中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：德國于本世紀(jì)初開始大力推行“能源轉(zhuǎn)型”（Energiewende），計(jì)劃從以煤炭、石油和核能占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，向利用可再生能源的低碳和無核經(jīng)濟(jì)過度轉(zhuǎn)型。其長期目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量減少80%，并將可再生能源在總能耗中的占比提高到60%。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，海上風(fēng)電、光伏、電網(wǎng)擴(kuò)建和儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資，以及建設(shè)能夠平衡可再生能源供應(yīng)波動(dòng)的新型智能能源基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)德國來說都是必要的，能源效率將發(fā)揮核心作用。
幾十年來，德國一直是應(yīng)用可再生能源和環(huán)境技術(shù)的全球先鋒，但另一方面，德國一直保持著高庫存的石油和天然氣來保證電力的安全供應(yīng)。自然資源的匱乏導(dǎo)致德國的石油和天然氣幾乎完全依靠進(jìn)口。這種依賴造成了兩方面的不穩(wěn)定情況。首先，全球價(jià)格變化嚴(yán)重影響德國的能源進(jìn)口商和終端用戶。其次，市場發(fā)展在很大程度上取決于德國與某些國家的國際關(guān)系，而俄羅斯在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。同時(shí)，既定能源計(jì)劃中的逐步淘汰核能、煤炭，將增強(qiáng)德國對(duì)天然氣的依賴，因此通過進(jìn)口液化天然氣等方式繼續(xù)努力增大天然氣供應(yīng)多樣性，對(duì)德國而言變得越來越重要。
盡管可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)中占比一直在不斷增加，但迄今為止德國還沒有發(fā)生較為嚴(yán)重的停電事故。德國是世界上停電率最低的國家之一。在德國的能源領(lǐng)域，超過9萬家公司雇傭了約24.5萬名員工，在2020年創(chuàng)造了約4080億美元的收入。Uniper Global Commodities SE、意昂集團(tuán)（E.ON SE）、巴登-符滕堡州能源公司（EnBW Energie Baden Wuerttemberg AG）、Statkraft Markets GmbH和Tennet TSO GmbH是德國總收入排名前5的能源公司。
能源消耗和發(fā)電量
能源消耗。德國是歐洲最大的能源消費(fèi)國，其次是法國和英國。截至2021年，一次能源消費(fèi)達(dá)12193皮焦耳，其中化石能源消費(fèi)占75%以上，可再生能源消費(fèi)占16.1%，核能消費(fèi)占6.2%，能源消費(fèi)仍明顯低于新冠肺炎疫情暴發(fā)前。能源市場的價(jià)格發(fā)展也導(dǎo)致了消費(fèi)的顯著減少。2022年底全面淘汰核能、逐步淘汰煤炭、持續(xù)推進(jìn)可再生能源等政策導(dǎo)向，改變了2021年德國的能源結(jié)構(gòu)。石油仍然是最重要的能源來源，占32.3%，其次是天然氣，占26.8%。褐煤占9.2%，硬煤占8.5%。核能貢獻(xiàn)率為6.1%。由于風(fēng)力減弱和天氣變冷，可再生能源在總能源消費(fèi)中的占比略有下降，為15.9%。占可再生能源50%以上的生物質(zhì)能消費(fèi)量也增加了3%。
