中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：德國(guó)向來(lái)是新能源產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和推動(dòng)者，作為能源的消費(fèi)大國(guó)，本國(guó)化石資源匱乏，因而政府大力推動(dòng)其能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，設(shè)立轉(zhuǎn)型目標(biāo)，通過(guò)對(duì)可再生能源的扶持，技術(shù)的創(chuàng)新與研究，以及法律政策與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的保駕護(hù)航，為其綜合能源系統(tǒng)注入源源不斷的生機(jī)與活力。
在綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，行業(yè)耦合 (Sektorkopplung) 扮演了十分重要的角色。從能源供應(yīng)部分， 到運(yùn)輸部分，再到消耗部分，互相銜接，多能互補(bǔ)。但轉(zhuǎn)型不僅僅是行業(yè)的耦合，由于其復(fù)雜性與廣泛性，轉(zhuǎn)型任務(wù)也從技術(shù)創(chuàng)新層面擴(kuò)展到了基礎(chǔ)設(shè)施與市場(chǎng)的建設(shè)，從客戶行為的分析，監(jiān)管框架的構(gòu)建延申至了各種商業(yè)模式的開(kāi)發(fā)，彼此之間相互作用，協(xié)調(diào)平衡，從而逐步實(shí)現(xiàn)德國(guó)2050能源計(jì)劃的宏偉藍(lán)圖，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝е悄艿木C合能源系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)型中行業(yè)邊界的模糊
在綜合能源系統(tǒng)中，從專屬技術(shù)，到基礎(chǔ)建設(shè)，再到市場(chǎng)規(guī)劃，其組成的每個(gè)部分都有特定的邊界條件。近幾十年來(lái)，法律條款不斷被完善，專屬商業(yè)模式和價(jià)值鏈也得到了不同程度的開(kāi)發(fā)。由于在每個(gè)領(lǐng)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(gè)行業(yè)的界限往往清晰明了，運(yùn)作方式也盡然不同。
但隨著轉(zhuǎn)型的加速，能源結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了全新的變化。可再生能源的快速發(fā)展與擴(kuò)張，尤其是在電力領(lǐng)域，對(duì)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(duì)生產(chǎn)端的波動(dòng)做出相應(yīng)的反應(yīng)。無(wú)論是生產(chǎn)設(shè)備，儲(chǔ)能設(shè)施還是電動(dòng)汽車，均可以根據(jù)電網(wǎng)的狀態(tài)調(diào)整需求，提供更靈活的服務(wù)。越來(lái)越多的能耗端通過(guò)分布式能源設(shè)備成為了產(chǎn)能端，尤其是在建筑領(lǐng)域，通過(guò)內(nèi)部的小型綜合能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源的消耗，生產(chǎn)，儲(chǔ)存以及輸送的全面覆蓋。
同時(shí)通過(guò)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)組件的協(xié)調(diào)與控制，在能源網(wǎng)絡(luò)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(gè)龐大的綜合能源系統(tǒng)。而消費(fèi)端的大數(shù)據(jù)，也為各種商業(yè)模式提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)與依據(jù)，通過(guò)各種算法實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的智能化控制，使用過(guò)程更加的穩(wěn)定和高效化。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的價(jià)值鏈被改變，行業(yè)邊界被模糊，跨領(lǐng)域的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)逐步形成擴(kuò)大。
國(guó)內(nèi)到國(guó)際的一體化進(jìn)程
轉(zhuǎn)型需要各個(gè)層級(jí)的協(xié)作配合。小到某個(gè)能耗端小型能源系統(tǒng)的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)，再到整個(gè)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(guó)家級(jí)別乃至對(duì)國(guó)際能源市場(chǎng)結(jié)構(gòu)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(nóng)村，國(guó)家與國(guó)家之間的緊密合作與分工。由于歐洲各國(guó)家的能源系統(tǒng)各有特點(diǎn)，因而彼此之間的合作會(huì)更加復(fù)雜多變。能源市場(chǎng)之間的聯(lián)合，可再生能源領(lǐng)域的互補(bǔ)，為能源供應(yīng)提供更加安全的方式。放眼全球，工業(yè)與科技領(lǐng)域之間的競(jìng)爭(zhēng)和創(chuàng)新，從橫向到縱向，都為德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型提供源源不斷的動(dòng)力，為參與者制造更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。
系統(tǒng)內(nèi)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(fēng)能和太陽(yáng)能首當(dāng)其沖。通過(guò)工業(yè)生產(chǎn)中基于電解的工藝，建筑領(lǐng)域中的電氣設(shè)備，以及交通領(lǐng)域的電動(dòng)汽車等的擴(kuò)大使用，可以大力提升對(duì)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(shì)下，供熱與制冷領(lǐng)域仍有很大的開(kāi)發(fā)空間。近年來(lái)，對(duì)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(duì)建筑物的熱學(xué)特性提出了更高的要求。在運(yùn)輸領(lǐng)域，貨運(yùn)及航運(yùn)也面臨著新的挑戰(zhàn)，未來(lái)對(duì)電與環(huán)保燃料的需求會(huì)有大幅的提升，與此相關(guān)的基建會(huì)很龐大復(fù)雜，投入成本高，更需要系統(tǒng)內(nèi)部緊密的協(xié)作。
社會(huì)的接納度
除了有效環(huán)保地使用能源外，經(jīng)濟(jì)成本，供應(yīng)安全以及社會(huì)接納度也十分重要。例如在可再生能源的建設(shè)中，風(fēng)能發(fā)電機(jī)的選址和輸電網(wǎng)的線路常常有所爭(zhēng)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(gè)人獲得未來(lái)經(jīng)濟(jì)上的回報(bào)，但目前仍不是理想的投資選項(xiàng)。因而社會(huì)接納度的提升在德國(guó)綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型中有著不容忽視的影響力。
跨學(xué)科的交流
由于綜合能源系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要從各個(gè)維度進(jìn)行優(yōu)化，因而跨學(xué)科、跨行業(yè)的討論與溝通顯得尤為重要。在這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，各方靈活參與其中，提供不同視角的解決方案，互相學(xué)習(xí)借鑒。政府、社會(huì)與學(xué)術(shù)界保持緊密的對(duì)話，目前德國(guó)綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型項(xiàng)目由60多個(gè)來(lái)自各行業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和合作伙伴共同出力。
綜合能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)與路徑
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)型進(jìn)程的有效評(píng)估，探索系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的可能途徑，德國(guó)設(shè)立了四種基于不同發(fā)展角度的目標(biāo)場(chǎng)景以及一個(gè)參考場(chǎng)景，總體上分為兩大類：一類是電氣化方案，另一類是技術(shù)組合方案。在每一類里又模擬了兩種不同目標(biāo)，分別為電氣化80 （EL80）和技術(shù)組合景80（TM80） ，以及電氣化95革新（EL95）以及技術(shù)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(chǎng)景是基于目前耗能終端的歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前政策與技術(shù)發(fā)展水平延續(xù)的假設(shè)前提下設(shè)立的，其他四類目標(biāo)場(chǎng)景會(huì)和參考場(chǎng)景（RF）進(jìn)行比較。
以上所有模擬情景，均分別對(duì)耗能終端領(lǐng)域即建筑，工業(yè)和交通設(shè)立了不同的轉(zhuǎn)型路徑。這些由參與德國(guó)能源署（dena）旗下該項(xiàng)目研究的所有專家和學(xué)者特別制定的發(fā)展方案，奠定了德國(guó)綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型方向，提供了轉(zhuǎn)型的路徑以及邊界的條件。
