國網(wǎng)能源研究院日前發(fā)布的一份報告顯示，隨著(zhù)可再生能源的迅速發(fā)展，德國也開(kāi)始面臨可再生能源棄電問(wèn)題。德國的棄電程度如何，又是怎樣解決問(wèn)題的呢？

可再生能源棄電問(wèn)題加劇

一些地區棄風(fēng)率達8%

德國是全球范圍內可再生能源開(kāi)發(fā)和并網(wǎng)運行的典范。從2000年開(kāi)始，德國可再生能源在電源結構中的占比逐步提高，給德國電網(wǎng)安全運行、電力市場(chǎng)運營(yíng)帶來(lái)了一系列技術(shù)和經(jīng)濟挑戰。

根據歐盟法律，在保障電網(wǎng)安全前提下，德國可再生能源享有優(yōu)先上網(wǎng)的權利。但是，有些時(shí)段為保障電網(wǎng)安全運行，并不是所有包括風(fēng)電、光伏發(fā)電等具有優(yōu)先上網(wǎng)等級的電源都能夠全額接納。因而當電網(wǎng)安全面臨威脅時(shí)，可再生能源棄電是不可避免的。

可再生能源棄電受德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò )局監管。德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò )局公布的2015年電網(wǎng)監管報告顯示，2014年德國可再生能源棄電率達到1.16%，創(chuàng )歷史最高紀錄，這一數值雖然仍處于低水平，但比2013年的0.44%已提高3倍，而2009年的數值僅為0.1%。與其他國家一致，德國的棄電主要是風(fēng)電，其次是光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等。

德國可再生能源棄電產(chǎn)生的主要原因是電源和負荷分布的不一致性。在德國，風(fēng)電主要分布在人煙相對稀少的北部和東部地區，而德國電力負荷中心分布在人口較稠密的南部地區。據德國弗勞恩霍夫研究院披露，在德國北部地區，棄風(fēng)問(wèn)題愈演愈烈，一些地區的棄風(fēng)率已高達8%。德國可再生能源棄電主要發(fā)生在配電網(wǎng)。2012年，德國可再生能源棄電98%發(fā)生在配電網(wǎng)，僅2%發(fā)生在輸電網(wǎng)。各地棄電的程度有所差異，有可能被限制為所能夠發(fā)電量的60%和30%，甚至100%完全棄電。

德國可再生能源法規定，可再生能源棄電將由配電網(wǎng)運營(yíng)商和輸電網(wǎng)運營(yíng)商進(jìn)行賠償。2014年，德國可再生能源棄電所造成的損失達到了8270萬(wàn)歐元。對于可再生能源棄電的補償，德國要求至少補償棄電量的95%。

電網(wǎng)側重點(diǎn)發(fā)力做好三方面工作

為應對可再生能源棄電問(wèn)題，德國進(jìn)行了多方面探索。其中，在電網(wǎng)側，德國做了大量工作。

第一，優(yōu)化電網(wǎng)規劃、運行和建設，積極發(fā)揮電網(wǎng)消納作用。在解決可再生能源發(fā)電與電力負荷分布不一致問(wèn)題上，德國規定4家輸電網(wǎng)運營(yíng)商應當共同協(xié)商并承擔德國電網(wǎng)未來(lái)10~20年的優(yōu)化運行和網(wǎng)絡(luò )擴建工作；電源和負荷分布差異較大，并且就地消納較難的地區，需要擴建長(cháng)距離輸電線(xiàn)路；推動(dòng)配電網(wǎng)的智能優(yōu)化升級改造，以促進(jìn)可再生能源就地消納；推廣應用最先進(jìn)技術(shù)，保障可再生能源大規模接入時(shí)，不大幅增加電網(wǎng)投資。

第二，在規劃中考慮了額外的棄電裕度，極大地降低了電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電的成本。德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和能源部發(fā)布的《適應德國能源轉型的電力市場(chǎng)》白皮書(shū)和德國相關(guān)法律，規定可以在電力系統規劃設計中留取3%的棄電量，即考慮可再生能源能夠棄電3%，因為要求電網(wǎng)消納“最后1千瓦時(shí)的電量”并不具有最好的經(jīng)濟性。在實(shí)施過(guò)程中，3%棄電比例，極大降低了電網(wǎng)消納可再生能源的成本，使得電網(wǎng)能夠在降低運行擴建成本與促進(jìn)可再生能源消納之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。相關(guān)研究報告指出，3%棄電比例將降低配電網(wǎng)40%的擴展投資，未來(lái)能降低配電網(wǎng)運營(yíng)相關(guān)成本15%左右。

