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當補貼停止的時候 可再生能源何去何從?——以德國為例

2019-11-14 16:02:27 來源:交能網

摘要:生產電力的風能或太陽能光伏設備生產出的能量可以使用一種存儲形式,如儲能電池、氫氣等,在有電力需求時使用,這也是一種經濟可行的選擇。

可再生能源發電設施運營商的保證薪酬一直是德國能源轉型的一個關鍵組成部分。2000年,國家的可再生能源法案(EEG)引入了上網電價。它們為可再生能源投資者提供了20年的現金流入保障。隨著2021年首批先驅性項目的擔保期接近尾聲,運營商越來越多地需要尋找其他途徑,以保持風能和太陽能發電設施的盈利,政府部門也需要制定相關政策,實現經濟與可再生能源的平衡。

一旦上網電價開始用盡,德國還能保持多少可再生能源產能?

2018年,德國的太陽能電池板、陸上風力渦輪機和沼氣發電廠的可再生電力裝機容量為103吉瓦(GW),占該國118吉瓦(還包括海上風能、水力發電等)可再生電力總容量的大部分。2018年,可再生能源供應了224.6萬億瓦時(TWh),占全國總發電量的34.9%, 其中92.2 GWh(14.3%)來自陸地風力渦輪機,46.2 GWh(7.2%)來自太陽能電池板,45.1 GWh(7%)來自生物質發電廠。

德國政府的目標是到2030年可再生電力占德國電力需求的65%。根據德國能源與水行業協會(BDEW)的計算,為了實現這一目標,德國必須將目前的可再生電力裝機容量提高到215至237吉瓦之間。因此,根據Agora Energiewende的數據,風能和太陽能發電能力每年必須增長約500萬千瓦。可再生能源團體BEE將可再生能源的增長率定得更高,約為每年16.5吉瓦。

到2021年,風能、太陽能和沼氣裝機容量達數十億瓦的設備將超過20年。因此,根據可再生能源法案(EEG),這些企業將不再收取上網電價。該法案于2000年首次出臺,為期20年。在本世紀20年代,德國越來越多的可再生能源裝機容量將達到補貼期的終點。

行業組織Deutsche Windguard計算出,僅陸上風力發電的上網電價就將在2021年1月1日達到400萬千瓦,此后到2025年,每年還將達到230萬至240萬千瓦(總計1600萬千瓦)。Fraunhofer IEE研究所發布的數據顯示,從2008年到2018年,德國的風能裝機容量增長了兩倍,從約20吉瓦增至近600吉瓦。

根據行業協會BSW solar的數據,德國在2019年新增的大部分太陽能發電裝機容量將在2028年至2033年之間達到其保證報酬的上限。到2028年,這一數字將超過每年1千兆瓦,到2031年將超過7千兆瓦。管理咨詢公司普華永道(PwC)表示,到2033年,德國100多萬個太陽能電池的運營商將失去他們的補貼。這些太陽能電池陣列的產量為24太瓦時(TWh)。

據Fachverband biogas估計,目前在德國運營的約9400家沼氣廠中,約有1000家可能會在2021年其補貼到期后停產。在目前已安裝的660萬千瓦生物質設施中,到2025年補貼期結束后將有約510萬千瓦繼續可用,到2030年將僅剩下230萬千瓦。最后一批有資格獲得EEG支持的工廠將在2034年退出支持計劃。

舊的可再生能源裝置的法律架構條件是怎樣的

盡管20年來收取可再生能源設備上網電價的可再生能源裝置最終會失去這筆費用,但它們仍保持著可再生能源發電機的合法地位。這包括“連接優先級”和“電網優先級”,這意味著電網運營商有義務將可再生能源設備連接到網絡上,并優先使用可再生能源,而不是傳統的電力來源。當電網運營商為了穩定電網而限制舊的可再生能源設備的生產時,它們也將繼續收到補貼款項。同時,可再生能源企業必須繼續履行義務,例如安裝某些計量設備,并向電網運營商和市場登記部門報告。

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每年需要增加的可再生能源裝機容量(2021到2030年)

舊的可再生能源裝置有哪些其他的應用可能性

二十年來,可再生能源裝置獲得了豐厚的上網電價,但如果補貼終止,它們可能需要修理,導致其規模和產量將非常小,或者不再符合現代標準,那么這些可再生能源裝置在經濟上可能不再可行。因此,一些可再生能源運營商將選擇關閉和拆除它們的設施——一旦風力發電廠停止運營,它們的所有者有法律義務完全拆除所有渦輪機和它們的基礎設施。然而,如果可再生能源運營商的設施仍處于良好狀態,他們可能會繼續經營下去。他們有幾個不同的選擇:

