中國儲能網(wǎng)訊：俄烏沖突對歐洲能源系統(tǒng)無疑是一個巨大沖擊。長期以來，歐洲能源系統(tǒng)已經(jīng)過度依賴從各地進(jìn)口天然氣，尤其是俄羅斯。為了應(yīng)對這一外部沖擊，德國和歐盟出臺了許多不同的長期和短期戰(zhàn)略。尤為重要的是，德國政府現(xiàn)在將發(fā)展可再生能源視為 “國家安全問題”和國內(nèi)政策的重中之重。能源安全問題進(jìn)一步加速了清潔能源轉(zhuǎn)型，以應(yīng)對氣候變化這一既有的緊迫現(xiàn)實(shí)。
在評估德國自俄烏沖突以來的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)展時，最重要的一項(xiàng)可能離不開個人和消費(fèi)者放棄使用天然氣這一決策。歐盟為此設(shè)定了天然氣需求量較前五年平均值減少15%的目標(biāo)，而實(shí)際上在考慮到天氣影響的條件下，歐洲天然氣需求量的減少幅度已經(jīng)超過了這一目標(biāo)，其中居民家庭在減少天然氣消費(fèi)方面處于領(lǐng)先地位。盡管天然氣價格高企是主要驅(qū)動因素，但同樣不應(yīng)忽視與之相伴的原因還有人們意識到減少天然氣消耗的必要性，以及改用非化石燃料取暖所帶來的益處。總的來說，歐洲在應(yīng)對這場能源危機(jī)的實(shí)踐和結(jié)果出乎許多能源領(lǐng)域分析者預(yù)料，人們長期以來一直認(rèn)為家庭能源需求在這樣短的時間尺度內(nèi)一般沒有彈性。
電力行業(yè)的政策推力——
加速可再生能源發(fā)電、儲能發(fā)展
德國計(jì)劃到2030年80%的電力必須來自可再生能源，到2045年實(shí)現(xiàn)碳中和。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要進(jìn)行一系列政策調(diào)整。首先是上調(diào)可再生能源目標(biāo)，并更加明確每年每項(xiàng)發(fā)電技術(shù)必須達(dá)到的可再生能源招標(biāo)量。為實(shí)現(xiàn)2030年陸上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到115吉瓦這一目標(biāo)，德國每年必須新增陸上風(fēng)電裝機(jī)容量10吉瓦；每年需新增太陽能光伏裝機(jī)容量22吉瓦。這將使德國每年的可再生能源發(fā)電量達(dá)到750太瓦時，足以實(shí)現(xiàn)國家目標(biāo)。預(yù)計(jì)到2030年，德國的總用電量將從目前的每年600太瓦時增加到約800太瓦時，工業(yè)和交通部門的電氣化將是用電量增長的原因之一。
集中式風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電只是德國可再生能源擴(kuò)建計(jì)劃中的一部分，德國在分布式能源領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，包括屋頂光伏和小型的社區(qū)風(fēng)力發(fā)電。最近的一份政府政策文件詳細(xì)闡述了德國將如何確保分布式發(fā)電繼續(xù)得到保障和發(fā)展。今年5月，德國政府最新出臺了一份長達(dá)50頁的《光伏戰(zhàn)略》，其中涵蓋多項(xiàng)新政策，用以消除光伏快速發(fā)展面臨的障礙，鼓勵普通消費(fèi)者和企業(yè)投資太陽能光伏。政府還旨在通過減少接入樓宇供電系統(tǒng)的繁瑣程度來鼓勵陽臺光伏發(fā)電；屋頂太陽能光伏電力并入電網(wǎng)也將獲得比此前更大的補(bǔ)貼力度。
在風(fēng)電方面，德國政府同樣出臺了一系列新政策，推動陸上和海上風(fēng)電裝機(jī)容量的增長。2022年7月，德國聯(lián)邦內(nèi)閣投票決定修改《陸上風(fēng)電法》和《海上風(fēng)電法》，并通過修改《自然保護(hù)法》減少風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電的擴(kuò)建障礙。展望未來，到2032年，德國將有2%的土地用于風(fēng)電建設(shè)，目前這一數(shù)據(jù)為0.8%。德國各聯(lián)邦州必須積極尋找合適的土地，并可以在一定程度上交換土地利用配額。在過去十年中，德國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量不斷減少，主要原因是地方政府對新建風(fēng)電場用地進(jìn)行了限制。
