繼我們盤(pán)點(diǎn)中外電價(jià)政策系列（《中外電價(jià)政策有何不同？——英國(guó)篇》、《中外電價(jià)政策有何不同？——美國(guó)篇》）推出之后，有讀者朋友強(qiáng)烈建議我們談?wù)劦聡?guó)的電價(jià)政策，畢竟作為一個(gè)工業(yè)電力強(qiáng)國(guó)，德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)十分值得參考。今天，它來(lái)了。
#最激進(jìn)的新能源行動(dòng)派
據(jù)德新社報(bào)道，德國(guó)內(nèi)閣2022年4月6日通過(guò)了一攬子法案，計(jì)劃到2030年80%的電力由可再生能源提供，2035年?duì)幦?shí)現(xiàn)100%可再生能源供電。（此前，這一目標(biāo)被定為計(jì)劃到2030年65%的電力由可再生能源提供，2050年之前所有發(fā)電側(cè)和消費(fèi)側(cè)的電力實(shí)現(xiàn)溫室氣體中和。）
為什么德國(guó)要制定如此激進(jìn)的新能源目標(biāo)？客觀地說(shuō)，德國(guó)煤炭資源豐富,是世界上最大的褐煤生產(chǎn)國(guó)，而德國(guó)“低碳”的天然氣等能源高度依賴(lài)國(guó)外。近期的俄烏沖突極大地增加了德國(guó)民眾對(duì)能源安全的擔(dān)憂。此前，德國(guó)就因?yàn)榄h(huán)保和意識(shí)形態(tài)問(wèn)題，決定“退煤又棄核”，在這樣的背景下，陸地與海上風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能是德國(guó)本土發(fā)電站當(dāng)下為數(shù)不多的選擇。
根據(jù)德國(guó)電力市場(chǎng)信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)，2022年第一季度德國(guó)可再生能源發(fā)電比例已經(jīng)高達(dá)47.9%。
信息來(lái)源：德國(guó)電力市場(chǎng)信息平臺(tái)www.smard.de
在2022年2月20日當(dāng)天,德國(guó)可再生能源發(fā)電比例達(dá)到當(dāng)季峰值,可覆蓋當(dāng)日德國(guó)全境白天96%的電力消費(fèi),由于當(dāng)日天氣處于暴風(fēng)雨低點(diǎn)期,陸上和海上風(fēng)力貢獻(xiàn)了最大值。
2022年2月20日,德國(guó)可再生能源發(fā)電量、用電量和批發(fā)價(jià)
注:電力批發(fā)價(jià)格是在能源交易所和場(chǎng)外交易的電量的純采購(gòu)價(jià)格。
在這些自信的目標(biāo)和矚目的成就背后，德國(guó)究竟有什么實(shí)力？
#三十多年來(lái)，電力改革
與促新能源法案相輔相成
從政策制定的維度來(lái)看，德國(guó)的電力能源發(fā)展進(jìn)程中一直有兩條線，一條線與電力改革相關(guān)，一條線與促新能源法案相關(guān)，兩者相輔相成，波浪式前進(jìn)，螺旋式上升。
電力改革：
1998年，頒布《電力市場(chǎng)開(kāi)放規(guī)定》，開(kāi)啟了電力市場(chǎng)化的改革之路。德國(guó)“發(fā)輸配送”體系由高度一體化的狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)向市場(chǎng)化。
2015年，頒布《適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型的電力市場(chǎng)》白皮書(shū)，作為指導(dǎo)德國(guó)電力市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略性文件。
2016年，頒布《電力市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展法》，使電力市場(chǎng)適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的可再生能源份額，并為靈活供應(yīng)、靈活需求和靈魂儲(chǔ)能之間的競(jìng)爭(zhēng)制定規(guī)則，建設(shè)更先進(jìn)的電力市場(chǎng)（即所謂的電力市場(chǎng)2.0）。
促新能源法案：