重新提供動力

重新供電意味著在同一地點用更新的、通常更強大的模式替換舊的可再生設備。這是否可能取決于安裝的具體位置和相應的規劃規定,因為新單元可能比其前身更大,或者因為當地的規劃要求可能已經改變。同時,這需要由工廠所有者進行新的投資。

直接營銷

每個可再生能源供應商都可以在電力交易所出售他們的產品。但對于較小的風力發電廠、小型太陽能裝置的擁有者或單一沼氣發電廠的經營者來說,僅靠他們自己是不可能做到這一點的。相反,他們可以使用直銷公司的服務。直接營銷人員可以遠程訪問發電廠,在交易所出售可再生能源,然后根據合同條款減去傭金后將收益轉給可再生能源發電廠的所有者。這種模式在德國已經確立,因為許多可再生能源設施(尤其是2016年后開始運行的設施)盡管有上網電價保證,但仍有義務在交易所直接銷售其電力。

直銷公司還提供其他模式,如購買現有的可再生能源設備,或將不同客戶的電力生產集中起來。通過這種方式產生的電力不會在交易所出售,而是直接轉給另一家公司或客戶。對于較老的設備,尤其是非常小的設備(通常指太陽能電池板),這些設備是否足夠好,值得直銷公司采用,還有待觀察。

電力購買協議(PPA)

可再生能源運營商可以將他們的電力賣給一個特定的客戶。這些長期合同被稱為電力購買協議(PPA),用于資助工廠的運營和/或建設。公私合作伙伴關系可以采取不同的形式,這取決于電力是通過與買方(例如附近的公司)的電網連接進行物理供應,還是由于買方是電力零售商,所以購買電力(電力供應到公共電網)純粹是合同性質的。在直接向附近的消費者供電的情況下,可再生能源發電機變成了一個電力供應公司(就像一個燃煤電廠),這需要承擔大量的法律和財務義務(如電力稅、可再生能源稅支付)。買方將對可再生能源的“原產地保證”(GO)十分重視,這能夠向自己的客戶證明,他們正在處理經過驗證的綠色能源。GO證書可以在聯邦環境局(UBA)的德國原產地擔保登記局(Herkunftsnachweisregister, HKNR)購買。

區塊鏈和社區解決方案

通過將舊的可再生設備整合到地區能源概念中,它們可以被用來為附近的家庭或企業提供電力,通常還可以與熱泵、電動汽車充電站和電池庫相結合。在未來,點對點供電可能參與區塊鏈解決方案。

自己使用、儲能和power-to-x

一旦他們20年的上網電價到期,可再生能源運營商也可以選擇自己使用電力,例如在工業、農業企業或自己的家庭,這取決于安裝的類型和規模。“自己的電力消費”的法律定義在德國相當嚴格,因為在這一過程中權力將會(部分)免除。生產電力的風能或太陽能光伏設備生產出的能量可以使用一種存儲形式,如儲能電池、氫氣等,在有電力需求時使用,這也是一種經濟可行的選擇。

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德國風力發電容量

在不征收上網電價的情況下,風能、太陽能光伏和沼氣的區別是什么?

陸上風力

德國風能協會BWE普遍認為,重新供電是老風電場的最佳選擇。然而,根據德意志Windguard商業協會發表的一份報告,大約50%的風力公園將不適合重新提供動力。如果滿足了法律前提條件,現有的風力發電廠也可以選擇自用、儲存或直接向附近的工廠供電。在舊的風電場與直銷公司簽訂合同或與消費者簽訂PPA之前,它將經歷一個評估和驗證過程。

太陽能光伏

持續運行超過20年的地面太陽能光伏裝置將面臨類似于陸上風力發電站的挑戰和機遇。根據他們的規模和條件,他們將能夠繼續經營和出售他們的電力。重新供電也是一個選擇,特別是當現有的規劃許可仍然有效或可以重新獲得。現在有一些新的大型太陽能光伏電站將在完全沒有政府補貼的情況下運行,專家說,同樣的方法也適用于報廢但可以重新運行供電的舊光伏裝置。

德國私人住宅的屋頂光伏設施數量眾多,但規模很小(不足10千瓦),其中有許多將在本世紀20年代初第一個停止接收上網補貼。太陽能研究人員表示,安裝一個儲能電池來儲存太陽能,從而消耗掉屋頂上產生的更多電力,可以讓太陽能電池板的持續運行對房主有價值。如果在電池儲能上的額外投資不是房主的理想選擇,房主可以將他們的電力通過直銷公司出售。

沼氣

與風能或太陽能發電裝置不同,舊的沼氣發電廠可以通過參與政府設立的拍賣計劃,獲得一個新的10年期的上網電價。大多數的沼氣發電廠成本較高,除了在交易中獲得的電價外,沒有其他收入,因為與太陽能光伏和風力渦輪機不同,它們必須提供基質(生物質),并需要持續的監督。到目前為止,生物質能投標一直供不應求。

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