關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解

1、AgoraGnergiewende關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解2013年5月德國(guó)DEUTSCHE ZUSAMMENARBEITImplemented by關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的 十二個(gè)見(jiàn)解出版說(shuō)明關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型十二個(gè)見(jiàn)解關(guān)于探討電力行業(yè)挑戰(zhàn)的討論文件 本書(shū)為Agora 2012能源轉(zhuǎn)型 *12 Thesen zur Energiewende Ein Diskussionsbeitrag zu don Horausfonkrungn im Strom- markt（德文原文）英譯稿的中文版。本書(shū)中文版由中德合作44風(fēng)能-應(yīng)用研究和培訓(xùn)二期"項(xiàng) 目支持譯文的內(nèi)容和觀點(diǎn)不代表譯者立場(chǎng)出版方A

2、GORA能源轉(zhuǎn)型Agora能源轉(zhuǎn)型RosenstraOe 2 | 10178 柏林，德國(guó)T *49. (0) 30. 284 49 01-00F "9. (0) 30. 284 49 01-29 www.agora-energi9wende.deinfoagora-9nergiewende.de中文版德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)穆思文博士能源領(lǐng)域負(fù)責(zé)人昂莉技術(shù)顧問(wèn)中德氣候變化項(xiàng)目朝陽(yáng)區(qū)麥子店街37號(hào)盛福大廈1130100125中國(guó)，北京T +86 10 8527 5180F +86 10 8527 5185E li.anggiz.deI 圖片來(lái)源:© iS 德文版第一版

3、：2012年11月德文版再版：2013年2月中文版第一版:2012年5月015/04b-l-2013/CN本書(shū)100%采用FSC®認(rèn)證紙張印制2011年6月，德國(guó)議會(huì)做出一項(xiàng)歷史性決定，終結(jié)了長(zhǎng)達(dá)幾 十年來(lái)對(duì)本國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)的辯論。Z所以說(shuō)這一決定具歷史意 義,是由于它的寵偉目標(biāo)，同時(shí)由于它幾乎獲得議會(huì)的全票通 過(guò)，圧執(zhí)政黨和反對(duì)黨達(dá)成的-致共識(shí).德國(guó)希望莊接卜來(lái)的40年內(nèi)將其電力行業(yè)從依賴(lài)核能和煤炭 全面轉(zhuǎn)向可再生能源。徳國(guó)能源系統(tǒng)的這一轉(zhuǎn)變被稱(chēng)為能源轉(zhuǎn)型 （Encrgicwcndc）核能將被淘汰：剩下的核能發(fā)電廠將在2022 年底之前逐步關(guān)停.德國(guó)進(jìn)行能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)吃的II標(biāo)在下文進(jìn)

4、行了 詳細(xì)歸納.長(zhǎng)期冃標(biāo)已經(jīng)明確，那么需要解答的大問(wèn)題足如何實(shí)現(xiàn)這生 忖標(biāo)。也就是說(shuō).在不犧牲系統(tǒng)可靠性高標(biāo)準(zhǔn)的前提廠如何次 盡可能鼓低的成本實(shí)現(xiàn)從化石-孩能系統(tǒng)向主婆依賴(lài)叮再生能源 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變？我們上要關(guān)注接F來(lái)10至20年，或2030年Z前的階 段.通過(guò)大戢的研究和設(shè)想.我們得知電力行業(yè)在這一轉(zhuǎn)熨過(guò)程 中至關(guān)瑕要.在接下來(lái)若卡年中，必須從改革能源市場(chǎng)設(shè)計(jì)到基 礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃來(lái)針對(duì)這一行業(yè)中做出關(guān)鍵決策。山F實(shí)施能源行業(yè) 這些決策的時(shí)間跨度通簾足幾I年而非幾年，因此蠱要對(duì)盡快采 取行動(dòng).在此，該筑文章主要關(guān)注電力行業(yè).關(guān)丁徳國(guó)能源轉(zhuǎn)型的12個(gè)見(jiàn)解一文對(duì)徳國(guó)的情況進(jìn)行了 專(zhuān)門(mén)論述.但我們深值,目前

5、在穗國(guó)看到的許多發(fā)展變化也必將 與歐洲（但不限于歐洲）坯他國(guó)家和地區(qū)有很高的關(guān)聯(lián)性，因?yàn)?德國(guó)足歐洲綜合能源系統(tǒng)的主要組成部分。我們杲主要的見(jiàn)解為“風(fēng)能和太陽(yáng)能決定一切”，當(dāng)然這不 僅適用于德國(guó)，這是因?yàn)轱L(fēng)能和太陽(yáng)能在世界大多數(shù)地區(qū)都能大 雖獲取，生產(chǎn)成本也正在迅速卜降。風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏將成為許多國(guó)家未來(lái)低碳能源系統(tǒng)的甚 礎(chǔ)，也會(huì)給這些國(guó)家?guī)?lái)類(lèi)似德國(guó)H前向臨的挑戰(zhàn)。對(duì)此，讀者 完全可以得出門(mén)己的看法我們也期待聽(tīng)到您對(duì)這篇文章的評(píng) 論和意見(jiàn).Rainer Baakc及Ag。灼能源轉(zhuǎn)型推介小組能源轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀及主要目標(biāo)20112020203020402050遍室氣體排反溫室氣體（與1990年相比）

6、-264%-40%-55%-70%-80% 一 95%效率一次能涼消費(fèi)（與2008年相比）6%-20%50%電力需求量（與2008年相比）-21%-10%-25%住宅采暖-20%-交通行業(yè)能源消費(fèi)（與2005年相比）-05%-10%-40%oJ再生能源占電力消費(fèi)的比重203%>35%>50%>65%>80%占終端能源消費(fèi)的比重121%18%30%45%60%GW70風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏是°U最便宜的可再生能源5040其他可再生能源的潛力30有限W 20101風(fēng)能和太陽(yáng)能決定一切!特點(diǎn)對(duì)天氣的依賴(lài)性強(qiáng)易浪動(dòng)只有投資成本技術(shù)系統(tǒng)如何平衡需求和供應(yīng)？如何使成本最小彳匕？

7、如何在歐洲的大背景下實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型?市場(chǎng)設(shè)計(jì)和規(guī)范2 "基本負(fù)荷"發(fā)電廠全部消失.天然氣和燃煤電廠僅 在部分時(shí)間運(yùn)行3具有足夠的靈活性.但并不劃算4電網(wǎng)比儲(chǔ)能系統(tǒng)成本低5確保僅值負(fù)血時(shí)段供應(yīng)成本低廉6電力和熱能行業(yè)整合是一項(xiàng)有意義之舉7如今的電力市場(chǎng)交易的是千瓦時(shí)不確保系統(tǒng)可霏性 8風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏基本不能從基于邊際成本的市場(chǎng)收直 資金9需妥有新的能源轉(zhuǎn)型市場(chǎng)10能浪轉(zhuǎn)型市場(chǎng)必須主動(dòng)讓需求端參與11-應(yīng)放在歐洲市場(chǎng)的大背景下考慮12能源效率：電雖節(jié)約下來(lái)刁是最劃算的#見(jiàn)解1風(fēng)能和太陽(yáng)能決定一切！4見(jiàn)解2“基本負(fù)商”發(fā)電廠全部消失，天然氣和燃煤電廠僅在部分時(shí)間運(yùn)行7見(jiàn)解3具有足

8、夠的靈活性，但目前并不劃算9見(jiàn)解4電網(wǎng)比儲(chǔ)能系統(tǒng)成本低12見(jiàn)解5確保峰值負(fù)商時(shí)段供應(yīng)成本低廉14見(jiàn)解6電力與熱力行業(yè)整合是一項(xiàng)有意義之舉16見(jiàn)解7如今的電力市場(chǎng)交易的是千瓦時(shí),但不確保系統(tǒng)可靠性w見(jiàn)解8風(fēng)能和太陽(yáng)能基本不能從基于邊際成本的市場(chǎng)收回資金20見(jiàn)解9能源轉(zhuǎn)型需要有新的市場(chǎng)22見(jiàn)解10能源轉(zhuǎn)型市場(chǎng)必須調(diào)動(dòng)需求側(cè)的參與25見(jiàn)解11德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的市場(chǎng)前景應(yīng)放在歐洲市場(chǎng)的大背景下考慮27見(jiàn)解12能源效率：電量節(jié)約下來(lái)才是最劃算的29參考文獻(xiàn)313風(fēng)能和太陽(yáng)能決定一切!#由德國(guó)可再生能源法引發(fā)的技術(shù)競(jìng)賽中出現(xiàn)了兩 個(gè)勝者一風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏一可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)中潛力最 大、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。目前,由德國(guó)2