電力生產(chǎn)。2021年，德國生產(chǎn)并輸入電網(wǎng)的電力主要來自傳統(tǒng)能源，占總發(fā)電量的57.6%。褐煤發(fā)電的凈產(chǎn)量增加到990億千瓦時(shí)。核電的凈發(fā)電量為654億千瓦時(shí)，燃?xì)獍l(fā)電約為510億千瓦時(shí)，硬煤發(fā)電為464億千瓦時(shí)?？稍偕茉窗l(fā)電和并網(wǎng)的比例為42.4%，下降了7.6%。由于天氣原因，可再生能源在凈發(fā)電量中的份額從2020年的50.0%下降到45.7%。風(fēng)力發(fā)電約為1135億千瓦時(shí)，占23.1%，再次成為最重要的電力來源。德國的光伏發(fā)電量約為484億千瓦時(shí)，其中約446億千瓦時(shí)接入公共電網(wǎng)，38億千瓦時(shí)為自用電量。水電發(fā)電量為194億千瓦時(shí)。在裝機(jī)容量幾乎沒有任何變化的情況下，2021年生物質(zhì)發(fā)電略有增加，為430億千瓦時(shí)。2021年，可再生能源發(fā)電量約為2250億千瓦時(shí)，比2020年降低約6%。
能源政策。德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候行動(dòng)部（BMWK）負(fù)責(zé)監(jiān)督國家的能源政策并監(jiān)管能源部門。德國能源政策和政治的關(guān)鍵所在即所謂的“能源轉(zhuǎn)型”(Energiewende)。德國的目標(biāo)是到2035年通過可再生能源供應(yīng)滿足其所有電力需求，而此前的目標(biāo)是到2045年放棄化石燃料。德國計(jì)劃在2030年將可再生能源在最終消費(fèi)中的份額提高到30%，旨在到2030年將溫室氣體排放量減少65%，到2045年實(shí)現(xiàn)碳中和。該政策包括在2022年之前逐步淘汰核電，并將逐步淘汰煤炭和褐煤的時(shí)間提前到2030年。
德國“能源轉(zhuǎn)型”的兩大支柱是可再生能源和能源效率。其法律背景是規(guī)范可再生能源電力部門的《可再生能源法》（EEG）和《可再生能源供熱法》（EEW?rmeG），旨在促進(jìn)新建筑中可再生能源供熱的增加。德國《可再生能源法》的另一修正案已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。到2030年，風(fēng)能和太陽能發(fā)電占比應(yīng)達(dá)到80%。屆時(shí)，德國陸上風(fēng)電裝機(jī)容量將翻一番，達(dá)到1.1億千瓦，海上風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬千瓦，太陽能裝機(jī)容量將增加兩倍以上，達(dá)到2億千瓦。
德國嚴(yán)重依賴化石燃料進(jìn)口，因其國內(nèi)資源已基本耗盡，或者開采成本過高。歐洲能源價(jià)格上漲和戰(zhàn)爭因素導(dǎo)致德國的能源和外交政策發(fā)生了永久性轉(zhuǎn)變。作為歐洲的主要經(jīng)濟(jì)體，德國需要減少對(duì)俄羅斯天然氣的依賴，但2030年前逐步淘汰煤電、2022年底前關(guān)閉核電站的計(jì)劃，使其沒有選擇的余地。加快可再生能源產(chǎn)能擴(kuò)張，投資液化天然氣和氫氣基礎(chǔ)設(shè)施，將是德國減少對(duì)俄羅斯化石燃料供應(yīng)依賴的關(guān)鍵因素。
此外，2021年生效的《歐洲氣候法》設(shè)定了一個(gè)具有法律約束力的目標(biāo)，即到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。歐盟機(jī)構(gòu)和成員國有義務(wù)在在歐盟和國家層面采取必要措施來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
市場進(jìn)入策略和樂觀預(yù)期
德國是歐洲最大的電力市場，年發(fā)電量約為6250億千瓦時(shí)，容量約為2億千瓦。一千多家市場參與者活躍在完全自由化的市場中，在這個(gè)市場中，即便未擁有電廠或供電網(wǎng)絡(luò)的“新市場參與者”也成功地參與了市場交易。德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局（Bundesnetzagentur）是電力、天然氣、電信、郵政和鐵路市場的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)還負(fù)責(zé)確保第三方無歧視接入電網(wǎng)。
