中國與歐洲國家的電網規(guī)劃過程雖存在諸多不同，但隨著可再生能源利用的不斷增加，高比例可再生能源并網、遠距離輸電等問題是中國和歐洲面臨的共同挑戰(zhàn)。
在制定規(guī)劃時，歐洲的電網運營商基于氣候變化與能源政策，做出精細的情景模擬。其中，歐洲十年網絡發(fā)展規(guī)劃就考慮了基于氣候變化不同能源政策的三種情景；德國在制定《2019-2030年電網發(fā)展計劃》時，也基于2030年將可再生能源發(fā)電提高到65%的目標以及逐步退煤的建議，新增了2038年的無煤情景。
歐洲電網規(guī)劃中市場導向性更強，未來電力系統(tǒng)的電源配比，以及是否需要新建傳輸線等，均可通過市場模擬模型來解決。同時，公眾參與也是其制定規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。
德國如何在電網規(guī)劃中整合不同因素？
能源轉型對德國電網提出了巨大的挑戰(zhàn)?？稍偕茉窗l(fā)電受天氣條件影響，發(fā)電波動性較大，有時并網電量過多電網無法消納。德國的大型風電場主要建在北部，而南部和西部則是主要的電力負荷地，電網擴建跟不上可再生能源的發(fā)展步伐，因此經常出現(xiàn)輸電阻塞現(xiàn)象。有時甚至不得不關停整個風電場，以避免電網過載。2015年和2016年，德國因輸電阻塞造成的重新調度成本高達10億歐元/年。電網重新調度成本通過電網過路費最終會分攤到電力消費者身上。
為了減少輸電阻塞造成的成本，2016年，德國聯(lián)邦經濟和能源部牽頭成立了一個專門工作小組，研究相應對策，這個工作小組的研究結果認為，通過合理提高電源富集地現(xiàn)有電網的負荷率，可在中短期內減少約2億歐元的電網阻塞成本。近年來，德國提出了不同領域的電氣化方案（Power to X），即基于可再生能源發(fā)電，在交通、工業(yè)、能源、建筑、供暖等領域應用電制氫、電制油、電制氣等，以此擴大綠色電力的使用，提高負荷率。
該小組同時指出，合理提高現(xiàn)有電網負荷率只是一個過渡性的解決方案，要持續(xù)提高電網的輸電能力，就必須擴建電網。因此，聯(lián)邦和州政府已做好相應準備，與50Hertz、Amprion、TenneT和TransnetBW這四大電網運營商共同開展電網的規(guī)劃和建設。
德國輸電網運營商在向政府提出電網規(guī)劃方案時，將時間跨度一直延續(xù)到了2030年。他們主要采用基于發(fā)展情景和市場模式的規(guī)劃方法，大致分為5個階段：包括情景框架、電網發(fā)展計劃與環(huán)境評估、聯(lián)邦要求計劃、聯(lián)邦及區(qū)域規(guī)劃與批準，最后才是開工建設。
德國電網規(guī)劃步驟
來源：德國經濟與能源部
情景框架是電網發(fā)展規(guī)劃制定的基礎。輸電網運營商（TSOs）通常提前10年提出電網規(guī)劃方案。
通過情景框架把未來的電力生產和電力消費預測聯(lián)系起來，考慮的因素包括國民生產總值（GDP）預測，到2030年即將關停、退役的發(fā)電機組，可再生能源容量可信度，人口變化，用電量預測等，進而推算出未來全德國電網中需要輸送的電力情況，輸電網運營商利用這些數(shù)據(jù)進行市場模擬。
TSOs先把全德國的輸電需求值分解到各個地區(qū)，并計算出納入所有能源來源的情況下，每個電網節(jié)點所能提供的最大輸電功率，再通過模型計算出各地區(qū)的電力交換量值，在這一基礎上計算出輸電需求，即在高負荷情況下，輸電網必須有多少輸送電力的能力。
有了這些數(shù)據(jù)，TSOs就可與現(xiàn)有電網輸電能力和政府已經批準的電網擴建項目做對比，從而確定輸電網是否有足夠的輸送能力，還是必須做出進一步的改建或擴建。電網運營商提出計劃后，提交監(jiān)管機構審核。