1990年，頒布《電力上網(wǎng)法》，規(guī)定了可再生能源的相關(guān)補(bǔ)貼促進(jìn)政策。（雖然收效甚微，但好歹起了個(gè)頭。）
2000年，頒布《可再生能源法》，正式啟動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，并對(duì)不同可再生能源發(fā)電的補(bǔ)貼費(fèi)用及年限給出了明細(xì)化規(guī)定，進(jìn)而確立了未來(lái)可再生能源電力供給的目標(biāo)。
2022年，通過(guò)一攬子法案，計(jì)劃到2030年80%的電力由可再生能源提供，2035年?duì)幦?shí)現(xiàn)100%可再生能源供電。
這兩條線交織建立了新能源市場(chǎng)競(jìng)價(jià)和政府補(bǔ)貼相結(jié)合的市場(chǎng)化消納機(jī)制。
#德國(guó)電力交易市場(chǎng)
與跨境電力交易市場(chǎng)
電力交易所的交易和場(chǎng)外交易的交易時(shí)間跨度不同。發(fā)生在期貨、日前和盤(pán)中市場(chǎng)的商業(yè)產(chǎn)品價(jià)格有時(shí)差別很大。
在期貨市場(chǎng)上，公司最多可以提前六年安排交割。相應(yīng)的產(chǎn)品在電力交易所稱(chēng)為“期貨”，在場(chǎng)外交易中稱(chēng)為“遠(yuǎn)期”。具體而言，這意味著電力交易商可以在未來(lái)幾年內(nèi)購(gòu)買(mǎi)或出售他們的電力,使得規(guī)劃安全性成為可能。
現(xiàn)貨市場(chǎng)包括日前市場(chǎng)和盤(pán)中市場(chǎng)。這意味著電量在第二天或當(dāng)天進(jìn)行交易。距離約定的電力交付時(shí)間越近，市場(chǎng)參與者就可以更好地估計(jì)實(shí)際上網(wǎng)和實(shí)際消耗。為了將短缺或過(guò)剩保持在盡可能低的水平，并以具有成本效益的方式使用可用的發(fā)電廠，市場(chǎng)參與者因此可以在非常短的時(shí)間內(nèi)在盤(pán)中市場(chǎng)上以一刻鐘到幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行電力交易。有時(shí),電力交易價(jià)格以每刻鐘為顆粒度發(fā)生變化。
談及跨境電力交易市場(chǎng),與英國(guó)對(duì)歐盟若即若離的態(tài)度不同，德國(guó)一直與歐盟眾多國(guó)家保持著緊密的聯(lián)系,很多電改和促新能源措施也與歐盟有商有量,行動(dòng)一致。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看,德國(guó)總體出口的電力比進(jìn)口的多,是個(gè)電力能源凈出口國(guó)。
德國(guó)跨境電力市場(chǎng)交易量。黑線表示凈出口或凈進(jìn)口，正值代表凈出口，負(fù)值代表凈進(jìn)口。彩色條代表各國(guó)交易電量組成。
#平衡基團(tuán)機(jī)制、
可再生能源預(yù)測(cè)與儲(chǔ)備負(fù)荷
德國(guó)的現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)了一種平衡基團(tuán)的機(jī)制。平衡基團(tuán)是一個(gè)虛擬的市場(chǎng)基本單元，在此單元中，發(fā)電和用電量必須達(dá)到平衡。當(dāng)單元內(nèi)部達(dá)不到自平衡時(shí)，必須買(mǎi)入或賣(mài)出電量來(lái)保持平衡。平衡基團(tuán)負(fù)責(zé)每天預(yù)測(cè)該區(qū)域內(nèi)流入與流出電量，根據(jù)需要買(mǎi)入或賣(mài)出電量平衡該區(qū)域電量，并制成計(jì)劃上交給輸電網(wǎng)公司，而輸電網(wǎng)公司會(huì)根據(jù)這些表格在內(nèi)部平衡之后做出全區(qū)域的計(jì)劃。當(dāng)預(yù)測(cè)和實(shí)際發(fā)生偏差時(shí)，平衡基團(tuán)必須承擔(dān)系統(tǒng)的平衡費(fèi)用。
平衡基團(tuán)的機(jī)制是德國(guó)電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的核心，一方面保證了電量可以像證券一樣進(jìn)行交易，另一方面保證了電網(wǎng)發(fā)電和用電的平衡，維護(hù)了電網(wǎng)的穩(wěn)定?？梢哉f(shuō)是一種分而治之的平衡機(jī)制。平衡基團(tuán)的預(yù)測(cè)和平衡控制做得越好，系統(tǒng)需要的平衡功率就越少，獲得的商業(yè)受益就越高，這也是為什么德國(guó)虛擬電廠的發(fā)展水平走在了世界的前列。
