　˙ 由联邦环境部BMU和联邦经济与技术部BMWi联合制定对CCS整个产业链的管理规定。

　　˙ 到2020年，资助整个欧洲范围内12个CCS示范项目中的2个，提供永久性二氧化碳储存。

　　˙ 与产业一起，德国政府检验利用二氧化碳作为原料，尤其是支持与可再生能源的联合利用，如合成沼气(Synthetic Methane)和海藻反应堆(Algae Reactor)。

　　˙ 为评估CCS与地热能之间的矛盾，编制地热区域图geothermal atlas。

　　˙ 积极开展与公众在CCS技术方面的对话。