大力發(fā)展風電、光伏等新能源,加快清潔能源替代化石能源,是世界各國應對氣候變化挑戰(zhàn)的重要舉措。德國的能源轉型長期處于國際領先地位,是新能源滲透率最高、分布式能源使用最廣泛的國家之一,其分布式能源的發(fā)展經(jīng)驗值得我國學習借鑒。
01.發(fā)展分布式能源是德國推動能源轉型的重要抓手
德國是歐洲乃至全球倡導能源轉型最積極的國家。近年來,在氣候變化、能源安全和反核運動的綜合推動下,德國能源綠色低碳轉型進程進一步加速。2020年,德國可再生能源發(fā)電量占比達到49.3%,大幅超出原定的“可再生能源占比達35%”的目標。2022年12月,歐盟委員會批準了德國政府對《可再生能源法》的修訂,以及總預算約為280億歐元的支持計劃,旨在實現(xiàn)德國2030年可再生能源發(fā)電占比達到80%、2045年實現(xiàn)碳中和的發(fā)展目標。
德國將發(fā)展分布式能源作為促進能源轉型的重點布局方向,其中,開發(fā)利用分布式光伏是發(fā)展分布式能源的主要方式。德國政府自2009年起鼓勵用戶安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)自發(fā)自用,到2017年,德國已有1/3的家庭在房頂上安裝太陽能電池板。近年來,受俄烏沖突等地緣政治因素影響,全球能源市場價格波動加劇,歐洲國家電價大幅上漲,終端用戶對保持用電成本長期穩(wěn)定、實現(xiàn)用能自給自足等提出更高訴求,驅動分布式光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。相關數(shù)據(jù)顯示,過去四年,德國戶用光伏儲能系統(tǒng)安裝量增長了5倍,獨立戶用光伏系統(tǒng)安裝量增長了4倍;截至2023年5月,德國已安裝超過300萬套光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏總裝機容量超過70GW,光伏發(fā)電可以滿足超過10%的電力需求。
02.德國支持分布式能源發(fā)展的主要做法
德國在發(fā)展新能源方面處于歐洲領先地位,是全球推廣分布式光伏發(fā)電最成功的國家之一。為支持分布式光伏發(fā)展,德國在價格補貼、市場機制、商業(yè)模式、土地利用等方面提供了諸多有益經(jīng)驗,具有很強的借鑒意義。
(一)價格支持政策
德國政府為分布式能源發(fā)展提供長期、穩(wěn)定的價格支持,先后實施固定上網(wǎng)電價補貼(FIT)、溢價補貼(FIP)、可再生能源發(fā)電招投標機制等激勵政策,有效促進了分布式能源快速發(fā)展。自1990年起,德國政府長期為戶用光伏提供穩(wěn)定的資金補貼支持;2000年,形成了以固定上網(wǎng)電價為主的可再生能源激勵機制,以長周期(最長20年)補貼機制推動德國光伏產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展;2009年起,德國政府鼓勵用戶發(fā)電自用,對自用電量進行補貼;2013年,為支持光伏儲能項目建設,德國政府出臺了光伏儲能補貼政策,為儲能設備提供投資額30%的補貼。此外,德國允許通過低息貸款、現(xiàn)金補助等方式支持戶用光伏配儲,為分布式光伏電站提供更多融資渠道。
(二)市場支持政策
德國形成了以平衡結算單元(又稱“平衡基團”)為核心的電力電量平衡機制和調(diào)度交易模式,一個平衡結算單元可以包括發(fā)電企業(yè)、售電公司、電力用戶等,市場成員優(yōu)先與平衡結算單元內(nèi)的其他主體進行交易。一個平衡結算單元內(nèi),由平衡責任主體(BRP)負責確保每15分鐘內(nèi)電力的供需平衡。當平衡結算單元內(nèi)部無法平衡時,可以和其他平衡結算單元進行電力交易,否則就要接受對導致電網(wǎng)供需不平衡的罰款。目前德國共有1.1萬個平衡結算單元,平衡責任主體通常由售電公司、發(fā)電企業(yè)、負荷聚合商等擔任。輸電系統(tǒng)運營商(TSO)通過組織平衡市場、實施“再調(diào)度”等方式調(diào)節(jié)不平衡電量,以保證系統(tǒng)供需平衡和運行安全,充分促進分布式發(fā)電資源就近消納。
(三)商業(yè)模式創(chuàng)新支持政策