盡管這些措施都是過去一年能源危機(jī)以來新出臺的，但都有過去幾年的發(fā)展進(jìn)程作為基礎(chǔ)。在電力行業(yè)的可再生能源設(shè)施擴(kuò)建方面，穩(wěn)步發(fā)展是主旋律。盡管經(jīng)歷了能源危機(jī)和核電徹底退役，德國在2022年仍創(chuàng)紀(jì)錄地將可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中所占比例從前一年的41%提升到了45%。歐盟作為一個整體也比過去更快地向可再生能源過渡：今年5月，歐盟煤電和天然氣發(fā)電量占比達(dá)到多年來的最低水平，天然氣發(fā)電量下降了35%，煤電下降了24%，太陽能發(fā)電量增長了12%，風(fēng)力發(fā)電量增長了15%。歐盟最近批準(zhǔn)將其2030年的可再生能源發(fā)電量占比目標(biāo)從32%提高到45%（目前歐盟可再生能源發(fā)電量占比為22%）。歐盟還將開始對航空領(lǐng)域引入可再生燃料，包括使用合成燃料（E-fuels），這將進(jìn)一步刺激相關(guān)行業(yè)對可再生能源的需求。
除了新的風(fēng)能和太陽能，德國還需要在電力行業(yè)進(jìn)行其他調(diào)整，從而為清潔能源轉(zhuǎn)型做好準(zhǔn)備。在電價改革方面，德國的一個重要變化是從2023年1月起取消了可再生能源附加費(fèi)?？稍偕茉锤郊淤M(fèi)一方面作為一種電力稅，使得可再生能源電力在供暖、交通或其他應(yīng)用場景中，相比直接使用化石燃料缺乏競爭優(yōu)勢；另一方面它對居民家庭來說也造成了不合理的負(fù)擔(dān)。另一項(xiàng)重要的電力行業(yè)政策是新的電網(wǎng)擴(kuò)建計(jì)劃，該計(jì)劃將確保德國的電網(wǎng)能夠支撐可再生能源為主導(dǎo)的電力系統(tǒng)，以及向碳中和目標(biāo)過渡和轉(zhuǎn)型。
另一個聚焦領(lǐng)域是儲能，鑒于太陽能在德國能源結(jié)構(gòu)中的作用不斷提高，儲能重要性日益凸顯。無論是在公共領(lǐng)域還是私人家庭層面，德國的儲能規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，其中包括電池和其他解決方案。例如，德國東部的一個大型煤電廠正被改造成一個儲能基地，能夠提供14吉瓦時的可再生能源發(fā)電量、2～3吉瓦時的儲能電量和2吉瓦的綠氫產(chǎn)能。在私人家庭層面，截至2022年底，德國居民家庭擁有超過65萬個儲能裝置，其中超過1/3都是在2022年內(nèi)新安裝的。如今，75%的新裝家用太陽能光伏系統(tǒng)都配備了儲能裝置，這既提高了太陽能光伏電力的自發(fā)自用，又減少了當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)負(fù)荷。事實(shí)上，德國的大部分儲能系統(tǒng)都安裝于家庭和住宅中。德國是歐洲儲能市場的最大參與者，2021年和2022年，歐洲的儲能設(shè)施數(shù)量大約翻了一倍。
核電退役
德國的能源轉(zhuǎn)型也包括逐步淘汰核能，這項(xiàng)工作自21世紀(jì)初以來一直在進(jìn)行，在德國國內(nèi)和世界其他國家都引起了廣泛的討論和質(zhì)疑。切爾諾貝利核事故后，德國民眾意識到核電站的壽命有限，并決定不再新建核電站，從那時候起就可預(yù)計(jì)德國核電在某個時間點(diǎn)將全部退役。核電站的關(guān)停工作在21世紀(jì)初就已開始，在福島核泄漏事故后速度加快。與此同時，德國就最后一座核電站的最終關(guān)閉時間已達(dá)成一致。在俄烏沖突之前，核電在德國電力生產(chǎn)中所占的比例從2000年的30%下降到2020年的11%。目前，風(fēng)能和太陽能所占的份額已超過任何時期核電在德國電力結(jié)構(gòu)中的比重。與此同時，德國煤電的比例從2011年的41%下降到2022年的33%。
由于逐步淘汰核電是在政策層面上決定的，因此有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，如果沒有這樣的政策，核電可繼續(xù)運(yùn)行，也許還會運(yùn)行很長時間。然而老舊核電廠可靠性下降，需要大量的長期投資和規(guī)劃才能保持其運(yùn)行的安全可靠。即使在關(guān)停之后，這些設(shè)施也需要支付大量的長期成本——甚至報廢核電站也是一個耗費(fèi)巨大的過程，需要多年的提前規(guī)劃。因此，我們無法將核電比作衣櫥中的一件舊衣服，在需要的時候拿出來穿上。對于氣候變化而言，當(dāng)務(wù)之急仍然是加快擴(kuò)大可再生能源規(guī)模，這也是德國選擇的路徑。
提高需求側(cè)能效
以減少對天然氣的需求
盡管大部分的能源危機(jī)都會將公眾的注意力集中在能源供應(yīng)上，但需求側(cè)的政策也同等重要，而且長遠(yuǎn)來看往往更具經(jīng)濟(jì)性。德國將節(jié)能視為實(shí)現(xiàn)碳中和的支柱之一。為實(shí)現(xiàn)2045年碳中和目標(biāo)，德國政府將節(jié)能目標(biāo)提高為：2030年一次能源消費(fèi)量比2008年減少40%，2045年實(shí)現(xiàn)減少50%?？紤]到需求側(cè)各種節(jié)能措施的重要性，歐盟和德國制定了“能效優(yōu)先原則”（Energy Efficiency First Principle），并寫進(jìn)法律。該原則不僅適用于能源系統(tǒng)，也適用于國家發(fā)展的多個層面。