9、000年可再生能源法(Erneuerbarc- Encrgicn-Gcsccz, EEG)引發(fā)的技術(shù)竟賽的勝者已經(jīng)確定：利用可 再生能源發(fā)電最經(jīng)濟(jì)的辦法肚通過(guò)風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏(PV) 在 現(xiàn)有惜況下.沒(méi)有其他可再生能源技術(shù)能以如此低的成木大磧發(fā) 電。因此，德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型將建芷在這兩項(xiàng)技術(shù)之上。過(guò)去20年 里風(fēng)能和太陽(yáng)能關(guān)健技術(shù)成本人幅降低也為此奠泄了基礎(chǔ)。盡管 制適鋼鐵所需的原材料成木上升，風(fēng)能發(fā)電成本111990年來(lái)還足 降低了約50%太陽(yáng)能光伏方面，成木上的變化我至更大，同一 時(shí)期內(nèi)系統(tǒng)成本降低了80-90%此外.當(dāng)前來(lái)看這兩項(xiàng)技術(shù)成本 有若還將繼續(xù)降低的趨勢(shì)。,所有其他可再生技術(shù)或是成本

10、高得多，或是未來(lái)發(fā)展 潛力有局限性(水電、生物質(zhì)能/沼氣、地?zé)崮?，并且/ 或者仍處于研究階段(波浪能、滲透能等)長(zhǎng)期來(lái)看.徳國(guó)電力生產(chǎn)中生物質(zhì)能的占比將持續(xù)被限制在 10%以下(2012年約占6%)。原因足徳國(guó)和其他國(guó)家農(nóng)業(yè)和森林 用地而積受到限制，能源系統(tǒng)中木材和能源作物的使用與許參其 他潛在的土地利用形成fl接競(jìng)爭(zhēng).例如種杭糧代作物、生產(chǎn)工業(yè) 原材料(如造紙或化學(xué)工業(yè))以及生態(tài)保護(hù)。此外，生物質(zhì)能是 相對(duì)較/貴的能源載體.其成本近年來(lái)非但沒(méi)宵降低，反而有所 上升。2而山丁發(fā)展中國(guó)家和新興國(guó)家對(duì)食品和生物質(zhì)能的需求不 斷増長(zhǎng)等原因，低成木、可持續(xù)生產(chǎn)的木材進(jìn)口數(shù)雖冇限。1參見(jiàn)IPCC (2

11、011)和IRENA (2012b).在得出這些研究數(shù)據(jù)之后.德國(guó)建坦一 個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠的成本甲進(jìn)一步大倔隆低 2002年小型土物質(zhì)髦發(fā)電廠的基本報(bào)酬縣101歐分/千瓦時(shí).2012年昱143歐 分/千瓦時(shí).在此墓礎(chǔ)上.近年來(lái)還實(shí)現(xiàn)了 18歐付/千瓦時(shí)的頷外紅利 因此. 如今土物質(zhì)能發(fā)電廠發(fā)電平均報(bào)酬顯196欣廿/千瓦時(shí). 例如可泰見(jiàn) DLR/FhG IWES/lfNE (2012) , ProBnos/EWI/GWS (2010) < Prognos/ Oko-institut (2009) , SRU (2011) , UBA (2010). 參見(jiàn) lng«ni«

12、;urburo Roccktmuhle If t5例如.礪國(guó)可再空決源上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼已田2000年的9歐分/千&肘升至目前的 25砂分/千瓦肘.來(lái)產(chǎn)的大(8増長(zhǎng). 6對(duì)所肖針對(duì)可再空聶瀝技術(shù)所展幵的田究進(jìn)行資助無(wú)論如何都昱科直理的.因 為這像進(jìn)一步器低成本.并在可能的情況下範(fàn)造出比風(fēng)能和太陽(yáng)曼光伏更肖卻 的可再士電力土產(chǎn)技術(shù)除風(fēng)能、太陽(yáng)能光伏和生物質(zhì)能外，水電和地?zé)崮苣壳耙矠?總體的電力生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。但所有預(yù)測(cè)都認(rèn)為，這些能源將來(lái)對(duì) 徳國(guó)的電力生產(chǎn)的貢獻(xiàn)都不會(huì)冇大的増長(zhǎng).盡傳徳國(guó)水電發(fā)展還 存在有限的潛力，但水電不會(huì)在電力供應(yīng)中發(fā)揮核心作用，在當(dāng) 前技術(shù)2地?zé)崮馨l(fā)電成本長(zhǎng)期內(nèi)都會(huì)非常高，

13、為此，地?zé)崮苣?前對(duì)電力生產(chǎn)的貢獻(xiàn)不足1%)，將來(lái)也不會(huì)有人幅增長(zhǎng)。，其他技 術(shù)如潮汐能、波浪能和滓透能都還在研究階段，幾乎還不能大規(guī) 模投入應(yīng)用.&到2015年，風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠發(fā)電成本將達(dá)到 7-10歐分/千瓦時(shí)由風(fēng)能、木陽(yáng)能光伏和啟備友電容童 組成的系統(tǒng)發(fā)電成本則將和新建的以燃?xì)夂兔禾繛槿剂系?發(fā)電廠發(fā)電成本一樣。根據(jù)可再生能源法，冃前陸上風(fēng)力發(fā)電廠的可再生能源 上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼約為7-10歐分/ f瓦時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠為12-18 歐分/!瓦時(shí)：補(bǔ)貼的多少取決丁電廠的規(guī)模和位置，補(bǔ)貼保障對(duì) 間為20年.7隨著(可再生能源法制定的上網(wǎng)電價(jià)下降以及這些 技術(shù)成木的進(jìn)一步削減，到

14、2015年，新建風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電 廠發(fā)電成木將可能維持在7J0歐分/瓦時(shí)范闈內(nèi)。*III 丁風(fēng)能和太陽(yáng)能祁不於隨時(shí)能獲取的，因此依賴(lài)這兩種能 源的任何電力系統(tǒng)也都必須備冇后備電廠，而目前這些發(fā)電廠將 持續(xù)主要依賴(lài)化石燃料。短期來(lái)看，現(xiàn)有發(fā)電廠將承擔(dān)起這一后 備功能(H前交易電價(jià)約5歐分/瓦時(shí))。中期來(lái)看，將需要投 資建設(shè)新型火力發(fā)電廠，以便甚至在可再生能源完全不能發(fā)電對(duì) 滿(mǎn)足需求.由丁噺型燃?xì)夂腿济弘姀S的發(fā)電成木約710歐分/T瓦 #Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛時(shí)，并且峰值電能需求同樣相對(duì)便宜（參見(jiàn)見(jiàn)解5） , S此預(yù)計(jì) 到2015年，基丁新的風(fēng)能、

15、太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠和靈活的火力發(fā)電 廠的系統(tǒng)發(fā)電成木將與使用傳統(tǒng)煤炭或燃?xì)獾碾娏ο到y(tǒng)的成本相 當(dāng)。風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏是能源轉(zhuǎn)型的兩大關(guān)鍵支柱顯然，德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型將以風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏為基礎(chǔ)。不存 在現(xiàn)實(shí)的瞽代路徑。等到可再生能源在一天Z內(nèi)占到電力需求的一 半時(shí)，風(fēng)能（陸上和海上）和太陽(yáng)能光伏占比將已達(dá)到35%?？稍?生能源占比越大，鳳能和太陽(yáng)能光伏相較丁梵他擴(kuò)展?jié)摿酉薜目?再生能源的重要性就越明顯。根據(jù)聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局（Bundcnctzagcntur） 的計(jì)劃，到2022年，風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電將占町再生能源發(fā)電的 70%隨肓，其占比將持續(xù)上升達(dá)到80-90%-圖表1描述了爪能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電在中期內(nèi)

