大力發(fā)展風(fēng)電、光伏等新能源,加快清潔能源替代化石能源,是世界各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)的重要舉措。德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型長(zhǎng)期處于國(guó)際領(lǐng)先地位,是新能源滲透率最高、分布式能源使用最廣泛的國(guó)家之一,其分布式能源的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)值得我國(guó)學(xué)習(xí)借鑒。
01.發(fā)展分布式能源是德國(guó)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的重要抓手
德國(guó)是歐洲乃至全球倡導(dǎo)能源轉(zhuǎn)型最積極的國(guó)家。近年來(lái),在氣候變化、能源安全和反核運(yùn)動(dòng)的綜合推動(dòng)下,德國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程進(jìn)一步加速。2020年,德國(guó)可再生能源發(fā)電量占比達(dá)到49.3%,大幅超出原定的“可再生能源占比達(dá)35%”的目標(biāo)。2022年12月,歐盟委員會(huì)批準(zhǔn)了德國(guó)政府對(duì)《可再生能源法》的修訂,以及總預(yù)算約為280億歐元的支持計(jì)劃,旨在實(shí)現(xiàn)德國(guó)2030年可再生能源發(fā)電占比達(dá)到80%、2045年實(shí)現(xiàn)碳中和的發(fā)展目標(biāo)。
德國(guó)將發(fā)展分布式能源作為促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)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(guó)政府自2009年起鼓勵(lì)用戶安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用,到2017年,德國(guó)已有1/3的家庭在房頂上安裝太陽(yáng)能電池板。近年來(lái),受俄烏沖突等地緣政治因素影響,全球能源市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)加劇,歐洲國(guó)家電價(jià)大幅上漲,終端用戶對(duì)保持用電成本長(zhǎng)期穩(wěn)定、實(shí)現(xiàn)用能自給自足等提出更高訴求,驅(qū)動(dòng)分布式光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,過(guò)去四年,德國(guó)戶用光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝量增長(zhǎng)了5倍,獨(dú)立戶用光伏系統(tǒng)安裝量增長(zhǎng)了4倍;截至2023年5月,德國(guó)已安裝超過(guò)300萬(wàn)套光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏總裝機(jī)容量超過(guò)70GW,光伏發(fā)電可以滿足超過(guò)10%的電力需求。
02.德國(guó)支持分布式能源發(fā)展的主要做法
德國(guó)在發(fā)展新能源方面處于歐洲領(lǐng)先地位,是全球推廣分布式光伏發(fā)電最成功的國(guó)家之一。為支持分布式光伏發(fā)展,德國(guó)在價(jià)格補(bǔ)貼、市場(chǎng)機(jī)制、商業(yè)模式、土地利用等方面提供了諸多有益經(jīng)驗(yàn),具有很強(qiáng)的借鑒意義。
(一)價(jià)格支持政策
德國(guó)政府為分布式能源發(fā)展提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定的價(jià)格支持,先后實(shí)施固定上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼(FIT)、溢價(jià)補(bǔ)貼(FIP)、可再生能源發(fā)電招投標(biāo)機(jī)制等激勵(lì)政策,有效促進(jìn)了分布式能源快速發(fā)展。自1990年起,德國(guó)政府長(zhǎng)期為戶用光伏提供穩(wěn)定的資金補(bǔ)貼支持;2000年,形成了以固定上網(wǎng)電價(jià)為主的可再生能源激勵(lì)機(jī)制,以長(zhǎng)周期(最長(zhǎng)20年)補(bǔ)貼機(jī)制推動(dòng)德國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展;2009年起,德國(guó)政府鼓勵(lì)用戶發(fā)電自用,對(duì)自用電量進(jìn)行補(bǔ)貼;2013年,為支持光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè),德國(guó)政府出臺(tái)了光伏儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策,為儲(chǔ)能設(shè)備提供投資額30%的補(bǔ)貼。此外,德國(guó)允許通過(guò)低息貸款、現(xiàn)金補(bǔ)助等方式支持戶用光伏配儲(chǔ),為分布式光伏電站提供更多融資渠道。
(二)市場(chǎng)支持政策
德國(guó)形成了以平衡結(jié)算單元(又稱“平衡基團(tuán)”)為核心的電力電量平衡機(jī)制和調(diào)度交易模式,一個(gè)平衡結(jié)算單元可以包括發(fā)電企業(yè)、售電公司、電力用戶等,市場(chǎng)成員優(yōu)先與平衡結(jié)算單元內(nèi)的其他主體進(jìn)行交易。一個(gè)平衡結(jié)算單元內(nèi),由平衡責(zé)任主體(BRP)負(fù)責(zé)確保每15分鐘內(nèi)電力的供需平衡。當(dāng)平衡結(jié)算單元內(nèi)部無(wú)法平衡時(shí),可以和其他平衡結(jié)算單元進(jìn)行電力交易,否則就要接受對(duì)導(dǎo)致電網(wǎng)供需不平衡的罰款。目前德國(guó)共有1.1萬(wàn)個(gè)平衡結(jié)算單元,平衡責(zé)任主體通常由售電公司、發(fā)電企業(yè)、負(fù)荷聚合商等擔(dān)任。輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(TSO)通過(guò)組織平衡市場(chǎng)、實(shí)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(yùn)行安全,充分促進(jìn)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(diǎn)分散,出力間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)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(wù)。為促進(jìn)分布式能源高效消納,德國(guó)基于以平衡結(jié)算單元為核心的市場(chǎng)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(guó),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(cè)資源、儲(chǔ)能等。