說(shuō)到可再生能源預(yù)測(cè)，德國(guó)很早就采用了多種基于天氣因素的預(yù)測(cè)模型。它的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源眾多，除了各種標(biāo)準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)外，還有衛(wèi)星的圖像數(shù)據(jù)、氣象雷達(dá)和氣象氣球的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，航海和航天的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等。
可再生能源發(fā)電的影響因素也很重要。一層薄薄的晨霧遮蓋住了光伏電池板，也會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)性的誤差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)累積，越來(lái)越多的影響因素被計(jì)入預(yù)測(cè)模型，例如積雪、冷鋒、颶風(fēng)、云層空氣對(duì)流、網(wǎng)絡(luò)棄風(fēng)棄光、可再生能源站運(yùn)行狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)檢修計(jì)劃等等。
隨著逐年的大浪淘沙，德國(guó)市場(chǎng)上最后僅剩下了5家做預(yù)測(cè)服務(wù)的小公司。它們充分利用了平臺(tái)的規(guī)模效應(yīng)，不僅向德國(guó)同時(shí)還向全球提供預(yù)測(cè)服務(wù)，用最經(jīng)濟(jì)的價(jià)格滿足了市場(chǎng)預(yù)測(cè)的需求。目前，德國(guó)風(fēng)電預(yù)測(cè)的誤差已經(jīng)下降到2-4%左右，光伏發(fā)電的誤差下降到5-7%左右，大大減少了可再生能源引起的系統(tǒng)平衡費(fèi)用。
由于德國(guó)現(xiàn)貨市場(chǎng)的平衡基團(tuán)機(jī)制設(shè)計(jì)和可再生能源預(yù)測(cè)都做得非常好，使現(xiàn)貨市場(chǎng)甚至取代了系統(tǒng)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的一部分功能，成為德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的一條很寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
最后值得一提的是,即使電力交易實(shí)現(xiàn)了電力子市場(chǎng)供需平衡的市場(chǎng)結(jié)果，也并不意味著物理發(fā)電和用電自然平衡。例如，如果由于不可預(yù)見(jiàn)的事件（例如發(fā)電廠故障、天氣條件變化或消費(fèi)的短期變化）導(dǎo)致計(jì)劃失效。
彈性負(fù)荷就是用來(lái)補(bǔ)償這種不可預(yù)見(jiàn)的偏差的。為了確保發(fā)電和用電之間的物理平衡，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商可能設(shè)置彈性負(fù)荷。計(jì)算出系統(tǒng)安全所需的性能后,他們通過(guò)彈性負(fù)荷市場(chǎng)的招標(biāo)，獲得相應(yīng)容量的彈性負(fù)荷，從而有機(jī)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整發(fā)電或用電量。配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商區(qū)分三種類(lèi)型的彈性負(fù)荷：一級(jí)彈性負(fù)荷:30 秒內(nèi)響應(yīng)、二級(jí)彈性負(fù)荷:五分鐘內(nèi)響應(yīng)、三級(jí)彈性負(fù)荷:一刻鐘內(nèi)響應(yīng)的彈性負(fù)荷。配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的彈性負(fù)荷分兩種,一種是偏向于發(fā)電側(cè)的,一種是偏向于用電側(cè)的。