16、對(duì)德國(guó)能源轉(zhuǎn) 型的重嚶性。圖表展示了對(duì)2022年3個(gè)不同周內(nèi)德國(guó)電力需求和 生產(chǎn)的模型計(jì)算。上方的紅線(xiàn)代農(nóng)以占瓦為單位的需求，不同的 顏色代表可再生能源的發(fā)電雖.灰色部分表示仍需山現(xiàn)冇的化石 燃料發(fā)電廠滿(mǎn)足的剩余需求.結(jié)果顯示，最早到2022年，風(fēng)能、 太陽(yáng)能、水電和生物質(zhì)能發(fā)電啟超過(guò)總國(guó)總體電力需求的時(shí)間將 約為200小時(shí)。但仍有相當(dāng)一部分時(shí)間（體現(xiàn)為供電小時(shí)數(shù)）， 可再生能源只能生產(chǎn)一小部分電雖。從這項(xiàng)分析中，我們可以找 到重要的挑戰(zhàn).這篇文帝將繼續(xù)對(duì)此進(jìn)行描述“2022年三個(gè)示范周內(nèi)的電力需求和可再生能源電力生產(chǎn)1吉瓦2月初（第6周）Aa- az .三 周四 筒五 ba ®B8

17、04020六B7蟄見(jiàn)聯(lián)邦環(huán)境SB （2012a）和（2012b）。海上風(fēng)噸目前成玄鳥(niǎo)出許多，可再空 聶廉上網(wǎng)電價(jià)為.至少12年期15飲分/千瓦時(shí)或在加速幔式下.至少8年 期19歐分/千瓦時(shí)。8或12年J8,溥上風(fēng)蜒設(shè)施收取3.5歐分/千瓦時(shí).包收 取15歐分/千瓦時(shí)的時(shí)長(zhǎng)帳據(jù)發(fā)電廠斉岸距離和凈洋深度増此外.網(wǎng)塔連 接費(fèi)用由網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用和德國(guó)復(fù)興信貸銀行海上保M項(xiàng)目段理，8這主要適用于陸上（岸上）風(fēng)能發(fā)電廠和較大規(guī)峻太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠，海上風(fēng) 能設(shè)施將來(lái)的成本變化趨勢(shì)還待觀察.因?yàn)楦芽稍偕茉捶ǖ囊?guī)定.只 汁劃從2018年開(kāi)紿降低現(xiàn)有補(bǔ)貼。如太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠根J8可再士IK界法 制定的擴(kuò)展規(guī)劃發(fā)展則

18、在2014年底前根據(jù)規(guī)模不同收取約9-U毆廿/千瓦時(shí) 的報(bào)如它們擴(kuò)展非常迅速.帳據(jù)規(guī)模不同.報(bào)酬率將為6-9千瓦時(shí)。ttB, RD使星矗圍膽光較充疋地區(qū)的屋頂小型光伏系統(tǒng)都呃以10歐分/千瓦時(shí) 的報(bào)酬率發(fā)電例如在這樣韭?，F(xiàn)實(shí)的情況下：歡裝成本:WOO R元/俘: 電住產(chǎn): 1000小時(shí)/年；25年工作壽命；運(yùn)»0c$：安裝成本的1%/年；資 本投資權(quán)益成本：5%/年。9 見(jiàn)（EWI） 2011.第 2729 和 40 頁(yè)或 DLR/IWES/lfnE （2012）.第 217 熒，10根據(jù)2012年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計(jì)劃的主要情境B.11該冒表ffi Fraunhofer IWES應(yīng)Agm 能

19、源轉(zhuǎn)空（Agora 2012"旳妄求制作 該計(jì) 算墓于2011年底聯(lián)邦眶塔育理簡(jiǎn)授權(quán)的網(wǎng)第發(fā)展計(jì)劃方孚脅境惟架中的主要情 境叭 在www agora-<ntrgitwtnd« dt/download找到所與52周旳完空數(shù)據(jù).電力需求|光伏發(fā)電|木力發(fā)電_化石燃料岌電廠陸±/海上風(fēng)力發(fā)電生勒質(zhì)険發(fā)電圖示基于Agom愛(ài)瀝轄型（2012a）8月中旬（第33周）能源轉(zhuǎn)型所面臨的核心挑戰(zhàn)將是如何實(shí)現(xiàn)波動(dòng)中的風(fēng)能和太 陽(yáng)能發(fā)電廠電力生產(chǎn)與消費(fèi)者需求的持續(xù)平衡。這將需要展現(xiàn)電 力系統(tǒng)的靈活度一一在供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)均足如此.風(fēng)能和太陽(yáng)能及電廠有三大主要特征：T依賴(lài)能量來(lái)源的可

20、獲取性：即：電力生產(chǎn)依賴(lài)天氣不像化石能源風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠的電力產(chǎn)岀不能根 據(jù)電力需求或交易價(jià)恪信'I做出反應(yīng)。這些發(fā)電廠只能任仃太陽(yáng) 照射或冇風(fēng)的時(shí)候發(fā)電.-投崗成本高.但(幾乎)無(wú)運(yùn)營(yíng)成本風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏設(shè)施的運(yùn)行成木(維護(hù)、運(yùn)營(yíng))很低，約 為投資成木的13%/年H由于不存在燃料需求，因此邊際成本幾 乎為0。這就總味著，利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，初期的資金投入 幾乎完全涵蓋了接卜來(lái)20-30年里的發(fā)電成本。-發(fā)電液動(dòng)迅速iii r/yi變化.例如暴風(fēng)、無(wú)風(fēng)以及公層遷移，太陽(yáng)能和風(fēng) 力發(fā)電呈冇時(shí)會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)。這就意味著電力系統(tǒng)其他組成 部分，比如火力發(fā)電廠、電力擊求側(cè)、電力儲(chǔ)存設(shè)施

21、，必須非常 靈活，以適應(yīng)風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠的輸入波動(dòng).這些特征與煤炭和天然氣發(fā)電有根本不同；它們大大 改變了能源系統(tǒng)和能源市場(chǎng)燃?xì)夂腿济弘姀S通過(guò)市場(chǎng)交易電價(jià)控制.其運(yùn)營(yíng)成本(燃 料、二氧化碳排放權(quán))墊異巨大。此外，這些發(fā)電廠至今還未建 有足以迅速進(jìn)行發(fā)電量調(diào)整的技術(shù)。隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能占比的增 加，能源轉(zhuǎn)型將徹底改變能源系統(tǒng)和能源市場(chǎng).由于風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏的互補(bǔ)特性，二者應(yīng)協(xié)同發(fā) 展；總的來(lái)說(shuō)，沒(méi)有太陽(yáng)的時(shí)候會(huì)刮風(fēng)，反之亦然。太陽(yáng)距光伏發(fā)電廠世固定運(yùn)譽(yù)成本為鬲本成本的115%/年.運(yùn)行e設(shè)施的矩期 邊際空產(chǎn)成本為0風(fēng)挺發(fā)電廠運(yùn)SffiX約為資本成本的2M%/年.該運(yùn)瑩成 本還包括材料攢耗在內(nèi)

22、，因此短期邊際成本B8高于0 (琴見(jiàn)MoKms (2010), 第63頁(yè)；0LR/IWES/lfnE(2012). MjgH錄第 I 貢 IRENA(2012a)； IRENA(2012b).冬季風(fēng)人，適合風(fēng)力發(fā)電：夏季光照強(qiáng).更適宜太陽(yáng)能發(fā) 電.大多數(shù)陽(yáng)光都出現(xiàn)在一天的中午，而風(fēng)可以發(fā)生在一天的任 何時(shí)候.而通常在陽(yáng)光最強(qiáng)烈時(shí)風(fēng)力最小"由于效率損耗使得 儲(chǔ)能成本相對(duì)較高，因此，從系統(tǒng)總體來(lái)看，使用更低成本的方 法解決供需平衡問(wèn)題更有總義。這包括提高系統(tǒng)的總體靈活度( 參見(jiàn)見(jiàn)解3)。盡管風(fēng)力發(fā)電成本比太陽(yáng)能略低，但我們還應(yīng)利用這兩種方 式的基井.利用發(fā)電端入網(wǎng)方式不同步的特點(diǎn)使系統(tǒng)的

