中國儲能網訊：德國向來是新能源產業(yè)的領導者和推動者，作為能源的消費大國，本國化石資源匱乏，因而政府大力推動其能源結構的轉型，設立轉型目標，通過對可再生能源的扶持，技術的創(chuàng)新與研究，以及法律政策與市場經濟的保駕護航，為其綜合能源系統(tǒng)注入源源不斷的生機與活力。
在綜合能源系統(tǒng)的轉型進程中，行業(yè)耦合 (Sektorkopplung) 扮演了十分重要的角色。從能源供應部分， 到運輸部分，再到消耗部分，互相銜接，多能互補。但轉型不僅僅是行業(yè)的耦合，由于其復雜性與廣泛性，轉型任務也從技術創(chuàng)新層面擴展到了基礎設施與市場的建設，從客戶行為的分析，監(jiān)管框架的構建延申至了各種商業(yè)模式的開發(fā)，彼此之間相互作用，協(xié)調平衡，從而逐步實現(xiàn)德國2050能源計劃的宏偉藍圖，轉變?yōu)楦咝е悄艿木C合能源系統(tǒng)。
轉型中行業(yè)邊界的模糊
在綜合能源系統(tǒng)中，從專屬技術，到基礎建設，再到市場規(guī)劃，其組成的每個部分都有特定的邊界條件。近幾十年來，法律條款不斷被完善，專屬商業(yè)模式和價值鏈也得到了不同程度的開發(fā)。由于在每個領域其客戶的需求與期望并不相同，因而在傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)中，各個行業(yè)的界限往往清晰明了，運作方式也盡然不同。
但隨著轉型的加速，能源結構出現(xiàn)了全新的變化?？稍偕茉吹目焖侔l(fā)展與擴張，尤其是在電力領域，對系統(tǒng)的靈活性提出了更高的要求。能源的傳遞不再是單向的，傳統(tǒng)的耗能端也可對生產端的波動做出相應的反應。無論是生產設備，儲能設施還是電動汽車，均可以根據(jù)電網的狀態(tài)調整需求，提供更靈活的服務。越來越多的能耗端通過分布式能源設備成為了產能端，尤其是在建筑領域，通過內部的小型綜合能源系統(tǒng)，實現(xiàn)了能源的消耗，生產，儲存以及輸送的全面覆蓋。
同時通過數(shù)字化實現(xiàn)對能源系統(tǒng)組件的協(xié)調與控制，在能源網絡的協(xié)助下，固有的系統(tǒng)邊界被突破，與外部系統(tǒng)的連接成為了可能，彼此相連下組成一個龐大的綜合能源系統(tǒng)。而消費端的大數(shù)據(jù)，也為各種商業(yè)模式提供了扎實的基礎與依據(jù)，通過各種算法實現(xiàn)對設備運行的智能化控制，使用過程更加的穩(wěn)定和高效化。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的價值鏈被改變，行業(yè)邊界被模糊，跨領域的價值網絡逐步形成擴大。
國內到國際的一體化進程
轉型需要各個層級的協(xié)作配合。小到某個能耗端小型能源系統(tǒng)的生產，轉換與存儲，再到整個建筑單元甚至一片區(qū)域。從城鄉(xiāng)間跨地區(qū)的平衡，到國家級別乃至對國際能源市場結構的融入，由低到高，環(huán)環(huán)相扣。這需要企業(yè)與社區(qū)，城市與農村，國家與國家之間的緊密合作與分工。由于歐洲各國家的能源系統(tǒng)各有特點，因而彼此之間的合作會更加復雜多變。能源市場之間的聯(lián)合，可再生能源領域的互補，為能源供應提供更加安全的方式。放眼全球，工業(yè)與科技領域之間的競爭和創(chuàng)新，從橫向到縱向，都為德國的能源轉型提供源源不斷的動力，為參與者制造更多的商業(yè)機會。
系統(tǒng)內部的相互協(xié)作
目前可再生能源的覆蓋大都發(fā)生在電力系統(tǒng)，其中風能和太陽能首當其沖。通過工業(yè)生產中基于電解的工藝，建筑領域中的電氣設備，以及交通領域的電動汽車等的擴大使用，可以大力提升對新能源發(fā)電的使用效率。此外，在系統(tǒng)電氣化逐步飽和的趨勢下，供熱與制冷領域仍有很大的開發(fā)空間。近年來，對老舊建筑的翻修需求一直在上升，例如熱泵往往需要低溫和低溫差的環(huán)境下工作，因此對建筑物的熱學特性提出了更高的要求。在運輸領域，貨運及航運也面臨著新的挑戰(zhàn)，未來對電與環(huán)保燃料的需求會有大幅的提升，與此相關的基建會很龐大復雜，投入成本高，更需要系統(tǒng)內部緊密的協(xié)作。
社會的接納度
除了有效環(huán)保地使用能源外，經濟成本，供應安全以及社會接納度也十分重要。例如在可再生能源的建設中，風能發(fā)電機的選址和輸電網的線路常常有所爭議。此外建筑節(jié)能與翻新的投資，工廠的現(xiàn)代化改造，雖然可以為公司，政府以及個人獲得未來經濟上的回報，但目前仍不是理想的投資選項。因而社會接納度的提升在德國綜合能源系統(tǒng)的轉型中有著不容忽視的影響力。
跨學科的交流
由于綜合能源系統(tǒng)的復雜性，需要從各個維度進行優(yōu)化，因而跨學科、跨行業(yè)的討論與溝通顯得尤為重要。在這個動態(tài)過程中，各方靈活參與其中，提供不同視角的解決方案，互相學習借鑒。政府、社會與學術界保持緊密的對話，目前德國綜合能源系統(tǒng)的轉型項目由60多個來自各行業(yè)的研究機構和合作伙伴共同出力。
綜合能源系統(tǒng)轉型的目標與路徑
為了實現(xiàn)對轉型進程的有效評估，探索系統(tǒng)轉型的可能途徑，德國設立了四種基于不同發(fā)展角度的目標場景以及一個參考場景，總體上分為兩大類：一類是電氣化方案，另一類是技術組合方案。在每一類里又模擬了兩種不同目標，分別為電氣化80 （EL80）和技術組合景80（TM80） ，以及電氣化95革新（EL95）以及技術組合95革新（TM95）。80與95是衡量溫室氣體排放量較1990年的減排百分比。這里的參考場景是基于目前耗能終端的歷史數(shù)據(jù)和當前政策與技術發(fā)展水平延續(xù)的假設前提下設立的，其他四類目標場景會和參考場景（RF）進行比較。
以上所有模擬情景，均分別對耗能終端領域即建筑，工業(yè)和交通設立了不同的轉型路徑。這些由參與德國能源署（dena）旗下該項目研究的所有專家和學者特別制定的發(fā)展方案，奠定了德國綜合能源系統(tǒng)的轉型方向，提供了轉型的路徑以及邊界的條件。
