隨著全球對可再生能源需求的增長,德國在這方面的投資與擴展卻面臨顯著挑戰。德國北部地區的風能安裝容量雖然快速增長,但電網的擴展速度卻跟不上,導致電力傳輸和穩定性問題日益嚴重。
近50GW的風能裝機容量使得2017年德國的電力需求超過三分之一皆來自風能。
德國的電網擴展面臨著嚴重的官僚主義挑戰。根據現行法規,擴建電網的過程需要經歷繁瑣的程序,使得電網的發展無法與可再生能源的快速增長相匹配。當風能生產高峰期到來時,電網的運輸能力無法承受,導致發電與電網之間出現不平衡,進而造成擁擠現象。
在強風發電的時候,某些風力發電機種被迫關閉,這種做法被稱為“輸出管理”。
為了解決擁擠問題,系統運營商目前能選擇的手段之一就是暫時關閉部分風力發電機,這樣做會付出高昂的環境和經濟成本。當一千瓦時的風能被關閉時,另一座傳統電廠必須啟動以彌補缺口,這通常是天然氣聯合循環發電廠,進一步加重了經濟負擔。在2016年,德國的輸出管理成本達到3.73億歐元,到了2025年預計將增至50億歐元。
根據某研究,德國的社會成本持續上升,這些成本最終將由消費者承擔。
為了解決以上問題,德國正在探索當地靈活性市場的潛力,這些市場可以使分散的能源資源(例如儲能裝置、需求響應、電動車等)在本地層面提供靈活性,從而緩解電網擁擠現象。這一市場模式主要由獨立的第三方運營,使電力的交易更具透明度。
當地靈活性市場不僅有助於對抗擁擠,還能讓靈活性提供者在市場上獲益。
對於靈活性提供者來說,本地市場提供了一個機會,可以從他們的位置上獲得經濟利益。但是,當前歐洲電力市場對於靈活性的市場化選擇相對有限,這使得其在當地市場的獲益潛力並未充分發揮。因此,如何為靈活性提供者設計適當的獎勵機制,是目前面臨的一大挑戰。
根據預測,德國到2030年將需要500億歐元的電網擴展資金,當地市場的建立將大大減少這一需求。這不僅能減少社會成本,還能通過準確的價格反映出電力的實際經濟狀況,最大程度地提升社會福利。
儘管當地市場有很多潛在的好處,但在實施過程中卻存在諸多障礙,包括各地不同的可再生能源資源、負載密度與靈活性潛力等地區性原因,都會影響當地市場的適用性與效果。此外,當前的法規環境和市場結構仍需改進,以支持當地靈活性市場的發展。
新法規的實施可能對系統運營商與市場參與者產生深遠影響,有助於推動靈活性市場的發展。
儘管德國在可再生能源的發展上已經取得了顯著成就,但在電網擴展方面的不足卻成了制約其全面發展的重要因素。當地靈活性市場的建立,有望成為解決這一問題的有效途徑,從根本上平衡電力供應與需求之間的矛盾。然而,未來如何在現行立法政策下進行有效的市場設計和運營,仍需要進一步的思考與討論?