能源基礎(chǔ)設(shè)施。盡管波動(dòng)的可再生能源占比越來越大，德國的電網(wǎng)是世界上最可靠的電網(wǎng)系統(tǒng)之一。德國政府已將擴(kuò)展電網(wǎng)作為優(yōu)先事項(xiàng)，以保持電網(wǎng)高水平的復(fù)原力。德國的能源轉(zhuǎn)型給輸電帶來了全新的挑戰(zhàn)，因?yàn)榘l(fā)電結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。越來越多的電力是由分布式風(fēng)能和太陽能產(chǎn)生的，其中一些設(shè)施距離終端消費(fèi)者較遠(yuǎn)。
因此，由于可再生能源的整合和歐洲能源市場的日益鞏固，德國計(jì)劃對(duì)擴(kuò)大輸配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重大投資。能源電網(wǎng)領(lǐng)域的新技術(shù)——例如超導(dǎo)體、高溫線路和地方電力變壓器——正在試點(diǎn)項(xiàng)目中進(jìn)行測試。智能電網(wǎng)從“消費(fèi)主導(dǎo)型發(fā)電”向“發(fā)電優(yōu)化型消費(fèi)”轉(zhuǎn)變，使波動(dòng)的可再生能源發(fā)電和消費(fèi)得到最優(yōu)管理。信息通信技術(shù)（ICT）將在連通能源系統(tǒng)不同模塊方面發(fā)揮核心作用。智能ICT解決方案將使智能電網(wǎng)與“智能電表”一起有效管理發(fā)電、消費(fèi)和儲(chǔ)能。ICT解決方案為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了重要信息寄出。除了太陽能儲(chǔ)能電池，大規(guī)模儲(chǔ)能解決方案在平衡能源市場中發(fā)揮著越來越大的作用。由于能源、熱能和移動(dòng)領(lǐng)域的聯(lián)系，氫能也發(fā)揮著重要的作用。
投資高壓線路和擴(kuò)建電網(wǎng)。德國輸電線路的總長度約為3.5萬千米，傳輸?shù)淖罡唠妷簽?20千伏或380千伏，大部分電力線路使用交流電。但計(jì)劃于2025年之前建成的德國北部和南部之間的新輸電線路將使用更高效的高壓直流技術(shù)。目前，德國只有0.4%的輸電網(wǎng)鋪設(shè)在地下。為了應(yīng)對(duì)公眾對(duì)陸上電纜和電線塔的抗議，新的立法優(yōu)先考慮了地下電纜，盡管這種技術(shù)的安裝和維護(hù)成本更高。根據(jù)德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局的數(shù)據(jù)，要成功實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，大約需要超過1.2萬千米的新電線。目前新規(guī)劃的電網(wǎng)線路中只有約1739千米完成。
根據(jù)電力供應(yīng)商E.ON委托進(jìn)行的一項(xiàng)研究，2050年前，德國需要約1175億美元來擴(kuò)大和升級(jí)電網(wǎng)。到2030年，將需要約340億美元。更多的太陽能和風(fēng)能必須被整合到電網(wǎng)中，電動(dòng)汽車的充電設(shè)施、熱泵和儲(chǔ)能等相關(guān)設(shè)施規(guī)模都需要擴(kuò)大。如果沒有這些投資，每年可能產(chǎn)生44億美元的“后續(xù)成本”，因?yàn)檫^載的電網(wǎng)無法吸收可再生能源產(chǎn)生的電力。
儲(chǔ)能。近年來，德國儲(chǔ)能市場經(jīng)歷了大規(guī)模的增長雖然整個(gè)歐洲對(duì)儲(chǔ)能的需求都在增長，但德國仍然是歐洲的主要目標(biāo)市場，其獨(dú)特的市場環(huán)境、行業(yè)發(fā)展平臺(tái)和出口地位，是尋求進(jìn)入這一快速發(fā)展行業(yè)的公司的首選。儲(chǔ)能系統(tǒng)將在可再生能源接入能源基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮根本作用。德國的地理環(huán)境限制了其抽水蓄能的發(fā)展，因此需要智能電網(wǎng)和新的儲(chǔ)能技術(shù)。