23、總體成本 降至最低，這樣的邏輯也適用丁可再生能源在不同區(qū)域的調(diào)配， 山于徳國(guó)不同地區(qū)刮風(fēng)的時(shí)間不同，因此不應(yīng)只在徳國(guó)北部進(jìn)廳 風(fēng)力發(fā)電.也不應(yīng)只在南部徳國(guó)進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電.的確，徳國(guó)海上風(fēng)力發(fā)電成本比其他地區(qū)成本略低，而巴伐 利亞州和巴登一符胯堡州的太陽(yáng)能發(fā)電成木較低，但如果只在聶 大優(yōu)勢(shì)地區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)電，則只能在該地區(qū)天氣狀況允許的情 況卜保障幻風(fēng)能或太陽(yáng)能。從系統(tǒng)整體優(yōu)化的角度來(lái)看，利用億 國(guó)并地的天氣狀況蟄并足明智的，具體做法足將風(fēng)能和太陽(yáng)能光 伏發(fā)電調(diào)配到一年內(nèi)報(bào)大可能的小時(shí)數(shù)里，利用擴(kuò)建后的輸電網(wǎng) 在各地區(qū)間進(jìn)行電力傳輸.但針對(duì)太陽(yáng)能光伏和風(fēng)力發(fā)電廠通常 能夠發(fā)電的輅確時(shí)間以及新設(shè)施

24、應(yīng)采収怎樣的暫時(shí)上網(wǎng)補(bǔ)貼模式 的研呢還非常少。13參見(jiàn)例如Grbch/Bryr (2010)的中部磋圉分析和匚On Bay.rn (2011)的下巴 伐利亞州分析，5Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛見(jiàn)解2“基本負(fù)荷”發(fā)電廠全部消失， 天然氣和燃煤電廠僅在部分時(shí)間運(yùn)行7Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛#Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛80eo40202S30吉瓦由化若燃料 發(fā)電廠提供風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏將成為電力供應(yīng)的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng) 的其余部分將圍繞其進(jìn)行優(yōu)化；大多數(shù)化石燃料發(fā)電廠只 在幾乎沒(méi)

25、有陽(yáng)光和風(fēng)時(shí)才需要發(fā)電，這些發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)時(shí)間 將減少，因此其總體發(fā)電量將降低：“基本負(fù)荷”發(fā)電廠 將成為歷史?！盎矩?fù)荷”足電力需求的一種，在徳國(guó)代表全年任何時(shí) 候35-40吉瓦的啟低消耗呈。Z前，基本負(fù)荷足通過(guò)全天候運(yùn)轉(zhuǎn) 的化石燃料發(fā)電廠來(lái)提供相應(yīng)的電能.這帶來(lái)了冇謀導(dǎo)性的一個(gè) 詞：“基木負(fù)荷發(fā)電廠”.通過(guò)保障優(yōu)先入網(wǎng)，可再生能源 法已將可再生能源轉(zhuǎn)化為“法定基本負(fù)荷電能”?？稍偕茉?正育效取代著傳統(tǒng)的基本負(fù)倚發(fā)電廠。耒來(lái)的風(fēng)能和太陽(yáng)能將滿(mǎn) 足不斷增加的電力需求。如下文的圖農(nóng)2所示.2022年全年的許2022年對(duì)化石燃料發(fā)電廠的需求：以8月的一周為例2幾乎無(wú)化石燃均芟電廣多小時(shí)內(nèi)，朋體負(fù)荷(

26、基本、中間和即(TL負(fù)荷)將完全只由可再 生能源滿(mǎn)足.在所描述的一周內(nèi)，大多數(shù)屈火力發(fā)電廠在前半周 都不運(yùn)轉(zhuǎn)，但需在后半周運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)其余火力發(fā)電廠的使用必須根 據(jù)需求和可再生能源發(fā)電進(jìn)行調(diào)整。風(fēng)能和太陽(yáng)能的應(yīng)用將使化石燃料發(fā)電總戰(zhàn)相應(yīng)降低，并 由此誠(chéng)少負(fù)荷系數(shù)和運(yùn)營(yíng)小時(shí)數(shù)。任叮再生能源發(fā)電占總雖40% 的情況卞，毎年10-25占瓦的傳統(tǒng)電能只盅供應(yīng)6000-8000小時(shí)占 瓦“在以后的若干年里，這一需求還將繼續(xù)削減?？稍偕茉窗l(fā)電量的迅速變化和預(yù)期不確定性將為短 期和長(zhǎng)期靈活度提出新要求風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的波動(dòng)模式將對(duì)未來(lái)的發(fā)電廠提出全新要 求：可擰發(fā)電廠的發(fā)電啟必須在短時(shí)間內(nèi)迅速増加或減少，以補(bǔ)

27、 償這些波動(dòng)。隨肴風(fēng)能和太陽(yáng)能占比的提高，這這種要求也將適 用新的其余的“基本負(fù)荷發(fā)電廠”。將來(lái)，所有剩余火力發(fā)迪 廠都將靈活運(yùn)營(yíng)。風(fēng)能和光伏的發(fā)電星無(wú)法提前準(zhǔn)確預(yù)計(jì)。它們總是伴隨肴預(yù) 期不確定性，且不確定性隨時(shí)間的延長(zhǎng)進(jìn)一步增加。但隨著天氣 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，毎口和毎小時(shí)的風(fēng)能“和太陽(yáng)能光伏預(yù)測(cè)時(shí) 度可能冇所提奇.在正確的監(jiān)管框架下，生產(chǎn)者在安It梵發(fā)電廠 運(yùn)營(yíng)計(jì)劃時(shí)可考慮這些短期預(yù)測(cè).從而優(yōu)化生產(chǎn).提前進(jìn)行一年或勞年的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)更為困難，并充滿(mǎn)著更大不 確定件當(dāng)年與下一年的簽異很大，風(fēng)能尤為如此.這在2010年十#Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛#Agor

28、a Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛周一到周四.風(fēng)能和太陽(yáng)能滿(mǎn)足了大部分電力需求，幾乎不需要化 石燃料發(fā)電廠周四下午到周日上午，持續(xù)要求提供20-30舌瓦的額外發(fā)電廠容量圖示墓于Ago2髡源轉(zhuǎn)型(2012a)14 參加YOE (2012a),第 43 頁(yè)；Cons»nt»o/r2b (2010a),第 51 頁(yè)；IWES (2009), 針對(duì)4%的可再生噸淳發(fā)電. VDE (2012q)計(jì)算出幾乎需恨定用電105 吉瓦(毎年大于8000員荷小時(shí)).針對(duì)50%的可再土能源發(fā)電, ConsMo/ r2b (2010a)計(jì)算出在大于6000負(fù)荷小時(shí)里競(jìng)使f

29、fl 18 5S, IWES (2009)計(jì)算 出在大子7000員荷小時(shí)里S?建用21.2615已針対溥上風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏直IIS的挑戰(zhàn)制定了許多対湊。由SX.更迅速的 沒(méi)動(dòng)所帶來(lái)的進(jìn)一步挑戰(zhàn)曇海上鳳能的捋征，而之今為止，測(cè)，點(diǎn)鞍仍無(wú)法 滿(mǎn)足需求.這可曼要求由新的技術(shù)來(lái)解決，#Agora Energiewende I關(guān)于億國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛分明顯，當(dāng)時(shí)徳國(guó)內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電比前卜年平均值低25%,海 上風(fēng)力發(fā)電比前十年平均值低15%,6lllT-非可再生能源發(fā)電廠的 總體安裝容戢必須足以滿(mǎn)足少風(fēng)年份的需求，因此它們?cè)诙囡L(fēng)年份 將經(jīng)歷較低的負(fù)荷系數(shù)。中期來(lái)看，熱電聯(lián)產(chǎn)和生物質(zhì)能發(fā)電廠需根據(jù)電

30、力需 求運(yùn)壹目前，熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)和生物質(zhì)能發(fā)電廠總體匕并未聽(tīng)從 電力需求的指揮。相反，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施出山熱能需求驅(qū)動(dòng)，也就址 說(shuō)，當(dāng)存在熱能盅求時(shí)，設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)以生產(chǎn)熱能，而電能只址一種副 產(chǎn)品.類(lèi)似的圧，大多數(shù)生物質(zhì)能發(fā)電廠以持續(xù)運(yùn)營(yíng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，原 因足，根據(jù)可再生能源法制定的補(bǔ)貼規(guī)定，這樣的方式最為 經(jīng)濟(jì)。中長(zhǎng)期看，這一狀況將得到改變。到2020年，根據(jù)正式的政 府目標(biāo)，熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠的電力生產(chǎn)將增長(zhǎng)至25%.因此，在中期 內(nèi)，這些發(fā)電廠將成為徳國(guó)可控電力生產(chǎn)的主耍部分存盡停2010 年熱電聯(lián)產(chǎn)和生物質(zhì)能發(fā)電廠發(fā)電只占可控電力生產(chǎn)的五分之一， 但在2020年將占到三分之一以上山因此，隨肴風(fēng)能和