基于該計劃，第二年TSOs將做環(huán)境評估，同年8—10月再經由監(jiān)管機構進行多輪咨詢，包括公共機構、個人等利益相關方都能提出意見，參與到電網規(guī)劃之中。在當年年底，監(jiān)管機構會公布他們批準的未來十年新建電網規(guī)劃。供職于德國經濟與能源部的Schope博士向eo記者表示，通常情況下，TSOs提出的新建輸電網或既有輸電網的擴建需求，會超出立法者批準的輸電網項目擴建規(guī)模。
此后，聯(lián)邦電網管理局（BnetzA）會向政府提交通過審核和評估的新建線路提案，由政府提交議會。與此同時，第三年TSOs還將進行另一個情景模擬，于下一年提交BNetzA進行評估。最終議會會將這四年的評估結果打包形成一個法案（Federal Requirement Plan），法律上通過之后才可實施。
在第四階段，TSOs提交文件，聯(lián)邦或州政府進行規(guī)劃，劃定輸電線沿線的大致走廊，通常需要一到兩年，接著分到各區(qū)域來確定輸電線路的具體位置，TSOs才可以開工修建。在此期間，利益相關方還將提出其公共利益及環(huán)境訴求。
給規(guī)劃實施按下“加速鍵”
2017年初，輸電網運行商已就電網發(fā)展規(guī)劃草稿征詢了公眾的意見，并收到了2000余條反饋意見。修改后的規(guī)劃稿在當年5月提交給了 BNetzA，評估后，BNetzA認為輸電網運行商在該版本的電網發(fā)展規(guī)劃中提出的160項措施中有90項是必要的，其它70項措施被認為“尚不能確認”。
2017年夏，BNetzA再次向公眾公布最新版的電網發(fā)展規(guī)劃征詢意見，所有感興趣的公眾在2017年10月16日前提出了自己對電網發(fā)展規(guī)劃的意見。此外，BNetzA還在多個時間段分別在萊比錫、杜塞爾多夫和漢堡舉行電網發(fā)展規(guī)劃信息介紹和咨詢活動。
廣泛的公眾參與之下，電網擴建仍然困難重重。Schope博士表示，主要問題在于，雖然德國議會已將擴建規(guī)劃納入《聯(lián)邦要求計劃》范圍，但剩下的溝通、實施仍需TSOs和公共機構去做。這個過程相當復雜，所以項目總是一拖再拖，最終能源部長就成為了“眾矢之的”。
德國經濟與能源部部長Peter Altmaier在2018年一上任，就將解決電網擴建的問題提為其任內的一項重要政治任務，對電網建設設立了嚴格的時間節(jié)點，德國聯(lián)邦政府也就此設計了6個時間節(jié)點，每個節(jié)點分別對應電網規(guī)劃的不同階段。
分別是區(qū)域規(guī)劃的提出請求和決定階段（Request and decision on the regional planning），詳細規(guī)劃的提出請求和決定階段（Request and decision on the detailed planning ）以及開始施工和調試階段（Beginning of construction and commissioning）。
BnetzA和區(qū)域當局會與TSOs之間商定時間目標，他們要求這些時間目標必須切合實際，而非基于“最佳假設”。同時，他們將每三個月對項目進展進行監(jiān)督，對可能延期的項目采取措施。
歐洲結合能源政策的多情景模擬
在歐洲，可再生能源的發(fā)展離不開區(qū)域間協(xié)作。各國參與的區(qū)域電力市場(coupled market)和遠距離輸送(interconnections)對歐洲的電力平衡起到了關鍵作用。歐洲電網規(guī)劃中市場導向性更強，未來電力系統(tǒng)電源配比、是否需要修建新傳輸線等，均可通過市場模擬模型來解決。
