中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：德國(guó)自上世紀(jì)90年代起，開始推行能源轉(zhuǎn)型。到2024年底，風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量占比約60%，2024年發(fā)電量占比約49%，現(xiàn)貨市場(chǎng)全年負(fù)電力批發(fā)價(jià)格457小時(shí)。我國(guó)自2023年開始，陸續(xù)有五個(gè)省級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)轉(zhuǎn)入正式運(yùn)行，其中山東省裝機(jī)規(guī)模與德國(guó)接近，約為德國(guó)的91%，可用來作為類比對(duì)象。山東省到2024年底風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量占比約43%，2024年發(fā)電量占比約19%，全年負(fù)電價(jià)973小時(shí)。德國(guó)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)告訴我們，通過深化電力體制改革、加強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，能夠有效促進(jìn)新能源的發(fā)展和電力消納。
一、德國(guó)與我國(guó)山東省電力市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
德國(guó)
德國(guó)于1998年啟動(dòng)電力市場(chǎng)化改革；2015年發(fā)布《適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型的電力市場(chǎng)》白皮書，作為指導(dǎo)電力市場(chǎng)未來發(fā)展的戰(zhàn)略性文件，即電力市場(chǎng)2.0。至今，德國(guó)基本完成電力市場(chǎng)2.0建設(shè)，形成了包括期貨市場(chǎng)、中長(zhǎng)期市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)（由日前市場(chǎng)和日內(nèi)市場(chǎng)組成）、實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)的電力市場(chǎng)體系，建立了以平衡單元為主體的平衡結(jié)算機(jī)制。
德國(guó)電力市場(chǎng)隸屬歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)，2010年實(shí)現(xiàn)日前市場(chǎng)耦合。在日前市場(chǎng)聯(lián)合出清基礎(chǔ)上，歐洲日內(nèi)市場(chǎng)耦合計(jì)劃已推動(dòng)包括德國(guó)在內(nèi)的22個(gè)國(guó)家開展日內(nèi)連續(xù)交易。隨著歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)的推進(jìn)，各國(guó)正積極探索包括跨國(guó)平衡和調(diào)頻備用共享等。
2024 年，德國(guó)日前電力批發(fā)平均價(jià)格為78.51 歐元/MWh，較上一年下降 17.5%。全年457 個(gè)小時(shí)出現(xiàn)負(fù)價(jià)格，較2023 年增加156個(gè)小時(shí)。極高價(jià)格小時(shí)數(shù)明顯降低，價(jià)格高于 100 歐元/MWh 共2296 個(gè)小時(shí)，較 2023 年下降1810個(gè)小時(shí)。
山東
山東2017年建立電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，2021年12月啟動(dòng)現(xiàn)貨市場(chǎng)連續(xù)運(yùn)行，并于2024年6月轉(zhuǎn)正式運(yùn)行，是全國(guó)電力市場(chǎng)發(fā)展最為領(lǐng)先的省份之一，率先建立并實(shí)踐了新型儲(chǔ)能、虛擬電廠等參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的特色機(jī)制。當(dāng)前，山東已建立包括中長(zhǎng)期市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的電力市場(chǎng)體系。中長(zhǎng)期交易實(shí)現(xiàn)運(yùn)行日前七日（D-7日）至運(yùn)行日前兩日（D-2日）連續(xù)不間斷交易。采用集中式電力現(xiàn)貨市場(chǎng)模式，包括日前、日內(nèi)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)。電力輔助服務(wù)市場(chǎng)現(xiàn)階段開展調(diào)頻（二次調(diào)頻）輔助服務(wù)、爬坡輔助服務(wù)的集中交易。