31、太陽(yáng)能在總 體發(fā)電中比重的增加，熱電聯(lián)產(chǎn)和生物質(zhì)能發(fā)電廠的運(yùn)昔將必須與 電力需求掛鉤。需求側(cè)管理和儲(chǔ)能系統(tǒng)幫助保持系統(tǒng)平衡需求側(cè)管理和抽水儲(chǔ)能電站等靈活選擇將有助T-確保將來(lái)實(shí) 現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠群的更高效利用.通過(guò)需求側(cè)竹理，電力需求將轉(zhuǎn)向可 獲取更多風(fēng)能和太陽(yáng)能的時(shí)段.在可再生能源發(fā)電高峰期.抽水儲(chǔ) 能電站將儲(chǔ)條電能。在風(fēng)力很弱和沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)候，抽水儲(chǔ)能電站 將電能放回系統(tǒng)。這一方式將減少火力發(fā)電廠時(shí)貴的開(kāi)關(guān)機(jī)程序， 優(yōu)化低成本發(fā)電廠的使用，并將整個(gè)系統(tǒng)的總體成本降至啟低。15 參見(jiàn) IWR (2012).17螯見(jiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)保護(hù)法.第1段18卷児聯(lián)邦環(huán)境SB2011年的可再士能混引與硏究(DLR/I

32、WES/IFnE (2012).第 19頁(yè)：2011年方慕A搭述了 2010年熱電聯(lián)產(chǎn)和土物質(zhì)能發(fā)電容冒22吉瓦，其 他發(fā)電廠發(fā)電90 SSi笊期2020年熱電聯(lián)產(chǎn)和空物呃發(fā)電言為31吉瓦.其 他發(fā)電廠為61書(shū)瓦；2040年：獗電聯(lián)產(chǎn)和空物能30書(shū)瓦，其也發(fā)電廠32書(shū)瓦, 空物質(zhì)能發(fā)電占總依發(fā)電比重將被限制到約10%,非熱電聯(lián)產(chǎn).非空物質(zhì)挺發(fā) 電廠電力空產(chǎn)將為3吉瓦。9Agora Energiewende I關(guān)于徳國(guó)能猊轉(zhuǎn)型的+二個(gè)見(jiàn)脛見(jiàn)解3具有足夠的靈活性，但目前并不劃算將來(lái)，由于風(fēng)能和光伏發(fā)電的波動(dòng)，對(duì)電力系統(tǒng)靈活 度的要求將大大提高如上文見(jiàn)解2所示，隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏比重增加，電 力系

33、統(tǒng)將必須做出史加乂活的反應(yīng)。圖農(nóng)3描述了對(duì)乂活度的需 求在所示情形下，風(fēng)力的減弱同時(shí)伴隨著光伏發(fā)電量的減少. 因此，可控發(fā)電廠必須在幾小時(shí)內(nèi)滿(mǎn)足大部分需求。在最壞的請(qǐng) 況下，需求可能剛好在同一時(shí)段增加，例如，大部分人在口落時(shí) 回家，打開(kāi)電器、電視和燈。預(yù)計(jì)可冇高達(dá)6吉瓦的負(fù)荷變化.因此，對(duì)靈活度水平的需求將 為未來(lái)的電力系統(tǒng)提出全新挑戰(zhàn).如今已具備提供足夠靈活度的技術(shù)解決方案對(duì)靈活度的需求可通過(guò)供應(yīng)側(cè)、需求側(cè)的并種靈活方案以及 儲(chǔ)能和改善電網(wǎng)來(lái)滿(mǎn)足。隨看靈活度耍求不斷提高，這些辦法應(yīng) 根據(jù)其總體經(jīng)濟(jì)成本效益來(lái)部署?？谇翱磥?lái)，除擴(kuò)建電網(wǎng)（見(jiàn)解 4）外，最殖要的提高靈活度方法如下：2022年對(duì)靈活

34、度的要求: 以8月的一周為例20周二周五SBnS風(fēng)廃和太陽(yáng)愛(ài)發(fā)電差具：5' 時(shí)30吉瓦周四10 00-13:00.電力需求幾乎完全由風(fēng)能和太陽(yáng)聶滿(mǎn)足-13 00®.風(fēng)能和太PB能發(fā)電都開(kāi)始下降，到1700,需要約30舌瓦 的補(bǔ)託發(fā)電廠容量圖示基于Aflorafig源轉(zhuǎn)型（2012"一根據(jù)電力需求運(yùn)轉(zhuǎn)熱電朕產(chǎn)和生物質(zhì)能發(fā)電廠要奇效地實(shí)現(xiàn)靈活度，我們ft先需避免電力系統(tǒng)中不必要 的個(gè)化.針對(duì)那些已可用技術(shù)手段控制的發(fā)電廠，其運(yùn)作方式應(yīng) 作為使風(fēng)能和光伏發(fā)電廠可最佳運(yùn)行的補(bǔ)充.如見(jiàn)解2所述，in 今的熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠或生物質(zhì)能設(shè)施并非如此。但在將來(lái)，這些 發(fā)電廠將成為徳國(guó)可

35、控發(fā)電廠集團(tuán)的一大部分。相應(yīng)地，這些發(fā) 電廠進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的最重要原則將足對(duì)電力需求以及熱能需求做出反 應(yīng).這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不會(huì)帶來(lái)技術(shù)問(wèn)題.II成木相對(duì)絞低。就熱 電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，僅需將熱能導(dǎo)入儲(chǔ)能系統(tǒng)或集中供熱網(wǎng)絡(luò)， 這在兒小時(shí)里不會(huì)造成大的問(wèn)題（參見(jiàn)見(jiàn)解6）。"就新型生物質(zhì) 能發(fā)電廠來(lái)說(shuō).僅需對(duì)總體設(shè)施進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，例如，燃料儲(chǔ)陡 容呈和發(fā)電機(jī)輸出功率的關(guān)系。一提高火力發(fā)電廠靈活度（輸出功率和開(kāi)機(jī)時(shí)間的最小化）火力發(fā)電機(jī)組具冇提升靈活度的巨大潛力。通過(guò)改善技術(shù)和 組織結(jié)構(gòu)，燃煤和燃?xì)獍l(fā)電廠靈活度可大大提高。最小電廠功率 可得到降低，負(fù)荷梯度增加，開(kāi)機(jī)時(shí)間縮短。面的表格（圖表 4）展示

36、了當(dāng)前普遍的乂活度和技術(shù)優(yōu)化潛力間的墾異。例如，一臺(tái)優(yōu)化后的燃?xì)庹羝麖?fù)合式渦輪機(jī)可在2小時(shí)內(nèi)進(jìn)在可再生能源占徳國(guó)電力系統(tǒng)比證達(dá)50%時(shí).我們必須預(yù)期 到一些極端惜況.即山可控發(fā)電廠提供的負(fù)荷在4小時(shí)內(nèi)地加約 40吉瓦19這相當(dāng)干徳國(guó)超過(guò)半天的負(fù)荷.在15分鐘的間歇內(nèi)，19 lAEW/Cons.nt.c （2011）,第 17 頁(yè)：2030 年 50% 可再士能溟情穿思考20熱屹儲(chǔ)存設(shè)備升級(jí)蟲(chóng)熱電聯(lián)產(chǎn)法2012年修正宴提供補(bǔ)站，Agora Energ.ewende I關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的+二個(gè)見(jiàn)解入全面工作狀態(tài)（當(dāng)前需4小時(shí)）.此外，優(yōu)化還可使運(yùn)轉(zhuǎn)中的 10吉瓦燃?xì)庋嗥麖?fù)介式渦輪機(jī)在5分鐘內(nèi)調(diào)整負(fù)

