文 | 本刊記者 范珊珊

高電價(jià)和不穩(wěn)定已經(jīng)成為德國(guó)電力系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)問題。但除了寄希望于未來的儲(chǔ)能和氫能，當(dāng)下的德國(guó)也沒有更好的解決方案。

上個(gè)月，德國(guó)聯(lián)邦政府通過《氣候保護(hù)法》做出必要修改的決議，對(duì)溫室氣體排放提出更為嚴(yán)苛的目標(biāo)。新法案規(guī)定，德國(guó)將2045年實(shí)現(xiàn)碳中和，比原計(jì)劃提前5年。

根據(jù)德國(guó)煤炭淘汰方案，2038年前將關(guān)閉所有的燃煤電廠。德國(guó)能源智庫(kù)Agora Energiewende認(rèn)為，這一時(shí)間表將提前到來，德國(guó)或許將在2030年前淘汰燃煤電廠。由于碳中和時(shí)間表的提前，德國(guó)政府不得不加快煤炭和核電淘汰的速度。預(yù)計(jì)到 2022 年底，德國(guó)將關(guān)閉其最后的810萬千瓦核電。 到2023年，約有640萬千瓦煤電產(chǎn)能將被關(guān)閉。2020年，可再生能源發(fā)電在德國(guó)電力消費(fèi)中的份額達(dá)到51%，超過傳統(tǒng)能源。到2030 年，這一數(shù)字將會(huì)達(dá)到 65%。

隨著煤電、核電的退出提速，人們也開始對(duì)未來的電力供應(yīng)表示擔(dān)憂：隨著可再生能源裝機(jī)比例的不斷提高，德國(guó)電力供應(yīng)是否能夠保障？已經(jīng)位居高位的德國(guó)電價(jià)是否還會(huì)進(jìn)一步上漲？

為了推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，德國(guó)聯(lián)邦政府不得不為持續(xù)增長(zhǎng)的電價(jià)和供應(yīng)缺口買單。對(duì)此，德國(guó)聯(lián)邦審計(jì)局發(fā)出警告，稱如果這種情況維持下去，德國(guó)將陷入困境，包括面臨成本失控和電力短缺的威脅。聯(lián)邦審計(jì)局對(duì)能源經(jīng)濟(jì)部的監(jiān)測(cè)和對(duì)未來供應(yīng)安全的預(yù)測(cè)表示不滿意。審計(jì)人員指出， 政府逐步淘汰煤炭和核能，同時(shí)加強(qiáng)氫能生產(chǎn)的計(jì)劃對(duì) “未來的供應(yīng)安全有重大影響”。他們認(rèn)為，目前緩解電網(wǎng)瓶頸的措施不夠，并沒有考慮到 "最壞的情況"，也沒有說明可能的解決方案。

缺電的風(fēng)險(xiǎn)？

德國(guó)一直以來都被視為能源轉(zhuǎn)型的典范而隨著可再生能源裝機(jī)比例不斷提高，人們對(duì)供電安全的擔(dān)憂也與日俱增。受到資源的限制，且缺乏可用的抽水蓄能電站作為調(diào)峰電源，德國(guó)可能需要從國(guó)外進(jìn)口更多的電力。

德國(guó)聯(lián)邦審計(jì)局批評(píng)聯(lián)邦能源經(jīng)濟(jì)部未能控制住能源轉(zhuǎn)型的成本，且存在管理失當(dāng)?shù)男袨?。其?shí)，德國(guó)的能源政策早在三年前就已經(jīng)面臨類似的指控。但在這次聯(lián)邦審計(jì)局發(fā)布的特殊報(bào)告中，除了原有對(duì)能源轉(zhuǎn)型成本控制的分析之外，還加入了對(duì)德國(guó)電力供應(yīng)的安全性分析。調(diào)查結(jié)果令人震驚。研究顯示，聯(lián)邦政府完全低估了供應(yīng)安全領(lǐng)域“新出現(xiàn)的、實(shí)實(shí)在在的危險(xiǎn)”。用審計(jì)局的話來說，能源轉(zhuǎn)型的管控“存在疏漏”。

聯(lián)邦審計(jì)局認(rèn)為，造成上述結(jié)果的原因歸根結(jié)底在于政府沒有妥善考慮放棄煤炭的后果。今年年初，德國(guó)關(guān)閉了11家硬煤電廠。由于該國(guó)淘汰燃煤的速度高于預(yù)期，造成了4.5GW的供應(yīng)缺口——相當(dāng)于四個(gè)大型常規(guī)發(fā)電廠的容量。審計(jì)局對(duì)此表示擔(dān)憂，稱在當(dāng)前接受度還不是太高的情況下，想要通過擴(kuò)建可再生能源、尤其是風(fēng)能項(xiàng)目來補(bǔ)足缺口、進(jìn)而達(dá)到電力平衡是不現(xiàn)實(shí)的。