第三，減少電網(wǎng)運行的備用容量需求，挖掘和發(fā)揮系統的靈活調節潛力。降低保證系統穩定運行所需的傳統機組備用容量，尋找其他靈活性資源來(lái)源，發(fā)揮可再生能源和儲能提供輔助服務(wù)的能力，已經(jīng)成為德國能源電力行業(yè)人士討論的重要議題。

德國電網(wǎng)監控和調度技術(shù)的進(jìn)步，使得電網(wǎng)調度運行人員能夠在更精細的時(shí)間尺度下安排發(fā)電計劃，計算和配置系統備用，降低了電網(wǎng)運行的備用容量需求。同時(shí)，德國目前帶基荷運行的常規電源比例還比較高，正考慮逐步退出核電機組。

根據德國能源研究機構Agora Energiewende的一份研究表明，棄電不僅是可再生能源出力超過(guò)需求造成的，系統靈活性資源缺失也已經(jīng)成為阻礙德國可再生能源消納的一個(gè)重要因素。這些靈活性資源包括儲能和需求側管理。德國政府公布的一項研究結果表明：加強工業(yè)、零售、商業(yè)和民用電的需求側管理，充分利用電動(dòng)汽車(chē)、熱泵、電鍋爐和氫能，將是德國電網(wǎng)靈活性資源的主要來(lái)源。

科學(xué)設計電力市場(chǎng)對可再生能源消納意義重大

德國電力市場(chǎng)的成功表明，建立在德國以及全歐洲的靈活電力批發(fā)市場(chǎng)、零售市場(chǎng)，對于提升系統運行效率和可再生能源消納非常重要。特別是，短期市場(chǎng)對于優(yōu)化調整電源發(fā)電計劃至關(guān)重要。德國的相關(guān)經(jīng)驗主要有：

確保電力市場(chǎng)自由的定價(jià)機制。電力市場(chǎng)中，電價(jià)在反映供電成本和實(shí)現資源配置方面起著(zhù)決定性作用。在德國電力市場(chǎng)2.0中，繼續保持自由定價(jià)機制，以加強價(jià)格信號對于市場(chǎng)主體的激勵作用。

在歐洲統一電力市場(chǎng)的環(huán)境下發(fā)展電力市場(chǎng)。德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和能源部發(fā)布的《適應德國能源轉型的電力市場(chǎng)》白皮書(shū)中提到，德國將會(huì )繼續在歐洲統一電力市場(chǎng)的環(huán)境下發(fā)展電力市場(chǎng)。歐洲互聯(lián)電力市場(chǎng)在一定程度上能夠抵消可再生能源電力供應的波動(dòng)性，從而削減系統總費用，提高運行效率。電力市場(chǎng)互聯(lián)環(huán)境下所產(chǎn)生的跨國電力交易也提高了供電的靈活性。

允許更多電力供應商進(jìn)入平衡市場(chǎng)。德國允許并鼓勵更多的電力供應商進(jìn)入平衡市場(chǎng)并參與競爭，從而確保德國電能供應的可靠性和質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò )局還計劃啟動(dòng)程序來(lái)規定拍賣(mài)規則，從而確保任何新的、靈活可靠的供應商都能夠參與平衡市場(chǎng)的競爭。

明確聚集靈活電力用戶(hù)的規則。德國計劃修訂電網(wǎng)接入條例的相關(guān)規則，以確保中小型靈活電力用戶(hù)可以參與二次調頻。

評估最小發(fā)電量。德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò )局還將定期對熱電站最小技術(shù)出力進(jìn)行評估，最大限度地減小火電機組最小技術(shù)出力，以增加火電機組的調峰能力，并每?jì)赡臧l(fā)布評估報告。第一份評估報告預計將會(huì )在今年3月31日發(fā)布。