小型商用電池系統(tǒng)。在過去的25年里，德國已經(jīng)安裝了大約170萬個(gè)總?cè)萘考s為4500萬千瓦的太陽能電站。大約有100萬個(gè)是住宅屋頂裝置。目前，德國只有8%的屋頂光伏系統(tǒng)配備了電池——到2030年，這一比例將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過80%。
大型電池系統(tǒng)。為了將大量的風(fēng)能和太陽能安全地接入現(xiàn)有電網(wǎng)，大型電池系統(tǒng)將在德國未來的能源基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮重要作用。目前，已有多個(gè)示范和商業(yè)項(xiàng)目投入運(yùn)營，對(duì)于尋求投資合作的企業(yè)來說，這一領(lǐng)域有大量的潛在合作伙伴可進(jìn)行技術(shù)改造、商業(yè)化方面的合作。
氫能。鑒于德國擁有重要的天然氣市場，氫能是其清潔能源未來的關(guān)鍵。2020年6月，德國聯(lián)邦政府通過了國家氫能戰(zhàn)略（NWS）。德國政府將投資96億美元，其中74億美元將用于氫能和氫能相關(guān)項(xiàng)目或儀器。另外21億美元的財(cái)政支持將提供給國際合作伙伴，該國家戰(zhàn)略只涉及和支持可再生氫能源。毫無疑問，向德國出口綠色氫氣的潛力很大。政府預(yù)計(jì)，到2030年，將需要大約90至110 TWh的氫氣。對(duì)德國2050年的預(yù)測范圍更大，從150 TWh到550 TWh。
2022年1月底，歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)德國政府出資9.6億美元建設(shè)“H2Global”氫氣進(jìn)口項(xiàng)目。德國和挪威計(jì)劃在2022年對(duì)建設(shè)綠色氫輸送管道進(jìn)行可行性研究。北海氫氣收集管道的開發(fā)將為陸上綠色氫氣輸送提供有利條件，其裝機(jī)容量為1000萬千瓦。
液化天然氣。德國目前還沒有自己的液化天然氣再氣化終端，其天然氣進(jìn)口需要通過鄰國的終端輸入，尤其是比利時(shí)和荷蘭。戰(zhàn)爭形勢導(dǎo)致德國決定投資并建設(shè)液化天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。鑒于氫能將在長期內(nèi)發(fā)揮關(guān)鍵作用，德國政府也表示，他們希望確保任何液化天然氣基礎(chǔ)設(shè)施都能與氫氣兼容。
除了位于Wilhelmshaven和Brunsbuettel的兩處浮動(dòng)式液化天然氣接收站，德國政府計(jì)劃在短期內(nèi)進(jìn)行租賃浮式儲(chǔ)存再氣化裝置(FSRU)，其中一個(gè)最早可能在今年冬天（2022/2023）安裝。由于俄烏戰(zhàn)爭影響，浮式儲(chǔ)存再氣化裝置面臨著較為激烈的國際競爭，而目前全球只有不到50艘。
德國的第一座浮式液化天然氣接收站將于今年年底在Wilhelmshaven投入使用，其年產(chǎn)能為75億立方米，相當(dāng)于德國天然氣總需求的8.5%。第二座浮式設(shè)施將建在漢堡西北部的Brunsbuettel，預(yù)計(jì)將于明年投入使用，年產(chǎn)能為50億立方米。
2021年，德國的天然氣進(jìn)口總量為1420億立方米，其中約三分之一來自俄羅斯。德國的目標(biāo)是到2024年夏季將俄羅斯天然氣供應(yīng)量減少到10%。2022年3月，美國表示從2023年開始將對(duì)歐洲的液化天然氣出口量擴(kuò)大到每年500億立方米。然而，德國的長期轉(zhuǎn)型目標(biāo)——到2035年所有的電力都來自可再生能源與使用液化天然氣相悖。對(duì)于天然氣出口國來說，從中期來看，向德國出口液化天然氣存在可能性，但德國對(duì)進(jìn)口合同期限的承諾仍存爭議。