37、荷4吉瓦（半前1 吉瓦）同樣優(yōu)化可在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的借況下將10古瓦硬煤發(fā)電廠 的發(fā)電雖降至2吉瓦（當(dāng)前4吉瓦）經(jīng)過(guò)改造更新后的現(xiàn)冇發(fā)電廠和新建發(fā)電廠所帶來(lái)的更大靈 活度也將為降低常規(guī)火電廠最小發(fā)電戢（所謂的“強(qiáng)制”水平） 做出巨大貢獻(xiàn).21角度看，在許多情況下，通過(guò)調(diào)整流程以及必要時(shí)安裝中間產(chǎn) 品、熱能、冷卻能或壓縮空氣儲(chǔ)能容雖從而實(shí)現(xiàn)若干小時(shí)的需求 轉(zhuǎn)移己成為可能.中期來(lái)看，工業(yè)可實(shí)現(xiàn)的靈活潛力估計(jì)約為4.5 吉瓦.站商業(yè)區(qū)可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高成本效益的潛力。例如. 大型冷凍或加熱設(shè)施町實(shí)現(xiàn)中央控制，并被升級(jí)用以短時(shí)間儲(chǔ)存 熱能或冷卻能.挑戰(zhàn)的關(guān)鍵并不是技術(shù)和控制，而是在于激勵(lì)措施化石燃料發(fā)電廠

38、靈活度4優(yōu)化潛婪（第一個(gè)數(shù)）和目前的典型狀況（括號(hào)內(nèi)數(shù)）/1000兆瓦-避免風(fēng)能和光伏發(fā)電峰值或利用其生產(chǎn)熱能在風(fēng)能和太陽(yáng)能占發(fā)電比例非常高時(shí)，未來(lái)很町能出于經(jīng)濟(jì) 方面的考慮限制發(fā)電峰值或利用其生產(chǎn)熱能。如果為傳輸所有產(chǎn) 出電亀專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)電網(wǎng).將昂貴到令人無(wú)法接受，岡為所設(shè)計(jì)的容 嵐傳輸電網(wǎng)在一年里只被使用若干小時(shí).在可能的借況下，應(yīng)用 適當(dāng)?shù)姆绞綄⒉荒鼙粋鬏數(shù)碾娔苁褂棉?。其中一個(gè)辦法是將這部 分電能用丁熱能利川（參見(jiàn)見(jiàn)解6）。熱能生產(chǎn)可通過(guò)將電加熱 棒放在熱水番熱箱里（1瓦時(shí)電能生產(chǎn)1瓦時(shí)熱能）或利用熱 泵（1瓦時(shí)電能生產(chǎn)約4瓦時(shí)熱能）來(lái)實(shí)現(xiàn).一工業(yè)中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和可中斷負(fù)荷負(fù)荷管理肚另-種潛力

39、巨大、高成木效益的靈活度交易，這 在工業(yè)中尤為如此.在德國(guó)，工業(yè)消耗占電力總消費(fèi)的40%, 具備中央控制流程的大型工廠消耗了其中相當(dāng)大一部分。從技術(shù)這里描述的靈活度方案如今從技術(shù)上已經(jīng)可以獲取，并可次 相對(duì)低廉的成木實(shí)施由于這些選擇主要涉及“大規(guī)?！痹O(shè)施（ 熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠、生物質(zhì)能設(shè)施、工業(yè)流程、大型熱能儲(chǔ)能） 因此技術(shù)上并不難解決對(duì)其進(jìn)行控制的問(wèn)題一一這與洗衣機(jī)或冰 箱等“小規(guī)?！奔矣迷O(shè)施正好相反。實(shí)現(xiàn)靈活度的主要挑戰(zhàn)并不 在于技術(shù)實(shí)施.而在于提供有效的激勵(lì)措施。冃標(biāo)應(yīng)為，在所有 情況卜1總足首先使用成本效益最佳的辦法，為實(shí)現(xiàn)此L1標(biāo)，則 需要有一個(gè)讓靈活度進(jìn)行公平竟?fàn)幍沫h(huán)境。供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)

40、都?xì)r 能參與競(jìng)爭(zhēng)（也參見(jiàn)見(jiàn)解10）徳國(guó)電力市場(chǎng)針對(duì)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的 負(fù)電價(jià)交易所做出的迅速反應(yīng)證明了，在合適的激勵(lì)F，靈活度 可得到大大的提升:2009年，由于在若干小時(shí)內(nèi)風(fēng)能和光伏發(fā)電 雖過(guò)高而相應(yīng)的需求雖較低，因傳統(tǒng)發(fā)電廠缺乏靈活度，出現(xiàn) 了在近100個(gè)小時(shí)內(nèi)市場(chǎng)參與音因消費(fèi)電能而獲得報(bào)冊(cè)的情況， 到2011年,盡管風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電大幅增長(zhǎng),但負(fù)價(jià)格小時(shí) 數(shù)已降低了 10倍?！憋@然，市場(chǎng)參與者能夠提供額外的靈i舌度。確煤發(fā)電廠喝煤發(fā)電廠聯(lián)合循環(huán)友電廠燃?xì)鉁u輪最小員荷兆瓦200 (400)400 (600)300 (500)200 (500)5分鐘內(nèi)的最大負(fù)荷變化兆瓦300 (75)200

41、(50)400 (100)750 (400)冷啟動(dòng)所需時(shí)間兆瓦4 (10)6 (10)2 (4)<01圖示基于VDE (2012a)#Agora Energ.ewende I關(guān)于徳國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解通過(guò)使用智能電表來(lái)控制家庭層面的小規(guī)模靈活度的 方法目前還太過(guò)昂貴目前看來(lái),使用智能電表來(lái)控制家庭的“小規(guī)?！膘`活度的 方法圧太過(guò)丹貴了。這樣的辦法只冇從長(zhǎng)期角度考應(yīng)，才會(huì)對(duì)整 體系統(tǒng)做出高效的貢獻(xiàn).并J1應(yīng)只冇在所有高成木效益的辦法都 用盡之后才使用小規(guī)模拎制辦法例如，要將洗衣機(jī)作為一個(gè)靈 活度選擇，則必須有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的控制系統(tǒng)。家庭必須具備一個(gè)實(shí) 時(shí)測(cè)量電力消耗的計(jì)量表,而電力市場(chǎng)上的控

42、制信號(hào)也必須能傳 輸?shù)较匆聶C(jī).與上文所述的大規(guī)模靈活度方法的費(fèi)用相比，為實(shí) 現(xiàn)這樣一套系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)費(fèi)用非常高.但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，熱泵和電動(dòng) 汽車(chē)將尤其為家庭層面的需求側(cè)管理創(chuàng)造巨大潛力。為此，確保 在這些技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)中考慮到其對(duì)電力系統(tǒng)靈活度的潛在員 獻(xiàn)非常重要。21如今，根據(jù)具體時(shí)何4.磋國(guó)仍為潟疋系統(tǒng)理定性要求規(guī)定了晨高達(dá)25吉&的 *低徑制容，旦長(zhǎng)期來(lái)省.這一水平應(yīng)該肖可廃隆低，鑒見(jiàn)億國(guó)環(huán)境部(2012c), 第22熒.22 參見(jiàn) DLR/IWESyifnE (2012),第 20 頁(yè)；EWI/BK S/Prognos (2011),第 37 頁(yè).23 卷見(jiàn) VDE (2012b)

43、,第 55 頁(yè).秀見(jiàn) “BW (2012),第 5 頁(yè).IIAgora Energ.ewende I關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解見(jiàn)解4電網(wǎng)比儲(chǔ)能系統(tǒng)成本低電網(wǎng)降低了對(duì)靈活度的需求：（風(fēng)能和太陽(yáng)能）發(fā)電輸電網(wǎng)降低了對(duì)靈活度的盂求，a同時(shí)允許使用成木效益鼓和需求的波動(dòng)在遠(yuǎn)距離之間實(shí)現(xiàn)平衡高的靈活度交易，因此減少了總休系統(tǒng)成本.電網(wǎng)連接的區(qū)域越大，可容納的發(fā)電和需求波動(dòng)則越大： 單獨(dú)一家風(fēng)力發(fā)電廠（例如位丁北海海岸）發(fā)電請(qǐng)況可能變化很 大，但徳國(guó)所冇風(fēng)機(jī)發(fā)電總雖（例如.北海海岸、圖林根州和巴 伐利亞州）的均衡性則高出許多.需求方面也是同理，各地區(qū)的 波動(dòng)也相互彌補(bǔ)。更廣泛的地理毗鄰會(huì)降低對(duì)靈活度的需