隨著未來幾年煤電廠不斷關(guān)停，高峰時(shí)段的電價(jià)將更加昂貴，并且冬季期間的電力平衡可能會(huì)變得緊張。能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)，令德國(guó)的供應(yīng)狀況和市場(chǎng)平衡將變得非常具有挑戰(zhàn)性。

德語(yǔ)中甚至為此引入了一個(gè)新詞Dunkelflaute——黑暗而死氣沉沉的平靜。用這個(gè)詞來形容德國(guó)的冬天再合適不過。在漫長(zhǎng)多雨的冬季，風(fēng)電和光伏的出力將會(huì)大大降低；當(dāng)前電力系統(tǒng)調(diào)峰主要依靠煤電，在煤電逐漸淘汰后，這部分缺失的負(fù)荷從何而來值得關(guān)注。

在未來幾年中，德國(guó)將逐步淘汰核電，硬煤和褐煤的產(chǎn)能將大幅縮減。 這種容量減少將導(dǎo)致在風(fēng)能輸出較低的情況下，也就是在所謂的“ Dunkelflaute”情況下從鄰國(guó)不斷增加進(jìn)口。

德國(guó)能源和水經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)（BDEW）曾在2018年表示，德國(guó)“最遲將在2023年之前出現(xiàn)安全容量不足的情況”。到2023年1月1日，德國(guó)凈發(fā)電量減少約11GW。但是,德國(guó)是否有能力獲得所需的電力進(jìn)口仍具有不確定性。到2023年，德國(guó)可能需要12-17GW的電力進(jìn)口。

隨著核電和煤電的退出，德國(guó)不得不更多依賴電力進(jìn)口。這一趨勢(shì)已經(jīng)開始顯現(xiàn)，2020年德國(guó)進(jìn)口的電力明顯多于過去幾年。根據(jù)德國(guó)能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)聯(lián)邦電網(wǎng)局發(fā)布的報(bào)告，2020年，可再生能源電力在德國(guó)電力總量中的占比提升了3.2個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到49.3%。2020年，德國(guó)電力出口總量比2019年下降了11.6%，至52.5 TWH；同時(shí)，德國(guó)進(jìn)口電力總量從2019年的24.2 TWH猛增至33.6TWH，漲幅達(dá)38.8%。其中，從法國(guó)進(jìn)口的核電增長(zhǎng)尤為明顯。

因而，如何與周邊國(guó)家（法國(guó)、奧地利、波蘭等）合作彌補(bǔ)電力缺口，是當(dāng)下德國(guó)退煤棄核背景下急需解決的一個(gè)問題。一些專家指出，德國(guó)需要建設(shè)更多的天然氣發(fā)電設(shè)備。據(jù)預(yù)測(cè)， 在中長(zhǎng)期內(nèi)，德國(guó)將需要大約4000萬千瓦的天然氣裝機(jī)(目前德國(guó)的最大高峰負(fù)荷為 8200萬千瓦，天然氣裝機(jī)為 3000萬千瓦)。 德國(guó)聯(lián)邦電網(wǎng)管理局規(guī)劃 2021年至 2023年期間將并網(wǎng)共計(jì) 250 萬千瓦的蓄電池、抽水儲(chǔ)能和天然氣發(fā)電產(chǎn)能。

但是，德國(guó)的天然氣發(fā)電廠經(jīng)營(yíng)一直存在問題?，F(xiàn)有的天然氣發(fā)電站長(zhǎng)期閑置，比如位于 Irsching 的燃?xì)怆姀S，它曾被譽(yù)為世界上最現(xiàn)代化和最高效的電廠之一，但在2017 年之前就幾乎處于停工狀態(tài)。當(dāng)歐洲排放交易系統(tǒng)(EU ETS)下的碳價(jià)以、電力批發(fā)價(jià)格在 2020 年開始上漲 后，像Irsching燃?xì)怆姀S才開始重新使用并且盈利。 對(duì)于投資者來說，在德國(guó)投資燃?xì)怆姀S極其慎重。

