随着全球对可再生能源需求的增长,德国在这方面的投资与扩展却面临显著挑战。德国北部地区的风能安装容量虽然快速增长,但电网的扩展速度却跟不上,导致电力传输和稳定性问题日益严重。
近50GW的风能装机容量使得2017年德国的电力需求超过三分之一皆来自风能。
德国的电网扩展面临着严重的官僚主义挑战。根据现行法规,扩建电网的过程需要经历繁琐的程序,使得电网的发展无法与可再生能源的快速增长相匹配。当风能生产高峰期到来时,电网的运输能力无法承受,导致发电与电网之间出现不平衡,进而造成拥挤现象。
在强风发电的时候,某些风力发电机种被迫关闭,这种做法被称为“输出管理”。
为了解决拥挤问题,系统运营商目前能选择的手段之一就是暂时关闭部分风力发电机,这样做会付出高昂的环境和经济成本。当一千瓦时的风能被关闭时,另一座传统电厂必须启动以弥补缺口,这通常是天然气联合循环发电厂,进一步加重了经济负担。在2016年,德国的输出管理成本达到3.73亿欧元,到了2025年预计将增至50亿欧元。
根据某研究,德国的社会成本持续上升,这些成本最终将由消费者承担。
为了解决以上问题,德国正在探索当地灵活性市场的潜力,这些市场可以使分散的能源资源(例如储能装置、需求响应、电动车等)在本地层面提供灵活性,从而缓解电网拥挤现象。这一市场模式主要由独立的第三方运营,使电力的交易更具透明度。
当地灵活性市场不仅有助于对抗拥挤,还能让灵活性提供者在市场上获益。
对于灵活性提供者来说,本地市场提供了一个机会,可以从他们的位置上获得经济利益。但是,当前欧洲电力市场对于灵活性的市场化选择相对有限,这使得其在当地市场的获益潜力并未充分发挥。因此,如何为灵活性提供者设计适当的奖励机制,是目前面临的一大挑战。
根据预测,德国到2030年将需要500亿欧元的电网扩展资金,当地市场的建立将大大减少这一需求。这不仅能减少社会成本,还能通过准确的价格反映出电力的实际经济状况,最大程度地提升社会福利。
尽管当地市场有很多潜在的好处,但在实施过程中却存在诸多障碍,包括各地不同的可再生能源资源、负载密度与灵活性潜力等地区性原因,都会影响当地市场的适用性与效果。此外,当前的法规环境和市场结构仍需改进,以支持当地灵活性市场的发展。
新法规的实施可能对系统运营商与市场参与者产生深远影响,有助于推动灵活性市场的发展。
尽管德国在可再生能源的发展上已经取得了显著成就,但在电网扩展方面的不足却成了制约其全面发展的重要因素。当地灵活性市场的建立,有望成为解决这一问题的有效途径,从根本上平衡电力供应与需求之间的矛盾。然而,未来如何在现行立法政策下进行有效的市场设计和运营,仍需要进一步的思考与讨论?