44、求。電網(wǎng)使得德國(guó)和歐洲獲取成本節(jié)約型靈活度的交易成 為現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)還讓在更遠(yuǎn)距離內(nèi)利用城便宜的靈活度交易成為町能， 比如在鶴國(guó)和整個(gè)歐洲范圍內(nèi)例如,在陽(yáng)光和風(fēng)十分充足時(shí), 可將富余部分銷(xiāo)往歐洲鄰國(guó)，而不圧將其儲(chǔ)存起來(lái)或棄風(fēng)。到2020年，預(yù)計(jì)德國(guó)在某些時(shí)段內(nèi)會(huì)有22吉瓦的富余電就， 到2030年可能高達(dá)41占瓦。2$如呆這樣的靈沽度需求只通過(guò)儲(chǔ)能 系統(tǒng)*解決，花費(fèi)自非簾局，因?yàn)榇蠖鄶?shù)這些設(shè)備的便用率會(huì)很 低.相反，通過(guò)與歐洲鄰國(guó)的電網(wǎng)連接可將大部分富余電戢在國(guó) 際上進(jìn)行銷(xiāo)售.當(dāng)?shù)聡?guó)的風(fēng)和陽(yáng)光很少時(shí),可從鄰國(guó)回購(gòu)電量.這樣一來(lái)，電網(wǎng)連接就充當(dāng)了 “間接儲(chǔ)能系統(tǒng)”。26將輸電容量 向靈活度成本持別低的

45、國(guó)家擴(kuò)展將實(shí)現(xiàn)敲大優(yōu)勢(shì)，例如.向具術(shù) 大戢水電和抽水裕能電站的阿爾卑斯國(guó)家和斯堪的納維亞地區(qū)擴(kuò) 展.肖在德國(guó)境內(nèi)可獲取便宜的電能時(shí)，這些國(guó)家水電廠生產(chǎn)的 電能就能不向從國(guó)輸送.此時(shí)，對(duì)德國(guó)來(lái)說(shuō)，賣(mài)電比儲(chǔ)電更為有 利。相反，當(dāng)徳國(guó)風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏發(fā)電呈低時(shí)，在峰值需求時(shí) 段從國(guó)外買(mǎi)電可能比只山徳國(guó)發(fā)電廠提供電呈更便立。輸電網(wǎng)以相對(duì)較小的投資成本減少總體的系統(tǒng)成本此外，增加輸電容雖的成木相對(duì)較低?？偟膩?lái)說(shuō)，在整個(gè)飮 洲擴(kuò)建輸電網(wǎng)將僅占電力系統(tǒng)長(zhǎng)期總體成木的6%。2?2022年電網(wǎng)和抽水螯奧的重要性: 以2月的一周為例-9吉瓦袖木百菲在2月初的一問(wèn)里風(fēng)很強(qiáng)，生產(chǎn)出約兩天的巨大富余呈在這段時(shí)間，約16

46、35可通過(guò)電網(wǎng)出口現(xiàn)有的抽水畜輻設(shè)施還可在約5小時(shí)內(nèi)再接收9咅瓦新的儲(chǔ)能技術(shù)不會(huì)被便用.因?yàn)槌杀竞荏{（假設(shè)有足夠的擴(kuò)建電 網(wǎng)）65示昌于A”2能源轉(zhuǎn)型（2012a）和TAB （2012）25 lAEW/Consentec (2011).第 20 頁(yè).26 參見(jiàn) Prognos (2012).第 17 頁(yè)。27 McKmsey (2010).第軻頁(yè)*28 Constntec/r2b (2010b).第 36 頁(yè),只有當(dāng)可再生能源占比超過(guò)70%時(shí)，新的儲(chǔ)能技術(shù)才 有必要在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里.電網(wǎng)擴(kuò)展將一n是比新儲(chǔ)能技術(shù) 更為康價(jià)地將可再生能源并入電力系統(tǒng)的辦法。目前看，電池、 隔熱壓縮空氣儲(chǔ)能和

47、電轉(zhuǎn)氣系統(tǒng)等新儲(chǔ)能技術(shù)只右莊長(zhǎng)期內(nèi)才能 得到運(yùn)用.紋目前，這些技術(shù)的成木高到令人卻步，并很有可能 在中期內(nèi)居高不下.為保持較低的總體系統(tǒng)成木.新儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng) 在其他成本效益更高的辦法完全窮盡的惜況卜使用。山于新儲(chǔ)能 技術(shù)足相對(duì)冷貴的於活度方法，它們只會(huì)在町再生能源占發(fā)電總 雖達(dá)70%時(shí)才對(duì)限制徳國(guó)總體系統(tǒng)成本起到作用。29這一評(píng)皆與廊國(guó)環(huán)境部（2012町提出的專(zhuān)家彥兄基玄一敗.但需考慮到兩個(gè)因素, -星在長(zhǎng)期皎擂遲或受到瑕制的電網(wǎng)擴(kuò)脛直前.儲(chǔ)挺系統(tǒng)可能代衷看第二好的 再效辦法,二建新IME授術(shù)制諂成本取得的突破會(huì)讓這些授術(shù)將耒的成本稈低， 色電力系統(tǒng)的70%整一個(gè)嵐18的估計(jì).便得新儲(chǔ)段授術(shù)為耶

48、低總體系統(tǒng)血本 做出員猷的可再士資浜具體占比主要取決于可再土資嫖類(lèi)型（波功或可控）, 斜余發(fā)電廠群（熱電聯(lián)產(chǎn).靈活發(fā)電Mfi）、相互連接水平和未來(lái)儲(chǔ)能枝術(shù)的 成本，對(duì)可接入傳編電網(wǎng)的許多其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，也很可輻導(dǎo)類(lèi)似的百分比由于節(jié)約了稅費(fèi)和電費(fèi)等，地方性分布式太陽(yáng)能光伏 電池系統(tǒng)可能更快為個(gè)人投資者提供商業(yè)機(jī)會(huì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電裝建組合能讓家庭和公司更務(wù)地使 用門(mén)發(fā)的分布式電能.并瞇少?gòu)南到y(tǒng)中購(gòu)買(mǎi)的電磧。梵中節(jié)約的 稅費(fèi)和電費(fèi)（電網(wǎng)費(fèi)用、稅費(fèi)、可再生能源分?jǐn)傎M(fèi)等）在中期內(nèi) 對(duì)個(gè)人投資者有一定的吸引力。這絕不盤(pán)味著分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)將 減少?gòu)試?guó)發(fā)電總體成本。這么說(shuō)的上嬰原岡足，人芬數(shù)的稅費(fèi)和 電費(fèi)

49、都足通過(guò)毎T瓦時(shí)來(lái)計(jì)算但系統(tǒng)總體成本減低幅度并不與 從電網(wǎng)所購(gòu)T瓦時(shí)的減少成比例.例如，增加私人用電消耗并不 能減少輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)或確保系統(tǒng)可靠性的成本，而只是將這些 成本存從電網(wǎng)購(gòu)得的瓦時(shí)中進(jìn)行不同的分配.可以假設(shè).沒(méi)有 家私人用八或公司會(huì)選擇同電網(wǎng)斷開(kāi)連接。但從電網(wǎng)設(shè)計(jì)的角 度看，最突出的因素并不肚毎年傳輸?shù)碾娦?，而圧所需的肢大容 戢.如若電池儲(chǔ)能技術(shù)成木取得突破（例如，與電動(dòng)汽車(chē)的加速 推廣和鋰離子電池規(guī)?；l(fā)展有關(guān)），則可以期待分布式儲(chǔ)能的 加速發(fā)展一一前提足電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施成本與瓦時(shí)成比例，而 不與所接入的負(fù)荷成比例。見(jiàn)解5確保峰值負(fù)荷時(shí)段供應(yīng)成本低廉在某些時(shí)候（例如在冬季無(wú)風(fēng)的日子