那么，對(duì)德國(guó)來說，需要怎么做才能避免缺電的風(fēng)險(xiǎn)。

解決之道

聯(lián)邦審計(jì)局在報(bào)告中指出，未來電價(jià)極有可能將繼續(xù)上漲。從2020年到2025年，包括電網(wǎng)擴(kuò)建在內(nèi)的電力供應(yīng)額外還需要5250億歐元的投入。而眼下，德國(guó)的家庭用電價(jià)格已經(jīng)比歐洲平均水平要高出43%。報(bào)告稱，長(zhǎng)此以往，不僅德國(guó)的營(yíng)商環(huán)境將遭受負(fù)面影響，家庭和企業(yè)的財(cái)政負(fù)擔(dān)也會(huì)過重。

在過去20年中，德國(guó)的電價(jià)上漲了一倍以上，目前平均每度電的成本為32.10歐分。多種稅費(fèi)約占德國(guó)電力價(jià)格的三分之二，例如EEG征費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)，成為歐洲電價(jià)最高的國(guó)家。

北歐電力分析機(jī)構(gòu)EnergyQuantified做了一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，由于年初關(guān)停4.8GW煤電，使得德國(guó)日前電價(jià)峰值上漲約10歐元/MWh。在風(fēng)力發(fā)電量非常低的時(shí)段，每小時(shí)現(xiàn)貨價(jià)格接近100歐元/ MWh。

像德國(guó)這樣的大型工業(yè)化社會(huì)，如何實(shí)現(xiàn)由間歇性可再生能源供電的電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)地運(yùn)行呢？德國(guó)大部分綠色能源來自多風(fēng)的北方，西方和南方的工業(yè)中心是耗能中心，這在很大程度上取決于該國(guó)輸電電網(wǎng)的輸電能力。行業(yè)內(nèi)普遍對(duì)貫穿南北的輸電線信心十足，但2021 年 4 月底，最新的電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計(jì)劃(NEP)根據(jù)不同的能源供需情況概述了未來對(duì)輸電線路的需求，其中有五條關(guān)鍵的直流輸電線路的完成日期，都比原計(jì)劃晚兩年。

盡管德國(guó)能源經(jīng)濟(jì)部和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為，德國(guó)不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能不足的風(fēng)險(xiǎn)，但他們都強(qiáng)調(diào)要保持這種狀態(tài)，必須進(jìn)行一項(xiàng)重要的變革——?dú)W洲電網(wǎng)一體化。德國(guó)仍然是電力凈出口國(guó)，未來將不得不更頻繁地進(jìn)出口電力。由于其歐洲鄰國(guó)也在向更多基于可再生能源的電力系統(tǒng)過渡，這些國(guó)家將不得不合作，以支持彼此的供應(yīng)安全。

更多專家認(rèn)為，德國(guó)沉悶和黑暗的日子可能相當(dāng)普遍，但在整個(gè)歐洲可能性卻很小。歐洲電網(wǎng)的整合進(jìn)程在加快，這也使德國(guó)能夠從天氣不同的其他國(guó)家（例如希臘、西班牙）進(jìn)口太陽(yáng)能和風(fēng)能。德國(guó)也將很快與水電豐富的斯堪的那維亞直接相連。

2017年初，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商50Hertz宣布了建設(shè)一條將與瑞典連接起來的輸電線路計(jì)劃。德國(guó)和挪威之間建設(shè)第一條輸電線路NordLink以及連接比利時(shí)的 Alegro輸電線路，德國(guó)目標(biāo)是 2030年能夠?qū)⑵?5% 的電力生產(chǎn)能力跨越國(guó)界。

此外，在德國(guó)及其他地區(qū)，存儲(chǔ)技術(shù)的研究如火如荼。公用事業(yè)公司和新開辦企業(yè)的大量技術(shù)人員、工程師和其他專家，目前正在尋找儲(chǔ)存多余可再生能源以備后用的方法。汽車制造商和公用事業(yè)公司之間的各種合作也將電動(dòng)汽車電池作為大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備，可以用于平衡電網(wǎng)。在未來的能源系統(tǒng)中，小型存儲(chǔ)技術(shù)的分散系統(tǒng)（例如家用電池的形式）也可能發(fā)揮重要作用。特斯拉（Tesla），戴姆勒（Daimler）和索內(nèi)（Sonnen）等公司生產(chǎn)的電池，在屋頂裝有光伏系統(tǒng)的家庭中已經(jīng)越來越普遍。

也就是說，儲(chǔ)能技術(shù)以及歐洲電網(wǎng)一體化才是保障德國(guó)未來電力系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。