2009年，由歐洲36個國家的43個輸電運營商共同組成了歐洲輸電運營商聯(lián)盟（European Network of Transmission System Operators for Electricity，ENTSO-E），該機構是歐洲電力領域最具影響力的機構之一。其主要職責包括制定電網規(guī)劃、協(xié)調電力輸送、制定電力市場標準、推動新能源發(fā)展等，旨在促進歐洲統(tǒng)一電力市場建設。
十年網絡發(fā)展規(guī)劃（Ten-Year Network Development Plan，TYNDP）是歐盟授權ENTSO-E推動輸電系統(tǒng)發(fā)展的長期規(guī)劃，其以十年為目標時間節(jié)點，每兩年定期發(fā)布，旨在實現(xiàn)歐洲能源轉型及低碳化發(fā)展。發(fā)展情景是規(guī)劃研究的核心。
2019年11月，ENTSO-E發(fā)布了十年網絡發(fā)展規(guī)劃2020年的情景模擬（TYNDP 2020 Scenario）。該計劃不僅評估了未來電力和天然氣基礎設施的項目需求，還考慮了天然氣和電力系統(tǒng)之間的相互作用，以此來評估多元能源系統(tǒng)的建設需求。
TYNDP的發(fā)展情景描述了未來實現(xiàn)歐洲排放目標的3種截然不同、但都富有挑戰(zhàn)性的路徑，具體指的是：
1. 國家趨勢情景（National Trends Scenario）
反映各歐盟成員國的國家能源和氣候計劃（NECP）草案，并認可歐盟的氣候目標。
2.分布式能源情景（Distributed Energy）
產消合一，利用小規(guī)模發(fā)電、電池和電-氣轉換，消費者也可以向電力系統(tǒng)送電。
3. 全球雄心情景（Global Ambition）
全力推進全球低碳化，大規(guī)模開發(fā)電力和天然氣領域的可再生能源，即控制全球升溫在1.5°C 內。
TYNDP2020情景方案顯示，所有的情景都表明，到2025、2030和2040年，化石能源發(fā)電將穩(wěn)步減少，風能和太陽能發(fā)電將大大增加。此外，水電和抽水蓄能發(fā)電略有增加，生物質能發(fā)電和其他可再生能源發(fā)電變化不大。但其他非可再生能源（主要是規(guī)模較小的熱電聯(lián)產）對于脫碳很重要。同時，3種場景表明，需求側和儲能技術有可能參與市場，并有助于調峰和降低電價水平。到2050年，歐洲的能源系統(tǒng)可以實現(xiàn)碳中和。
在無新增電網的情況下，一直到2040年，能源系統(tǒng)每年花費的成本將達到430億歐元。為了在2040年之前實現(xiàn)能源轉型，需要在輸電網上投資1400億歐元。到2025年，電網投資將主要集中在直流上。
2018年，ENTSO-E及歐洲輸氣運營商聯(lián)盟ENTSO-G首次聯(lián)手，共同研究提出了TYNDP2018，更加注重歐洲的清潔發(fā)展、跨國互聯(lián)和電氣化水平提升。該報告對如何實現(xiàn)高可再生能源占比的能源系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了具體目標，包括新建輸電網絡及相應的電源容量配比等。
該報告提出，到2030年，可再生能源覆蓋負荷需求的48%—58%，新建166個輸電工程，15個儲能工程（12個抽水蓄能、3個壓縮空氣儲能），二氧化碳減排量達到1990年水平的65%—75%，投資1140億歐元，每年節(jié)約發(fā)電成本20億—50億歐元。
到2040年，可再生能源覆蓋負荷需求的65%—81%，二氧化碳減排量達到1990年水平的80%—90%。通過網絡優(yōu)化減少邊際發(fā)電成本3—14歐元/MWh、減少可再生能源電量消耗58—156TWh。
不難看出，歐洲的十年電網規(guī)劃是一個靈活性解決方案的組合，包括電網和儲能、需求側響應以及不同能源品類的耦合等，這也是實現(xiàn)穩(wěn)定的、高比例可再生能源的系統(tǒng)所需要的。