分布式能源單體容量小、數(shù)量多、布點分散,出力間歇性、波動性、隨機性顯著,雖具有靈活性潛力,但難以直接為系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)服務。為促進分布式能源高效消納,德國基于以平衡結算單元為核心的市場模式,充分發(fā)揮虛擬電廠的作用,為提升系統(tǒng)靈活性、優(yōu)化分布式能源發(fā)電管理提供解決方案。在德國,參與虛擬電廠的主體包括連接到配電網(wǎng)或終端用戶附近的中小型分布式能源,以分布式發(fā)電為主,也包括需求側資源、儲能等。虛擬電廠通過整合氣象預測數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)等,進行出力功率預測、負荷預測并開展智能決策,將獨立的分布式能源資源捆綁到發(fā)電資產(chǎn)組合中,通過中央信息技術系統(tǒng)實現(xiàn)對分布式能源的有效聚合和集中調(diào)控。當前,德國虛擬電廠的商業(yè)模式已經(jīng)較為成熟,以德國最大的虛擬電廠運營商——Next Kraftwerke為例,其盈利渠道包括向可再生能源發(fā)電企業(yè)提供出力監(jiān)測等服務、向電網(wǎng)側提供調(diào)峰或調(diào)頻服務、實施需求響應以獲取收益等。
(四)土地利用支持政策
德國致力于為分布式光伏項目建設爭取足夠的土地資源。2022年,德國聯(lián)邦經(jīng)濟和氣候保護部(BMWK)公布專項支持計劃以推動可再生能源發(fā)展,提出利用農(nóng)用土地和農(nóng)用沼澤地發(fā)展光伏發(fā)電。比如,優(yōu)先考慮利用封閉或被污染的空地(如某些工業(yè)和軍事用地以及高速公路和軌道路基兩側的小塊閑置土地)來安裝光伏發(fā)電設施;鼓勵在農(nóng)用土地上安裝農(nóng)地光伏設備,在確保生態(tài)環(huán)境不受損害的前提下,使農(nóng)業(yè)用地在發(fā)揮農(nóng)耕作用的同時也可以用來發(fā)電,實現(xiàn)“一地兩用”;將部分農(nóng)用沼澤地納入建設光伏發(fā)電的用地范疇等。
03.對我國分布式能源高質量發(fā)展的啟示
近年來,我國分布式能源發(fā)展迅速,分布式光伏已經(jīng)成為新能源增長的“主力軍”。作為應用場景最靈活、最豐富的新能源利用方式,分布式能源必將在我國碳達峰碳中和進程中扮演更加重要的角色。當前,分布式能源發(fā)展仍面臨可開發(fā)空間不足、并網(wǎng)接入消納困難、尚未形成成熟的市場機制和穩(wěn)定的盈利模式等難題,需要進一步完善相關政策,推動分布式能源高質量發(fā)展。
(一)發(fā)揮價格信號作用,推動屋頂光伏等分布式能源形成有序發(fā)展格局
綜合考慮工商業(yè)分布式光伏、戶用光伏、分散式風電等不同分布式能源所處的發(fā)展階段,差異化實施并動態(tài)調(diào)整補貼政策,探索通過競爭性拍賣等方式確定分布式能源補貼強度。建立健全分布式光伏、分散式風電等新能源上網(wǎng)電量市場化價格形成機制,初期推動以差價合約(CFD)方式參與市場,保證分布式能源獲得合理、可預期的投資收益。將分布式光伏、分散式風電納入綠電綠證市場,充分體現(xiàn)新能源的環(huán)境價值。
(二)加強平衡責任管理,強化局部電網(wǎng)投資,確保分布式新能源有效消納
完善分布式光伏、分散式風電等新能源參與市場的交易規(guī)則,妥善處理大規(guī)模分布式新能源接入后的就地就近平衡責任。對于分布式新能源產(chǎn)生的發(fā)用電偏差,以及由此帶來的電力平衡成本,由供應方或需求方根據(jù)市場價格進行責任補償。有序推進配電網(wǎng)改造升級,實施局部電網(wǎng)擴容改造,提升關鍵斷面送出能力,滿足分布式新能源的規(guī)?;尤牒透咝{。
(三)鼓勵商業(yè)模式創(chuàng)新,培育專業(yè)化的市場運營商以保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行
積極推動商業(yè)模式創(chuàng)新孵化,培育多元化的盈利模式和運營機制,推動以虛擬電廠、聚合商等方式整合分布式發(fā)電、儲能、可調(diào)節(jié)負荷等各類資源。聚合體內(nèi)部可結合資源特性、用戶需求等,個性化定制內(nèi)部交易品種,允許雙邊交易、摘掛牌等交易方式,對內(nèi)提供靈活多樣的供需資源匹配服務。同時,聚合體對外作為單一市場主體參與批發(fā)市場,包括參與現(xiàn)貨電能量交易、開展需求側響應、提供電力輔助服務等。
(四)創(chuàng)新土地利用機制,推動分布式能源開發(fā)建設土地集約化、高效化利用
統(tǒng)籌土地利用和新能源開發(fā),引導分布式能源開發(fā)建設因地制宜、因業(yè)制宜。有效利用建筑屋頂、院落空地、田間地頭、設施農(nóng)業(yè)用地、集體閑置土地等,挖掘更多可開發(fā)利用空間。積極推動分布式能源與農(nóng)業(yè)、漁業(yè)活動等有機結合,在顯著提高土地利用效率、保障生態(tài)環(huán)境不受影響的同時,為用戶提供相對穩(wěn)定的額外收入來源,推動構建分布式能源綜合利用新業(yè)態(tài),形成多元產(chǎn)業(yè)互補發(fā)展的良好格局。
原標題:德國發(fā)展分布式能源的經(jīng)驗和啟示