下圖顯示了彈性負(fù)荷市場(chǎng)上某一段時(shí)間內(nèi)的一級(jí)、二級(jí)以及三級(jí)彈性負(fù)荷的可用數(shù)量和容量?jī)r(jià)格。
#電價(jià)是更便宜還是更貴了？
終于要說(shuō)到具體的居民電價(jià)和工商業(yè)電價(jià)了。很遺憾，由于德國(guó)與英國(guó)一樣，在不同的地區(qū)有著不同的電力供應(yīng)商、根據(jù)用戶合適需要多少度電、如何采購(gòu)電力、當(dāng)?shù)囟愘M(fèi)等因素，有著不同的套餐價(jià)格，因此很難給出一個(gè)特別有代表性的賬單。當(dāng)然了，專(zhuān)門(mén)的比價(jià)網(wǎng)站也是有的，比如Verivox和check24。
受到俄烏沖突的影響，德國(guó)的電價(jià)和天然氣價(jià)格節(jié)節(jié)攀升。
2022年3月8日晚上7:00 到晚上 8:00 之間，德國(guó)電價(jià)達(dá)到今年峰值,為 700.00 歐元/兆瓦時(shí),折合每度電4.752元人民幣.此外,德國(guó)2022年第一季度平均日前批發(fā)電價(jià)是去年同期的3.72倍。批發(fā)電價(jià)的上升導(dǎo)致了零售電價(jià)上升,近期，承擔(dān)著德國(guó)1300萬(wàn)戶電力供應(yīng)的供電商Verivox宣布4月、5月和6月將價(jià)格上調(diào)19.5%。天然氣價(jià)格平均上漲42.3%。越來(lái)越多的德國(guó)居民不得不過(guò)上對(duì)用能斤斤計(jì)較的日子。
那么，這種電價(jià)漲幅對(duì)于德國(guó)工業(yè)又影響幾何呢？
要知道德國(guó)“工業(yè)強(qiáng)國(guó)”的稱(chēng)號(hào)可不是白叫的。根據(jù)德國(guó)公用事業(yè)協(xié)會(huì)（BDEW）的數(shù)據(jù)，無(wú)論效率如何提高，企業(yè)都消耗了德國(guó)所有電能的74％。僅工業(yè)一項(xiàng)就消耗其47%的用電量。能源成本的范圍和影響不同業(yè)務(wù)之間差異很大。比如從事制造電子產(chǎn)品或汽車(chē)大公司,能源開(kāi)支只占其總開(kāi)支的1%，而對(duì)于能源密集型企業(yè)，如生產(chǎn)水泥、造紙、玻璃、鋼鐵和基礎(chǔ)化學(xué)品的公司,他們的能源開(kāi)支平均占其總開(kāi)支的3％—20％。這部分能源密集型企業(yè)很可能因?yàn)槊庹餍履茉炊惖荣M(fèi)用獲得低廉的電力。
電價(jià)關(guān)乎著成本,甚至可以說(shuō)關(guān)乎著某些業(yè)務(wù)的生死。不過(guò)，有一些鋁冶煉廠的案例也說(shuō)明，面對(duì)批發(fā)電價(jià)的變化，大型工業(yè)消費(fèi)者并非完全無(wú)計(jì)可施。實(shí)際上，通過(guò)確保能源密集型過(guò)程中使用大量的可再生能源，甚至可以降低用電價(jià)格，從可再生能源波動(dòng)的價(jià)格獲益。例如，占德國(guó)總用電量約1％的鋁冶煉廠Trimet創(chuàng)建了一個(gè)大型的“虛擬電廠”，使得高度耗能的電解更加靈活，批發(fā)電力價(jià)格甚至更經(jīng)常變?yōu)樨?fù)數(shù)，Trimet在可再生能源充足的情況下通過(guò)從電網(wǎng)汲取電力來(lái)賺錢(qián)。
總的來(lái)說(shuō)，大型工業(yè)用戶在市場(chǎng)上采購(gòu)電力享受批發(fā)價(jià)，部分可以通過(guò)稅收優(yōu)惠和參與電力市場(chǎng)交易獲益，小型工商企業(yè)和居民通過(guò)售電公司購(gòu)買(mǎi)不同電力套餐，支付零售價(jià)。工業(yè)用電比居民用電更便宜，這一點(diǎn)與中國(guó)是相反的。
#結(jié)語(yǔ)
盡管因?yàn)榈鼐壵卧颍聡?guó)電價(jià)在這段時(shí)間“高居世界第一”。盡管它的法條過(guò)于激進(jìn)，某些時(shí)刻“進(jìn)口核電”的行為又與“退煤廢核”的口號(hào)自相矛盾。但在政策引導(dǎo)與電網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)等層面，來(lái)自德國(guó)的“他山之玉”，仍然值得我們深入學(xué)習(xí)和探索。
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