在建筑節(jié)能方面，德國聯(lián)邦政府通過出臺《建筑能源法》和高能效建筑資助計(jì)劃（BEG）的改革，進(jìn)一步淘汰老舊門窗和燃?xì)夤嵩O(shè)備，大力推進(jìn)建筑節(jié)能改造及低碳供熱技術(shù)。
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，德國通過碳排放權(quán)交易和強(qiáng)制性企業(yè)能源審計(jì)，以及對通用技術(shù)和生產(chǎn)工藝節(jié)能改造激勵等措施，繼續(xù)推動企業(yè)提高能效、降低成本。
交通和供熱的電氣化進(jìn)程加速
包括德國和中國在內(nèi)的大多數(shù)國家，清潔能源轉(zhuǎn)型的初期往往聚焦在電力行業(yè)，下一階段則需關(guān)注交通和供熱領(lǐng)域的碳減排。德國過去一年在這兩個領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，相關(guān)政策為其提供了部分但非全部的驅(qū)動力。
在供熱轉(zhuǎn)型領(lǐng)域，德國下一步將擴(kuò)大熱泵市場。2022年，德國熱泵市場增長了53%，這一趨勢在2023年有所加速，今年一季度德國熱泵銷量同比增長超過110%?？傮w而言，德國熱泵銷量較俄烏沖突之前的年均銷量增長了兩倍。如果不是因?yàn)橐咔閷?dǎo)致生產(chǎn)商遇到各種供應(yīng)鏈問題，德國的熱泵銷售可能會更加強(qiáng)勁。不過，由于德國目前大多數(shù)新的供暖系統(tǒng)仍以天然氣為燃料，熱泵的市場份額約為1/3，供熱轉(zhuǎn)型還有許多工作待開展。
在政策引導(dǎo)方面，德國目前已經(jīng)出臺一些重要新規(guī)，并且已經(jīng)對熱泵的需求產(chǎn)生作用。此外，德國聯(lián)邦政府已經(jīng)通過并提交議會的《建筑能源法》修正案要求自2024年起，所有新安裝的供暖設(shè)備的可再生能源使用占比至少要達(dá)到65%。雖然這部分可再生能源或可涵蓋綠氫，但這一技術(shù)路徑在大多數(shù)情況下不太可能具備成本優(yōu)勢，也就是說熱泵或區(qū)域集中供熱將成為主要的解決方案。
在交通領(lǐng)域，德國交通行業(yè)的二氧化碳排放量約占德國年排放總量的1/4，其中大部分來自公路運(yùn)輸。交通領(lǐng)域的電氣化發(fā)展已進(jìn)入重要拐點(diǎn)。去年12月，由于汽車購置者急于在插電式混合動力汽車購置補(bǔ)貼截止前獲得補(bǔ)貼，德國插電式汽車（包括純電動汽車EV和插電式混合動力汽車PHEV）的市場份額一度超過50%。目前補(bǔ)貼主要針對純電動汽車，隨著插電式混合動力汽車份額的縮小，德國純電動汽車市場將繼續(xù)增長。
德國向純電動汽車的轉(zhuǎn)型主要由德國車企推動，德國品牌的電動汽車占國內(nèi)銷售份額的60%。大眾汽車的目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)電動汽車銷量占總銷量的80%，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司已將投資計(jì)劃增加到近2000億歐元，其中包括對電池、上游礦產(chǎn)和充電網(wǎng)絡(luò)的投資。
德國政府的政策重點(diǎn)落在消除阻礙電動汽車推廣的最大障礙上，尤其是充電領(lǐng)域。2022年，德國充電樁數(shù)量增長了35%，總充電容量增長了40%。慢速充電規(guī)模也在擴(kuò)大——政府將要求雇主為多達(dá)1/4的員工停車點(diǎn)提供充電服務(wù)。
簡而言之，德國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可再生能源在國家能源結(jié)構(gòu)中達(dá)到45%的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，德國的電力行業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展期。在其他領(lǐng)域，特別是電動汽車和清潔供熱領(lǐng)域，德國正在取得重大進(jìn)展，但仍面臨許多問題。無論是德國還是歐盟，都在能源轉(zhuǎn)型中面臨著許多挑戰(zhàn)，而俄烏沖突引發(fā)的能源危機(jī)，以及必須擺脫對俄羅斯天然氣的需求，無疑加劇了這一轉(zhuǎn)型過程的復(fù)雜程度。但在某些方面，這種外部沖擊明顯加快了德國和歐洲其他國家的能源轉(zhuǎn)型，增加了發(fā)展替代能源的政策決心，同時也鼓勵消費(fèi)者對清潔能源做出新的選擇。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年08期，作者單位：德國國際合作機(jī)構(gòu)（GIZ）