50、），風(fēng)能和太陽(yáng) 能發(fā)電不能滿(mǎn)足峰值負(fù)荷需求，因此將來(lái)同樣需要像今天 同樣數(shù)量的可控資源任無(wú)風(fēng)無(wú)陽(yáng)光的悄況卜.同時(shí)即使一所主耍發(fā)電丿意外停止 運(yùn)作，也必須保障峰值時(shí)段的電力供應(yīng)。作為存在天然波動(dòng)的電 力來(lái)源，風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏在這種時(shí)候只能為確保系統(tǒng)可靠性起 到很小的作用.圖表6展示了這樣一種潛在的供需情況.2022年峰值負(fù)商肘段對(duì)供應(yīng)的保障：以11月的一周為例6光伏能提供0吉瓦.風(fēng)炭廛供吉瓦80吉瓦需求相應(yīng)地，為確保將來(lái)同樣水平的系統(tǒng)可靠性，如今的蜂逋 需求水平將需要由風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏以外的資源來(lái)滿(mǎn)足。這類(lèi)可 控資源既可在供應(yīng)側(cè)山發(fā)電廠提供，也町在需求端由町控負(fù)荷實(shí) 現(xiàn)。穩(wěn)定的發(fā)電容量能可靠地滿(mǎn)

51、足峰值負(fù)荷，采取需求側(cè) 措施也可降低峰值負(fù)荷；此需求的四分之一（在德國(guó)約為 1525吉瓦）幾乎僅發(fā)生在一年的若干小時(shí)里（200）“能源轉(zhuǎn)樂(lè)世界”的一個(gè)新特征尼，大雖可控資源毎年牧 在若干小時(shí)內(nèi)使用或用作儲(chǔ)備資源.如圖表7所示，預(yù)計(jì)到2020 年.徳國(guó)將需要約20吉瓦可控容雖，梵中大部分從來(lái)不會(huì)用到或 每年只在若卡小時(shí)內(nèi)使用.圖表展示了VDE （德國(guó)電器工程師券 會(huì)）在2020年町再生能源占比達(dá)40%基礎(chǔ)匕做出的計(jì)算°在橫軸上，負(fù)荷區(qū)間單位為吉瓦，連續(xù)的滂藍(lán)（2010）和 紫色（2020）線(xiàn)條表示德國(guó)在相應(yīng)年份需發(fā)電廠提供容磧的小時(shí) 數(shù)。根據(jù)這些計(jì)算，每年使用65-85吉瓦負(fù)荷區(qū)間的小

52、時(shí)數(shù)不超過(guò) 100。這20吉瓦的范附占約為80占瓦的容雖總盂求的四分 許多苴他研究也得出了類(lèi)似的結(jié)論并認(rèn)為，根據(jù)基本假設(shè)，將需 要1427吉瓦燃?xì)鉁u輪或其他辦法提供可控資源，H毎年需要使幣 這些資源的時(shí)段只有若十小時(shí)兒在80吉瓦的尾大負(fù)荷時(shí)段（例如在11月的一個(gè)周四1900）.沒(méi)有 陽(yáng)光.且風(fēng)力較小，風(fēng)力只發(fā)電厶言瓦如此時(shí)風(fēng)能發(fā)電為0,則必須保留足夠的可控資源為應(yīng)忖這一狀況一毎年僅發(fā)生若干小時(shí)一將專(zhuān)門(mén)保留總體可控 容呈中約四分之一圖示基于Agora影源轉(zhuǎn)型（2012"參見(jiàn)Cons«t»o/r2b (2010a),第 78 頁(yè) f( IWES (2010).第 94

53、 頁(yè);TAB (2012). S103； ECF (2010)，附錄第 16 員.13Agora Energ.ewende I關(guān)于億國(guó)能溫轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解滿(mǎn)足最大峰值員商對(duì)可控容量的需求7G3示3RBVDE (2012a)燃?xì)鉁u輪機(jī)可以以很低的成木（3500-7000萬(wàn)歐元/年/古瓦） 滿(mǎn)足這一需求，可控負(fù)荷或退役發(fā)電廠可能以更低的成本滿(mǎn)足不需要通過(guò)昂貴、“常規(guī)”的發(fā)電廠來(lái)滿(mǎn)足高負(fù)荷與風(fēng)能 和太陽(yáng)能光伏最小發(fā)電就同時(shí)出現(xiàn)時(shí)的峰值負(fù)荷.相反.使用 成本節(jié)約型的開(kāi)路（開(kāi)式）循壞燃?xì)廨啓C(jī)（OCGT）來(lái)滿(mǎn)足需求圧 可能的。OCGT從很多年前就被用以峰值時(shí)段發(fā)電，能夠在10分 鐘內(nèi)達(dá)到全容呈狀態(tài)。III

54、 POCGT效率相對(duì)較低一一效率系數(shù) 約為30%,低于聯(lián)介循環(huán)燃?xì)鉁u輪機(jī)（CCGT）的60%, II燃料 成本較高.因此不太適合連續(xù)發(fā)電.但在嶄新的能源轉(zhuǎn)世世界 里，OCGT作為毎年僅在若卡小時(shí)內(nèi)滿(mǎn)足峰值負(fù)荷的一個(gè)辦法， 則代表了一個(gè)高成本效益的選擇。其預(yù)測(cè)成本為3500-7000萬(wàn)歐 元/年/吉瓦。52只要可靠性水平相當(dāng).其他選擇基本上也能承擔(dān)這一功能。 在供應(yīng)側(cè)，這樣的選擇包拈使用更老舊、退役的發(fā)電廠或發(fā)電機(jī) 組以及通常用以緊急發(fā)電的小熨柴油和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)。苴他國(guó)家的 經(jīng)驗(yàn)表明，需求側(cè)可起到的作用也很巨大口成木低廉一一例如， 通過(guò)工業(yè)中的可控負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn).美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)證明這種町控容磧已 帔證明是

55、成本效益非常高的辦法（參見(jiàn)見(jiàn)解10）。在全歐洲開(kāi)展介作降低成木，可簡(jiǎn)化蜂值負(fù)荷時(shí)段對(duì)供應(yīng)的 保障通過(guò)與梵他歐洲國(guó)家共同集中錚理可控容彊，崢值負(fù)荷時(shí)段 的供應(yīng)保障成木可進(jìn)一步降低.一方而，必須由風(fēng)能或太陽(yáng)能次 外的能源去平衡的若十國(guó)家的峰值負(fù)荷綜合起來(lái)會(huì)小于單個(gè)國(guó)家 峰值負(fù)倚的總和.閔為各國(guó)峰值絕不會(huì)出現(xiàn)在完全相同的時(shí)間， 并國(guó)的負(fù)荷曲線(xiàn)存在巨大墊異，波動(dòng)生產(chǎn)也不會(huì)同時(shí)降至最低. 此外，相鄰國(guó)家可聯(lián)介使用任何時(shí)段成本效益最高的選擇，無(wú)論 足可挖負(fù)荷、退役發(fā)電廠或新的OCGT.這樣一來(lái)，所有參與國(guó) 家都可降低成本。TAB (2012),第 10*55： 環(huán)財(cái)(2012b),第 21 頁(yè).15Ago

56、ra Energiewende I關(guān)于徳國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)脛2020年徳匡）熱克和電能占總婪源消耗比堇8一相較于電能，熱能更易于存儲(chǔ)與電能不同的是熱能更易于存儲(chǔ)。通過(guò)位于城市集中供暖 系統(tǒng)或分布式供熱網(wǎng)絡(luò)中的私人住宅隔熱水箱，叮輕易存儲(chǔ)家庭 用熱能（熱水和曖氣）像這樣的熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)能以非常低的成 木持續(xù)供熱若干小時(shí)或若干天.梵中的能源損耗也遠(yuǎn)低于電能存 儲(chǔ).與儲(chǔ)熱柑似，還可以商用制冷等相對(duì)較低的成木和損耗方式 來(lái)短期儲(chǔ)存冷卻能.一大部分熱能需求是在風(fēng)力最強(qiáng)的冬季德國(guó)大部分熱能需求增長(zhǎng)出現(xiàn)在10月到次年4月。這些月份也 是風(fēng)力和風(fēng)能最強(qiáng)的時(shí)候（參見(jiàn)圖表9）o這是很有利的關(guān)聯(lián)性, 因?yàn)榇藭r(shí)的風(fēng)力發(fā)電可能足歐洲北部地區(qū)成本最低的電力