德国加速退煤弃核,如何应对“最坏的情况”?
来源:能源杂志
时间:2021-06-25
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根据德国煤炭淘汰方案,2038年前将关闭所有的燃煤电厂。德国能源智库Agora Energiewende认为,这一时间表将提前到来,德国或许将在2030年前淘汰燃煤电厂。由于碳中和时间表的提前,德国政府不得不加快煤炭和核电淘汰的速度。预计到2022年底,德国将关闭其最后的810万千瓦核电。到2023年,约有640万千瓦煤电产能将被关闭。2020年,可再生能源发电在德国电力消费中的份额达到51%,超过传统能源。到2030年,这一数字将会达到65%。

为了推进能源转型,德国联邦政府不得不为持续增长的电价和供应缺口买单。对此,德国联邦审计局发出警告,称如果这种情况维持下去,德国将陷入困境,包括面临成本失控和电力短缺的威胁。联邦审计局对能源经济部的监测和对未来供应安全的预测表示不满意。审计人员指出,政府逐步淘汰煤炭和核能,同时加强氢能生产的计划对“未来的供应安全有重大影响”。他们认为,目前缓解电网瓶颈的措施不够,并没有考虑到"最坏的情况",也没有说明可能的解决方案。

缺电的风险?

德国联邦审计局批评联邦能源经济部未能控制住能源转型的成本,且存在管理失当的行为。其实,德国的能源政策早在三年前就已经面临类似的指控。但在这次联邦审计局发布的特殊报告中,除了原有对能源转型成本控制的分析之外,还加入了对德国电力供应的安全性分析。调查结果令人震惊。研究显示,联邦政府完全低估了供应安全领域“新出现的、实实在在的危险”。用审计局的话来说,能源转型的管控“存在疏漏”。

随着未来几年煤电厂不断关停,高峰时段的电价将更加昂贵,并且冬季期间的电力平衡可能会变得紧张。能源转型计划的实现,令德国的供应状况和市场平衡将变得非常具有挑战性。

在未来几年中,德国将逐步淘汰核电,硬煤和褐煤的产能将大幅缩减。这种容量减少将导致在风能输出较低的情况下,也就是在所谓的“Dunkelflaute”情况下从邻国不断增加进口。

随着核电和煤电的退出,德国不得不更多依赖电力进口。这一趋势已经开始显现,2020年德国进口的电力明显多于过去几年。根据德国能源监管机构联邦电网局发布的报告,2020年,可再生能源电力在德国电力总量中的占比提升了3.2个百分点,达到49.3%。2020年,德国电力出口总量比2019年下降了11.6%,至52.5TWH;同时,德国进口电力总量从2019年的24.2TWH猛增至33.6TWH,涨幅达38.8%。其中,从法国进口的核电增长尤为明显。

但是,德国的天然气发电厂经营一直存在问题。现有的天然气发电站长期闲置,比如位于Irsching的燃气电厂,它曾被誉为世界上最现代化和最高效的电厂之一,但在2017年之前就几乎处于停工状态。当欧洲排放交易系统(EUETS)下的碳价以、电力批发价格在2020年开始上涨后,像Irsching燃气电厂才开始重新使用并且盈利。对于投资者来说,在德国投资燃气电厂极其慎重。

解决之道

在过去20年中,德国的电价上涨了一倍以上,目前平均每度电的成本为32.10欧分。多种税费约占德国电力价格的三分之二,例如EEG征费和网络费,成为欧洲电价最高的国家。

像德国这样的大型工业化社会,如何实现由间歇性可再生能源供电的电力系统安全、平稳地运行呢?德国大部分绿色能源来自多风的北方,西方和南方的工业中心是耗能中心,这在很大程度上取决于该国输电电网的输电能力。行业内普遍对贯穿南北的输电线信心十足,但2021年4月底,最新的电力网络发展计划(NEP)根据不同的能源供需情况概述了未来对输电线路的需求,其中有五条关键的直流输电线路的完成日期,都比原计划晚两年。

更多专家认为,德国沉闷和黑暗的日子可能相当普遍,但在整个欧洲可能性却很小。欧洲电网的整合进程在加快,这也使德国能够从天气不同的其他国家(例如希腊、西班牙)进口太阳能和风能。德国也将很快与水电丰富的斯堪的那维亚直接相连。

此外,在德国及其他地区,存储技术的研究如火如荼。公用事业公司和新开办企业的大量技术人员、工程师和其他专家,目前正在寻找储存多余可再生能源以备后用的方法。汽车制造商和公用事业公司之间的各种合作也将电动汽车电池作为大规模储能设备,可以用于平衡电网。在未来的能源系统中,小型存储技术的分散系统(例如家用电池的形式)也可能发挥重要作用。特斯拉(Tesla),戴姆勒(Daimler)和索内(Sonnen)等公司生产的电池,在屋顶装有光伏系统的家庭中已经越来越普遍。

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