虛擬電廠通過(guò)整合氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)等,進(jìn)行出力功率預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)并開展智能決策,將獨(dú)立的分布式能源資源捆綁到發(fā)電資產(chǎn)組合中,通過(guò)中央信息技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式能源的有效聚合和集中調(diào)控。當(dāng)前,德國(guó)虛擬電廠的商業(yè)模式已經(jīng)較為成熟,以德國(guó)最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)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(cè)等服務(wù)、向電網(wǎng)側(cè)提供調(diào)峰或調(diào)頻服務(wù)、實(shí)施需求響應(yīng)以獲取收益等。
(四)土地利用支持政策
德國(guó)致力于為分布式光伏項(xiàng)目建設(shè)爭(zhēng)取足夠的土地資源。2022年,德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部(BMWK)公布專項(xiàng)支持計(jì)劃以推動(dòng)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(cè)的小塊閑置土地)來(lái)安裝光伏發(fā)電設(shè)施;鼓勵(lì)在農(nóng)用土地上安裝農(nóng)地光伏設(shè)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(shí)也可以用來(lái)發(fā)電,實(shí)現(xiàn)“一地兩用”;將部分農(nóng)用沼澤地納入建設(shè)光伏發(fā)電的用地范疇等。
03.對(duì)我國(guó)分布式能源高質(zhì)量發(fā)展的啟示
近年來(lái),我國(guó)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(zhǎng)的“主力軍”。作為應(yīng)用場(chǎng)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(guó)碳達(dá)峰碳中和進(jìn)程中扮演更加重要的角色。當(dāng)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(chǎng)機(jī)制和穩(wěn)定的盈利模式等難題,需要進(jìn)一步完善相關(guān)政策,推動(dòng)分布式能源高質(zhì)量發(fā)展。
(一)發(fā)揮價(jià)格信號(hào)作用,推動(dòng)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(fēng)電等不同分布式能源所處的發(fā)展階段,差異化實(shí)施并動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)貼政策,探索通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性拍賣等方式確定分布式能源補(bǔ)貼強(qiáng)度。建立健全分布式光伏、分散式風(fēng)電等新能源上網(wǎng)電量市場(chǎng)化價(jià)格形成機(jī)制,初期推動(dòng)以差價(jià)合約(CFD)方式參與市場(chǎng),保證分布式能源獲得合理、可預(yù)期的投資收益。將分布式光伏、分散式風(fēng)電納入綠電綠證市場(chǎng),充分體現(xiàn)新能源的環(huán)境價(jià)值。
(二)加強(qiáng)平衡責(zé)任管理,強(qiáng)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(fēng)電等新能源參與市場(chǎng)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(zé)任。對(duì)于分布式新能源產(chǎn)生的發(fā)用電偏差,以及由此帶來(lái)的電力平衡成本,由供應(yīng)方或需求方根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行責(zé)任補(bǔ)償。有序推進(jìn)配電網(wǎng)改造升級(jí),實(shí)施局部電網(wǎng)擴(kuò)容改造,提升關(guān)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(lì)商業(yè)模式創(chuàng)新,培育專業(yè)化的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商以保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行
積極推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng)新孵化,培育多元化的盈利模式和運(yùn)營(yíng)機(jī)制,推動(dòng)以虛擬電廠、聚合商等方式整合分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等各類資源。聚合體內(nèi)部可結(jié)合資源特性、用戶需求等,個(gè)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(duì)內(nèi)提供靈活多樣的供需資源匹配服務(wù)。同時(shí),聚合體對(duì)外作為單一市場(chǎng)主體參與批發(fā)市場(chǎng),包括參與現(xiàn)貨電能量交易、開展需求側(cè)響應(yīng)、提供電力輔助服務(wù)等。
(四)創(chuàng)新土地利用機(jī)制,推動(dòng)分布式能源開發(fā)建設(shè)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(dǎo)分布式能源開發(fā)建設(shè)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(shè)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(dòng)分布式能源與農(nóng)業(yè)、漁業(yè)活動(dòng)等有機(jī)結(jié)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(shí),為用戶提供相對(duì)穩(wěn)定的額外收入來(lái)源,推動(dòng)構(gòu)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(bǔ)發(fā)展的良好格局。
(南方電網(wǎng)公司政策研究部魏俊杰、周楊、王彬、歐陽(yáng)邵杰,南網(wǎng)能源院尚楠對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))