2024年，山東實(shí)時(shí)市場(chǎng)負(fù)電價(jià)小時(shí)數(shù)973小時(shí)，較2023年增加240個(gè)小時(shí)；實(shí)時(shí)市場(chǎng)高電價(jià)（出清電價(jià)高于600元/MWh）出現(xiàn)323個(gè)小時(shí)，較2023年減少483個(gè)小時(shí)；實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清電價(jià)低于報(bào)價(jià)下限（下限值-80元/MWh）共143個(gè)小時(shí)，較2023年的42個(gè)小時(shí)增加101個(gè)小時(shí)。
二、電力市場(chǎng)特點(diǎn)對(duì)比
市場(chǎng)基礎(chǔ)：德國(guó)調(diào)節(jié)電源占比高、光伏自發(fā)自用率高且與歐洲同步電網(wǎng)互聯(lián)互濟(jì)，自身發(fā)電容量充裕且有大電網(wǎng)支撐
一是調(diào)節(jié)電源。德國(guó)所有有條件的煤電都已完成靈活性改造，最小出力可低至25%-30%，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)；燃?xì)?、抽蓄、電池?chǔ)能等靈活性調(diào)節(jié)電源裝機(jī)占德國(guó)總裝機(jī)比重約18%。
二是分布式光伏應(yīng)用。德國(guó)光伏開發(fā)以分布式為主，且主要為戶用屋頂光伏。由于居民用電價(jià)格高，在家庭儲(chǔ)能安裝補(bǔ)貼資助下，許多屋頂光伏配建儲(chǔ)能，新建光伏系統(tǒng)配儲(chǔ)率達(dá)80%，至2024年底電池儲(chǔ)能中戶儲(chǔ)容量占比在80%以上，有效提高了自發(fā)自用率。
三是區(qū)域外電力支撐調(diào)節(jié)。德國(guó)地處歐洲大陸同步電網(wǎng)的中心位置，通過30余條220kV-400kV跨國(guó)輸電線路與法國(guó)、奧地利、荷蘭等鄰國(guó)互聯(lián)，還通過海底電纜與瑞典、挪威電網(wǎng)互聯(lián)，跨國(guó)聯(lián)絡(luò)線容量達(dá)2100萬(wàn)kW，約占德國(guó)總裝機(jī)的8%。通過國(guó)際大電網(wǎng)互聯(lián)，德國(guó)將可再生能源高發(fā)時(shí)的富裕電力出口到鄰國(guó)，并在可再生能源出力不足時(shí)進(jìn)口鄰國(guó)電力。
相比之下，我國(guó)北方省份調(diào)節(jié)電源占比普遍較低，分布式光伏以上網(wǎng)為主，區(qū)域電網(wǎng)之間交互通道數(shù)量也有很大發(fā)展空間。以山東為例，燃機(jī)、抽蓄和新型儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)性電源占山東總裝機(jī)的比重約6%，火電靈活性改造完成約40%，全部光伏的70%都依賴大電網(wǎng)消納，“三直兩交”外電通道以特高壓為主，主要作用是按照協(xié)商送電曲線向山東提供電力，220kV及以下等級(jí)沒有連接。
平衡體系：歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)和德國(guó)平衡結(jié)算單元機(jī)制構(gòu)建大范圍、多層次平衡體系
一是跨國(guó)（省間）平衡。在統(tǒng)一電力市場(chǎng)和調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)制下，德國(guó)利用跨國(guó)輸電線路在國(guó)內(nèi)電力成本高時(shí)進(jìn)口、成本低時(shí)出口，擴(kuò)大了本國(guó)新能源發(fā)電的平衡區(qū)域，有利支撐了德國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行。2023年全年德國(guó)累計(jì)進(jìn)口、出口電量分別為692、568億kWh。
二是平衡單元機(jī)制。德國(guó)建立平衡結(jié)算單元機(jī)制，有效激發(fā)單元內(nèi)的發(fā)電側(cè)和需求側(cè)主動(dòng)提升發(fā)用電預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。目前德國(guó)國(guó)內(nèi)約有2700多個(gè)平衡單元，每個(gè)用電端和饋電端都必須分配給一個(gè)平衡責(zé)任方形成平衡單元進(jìn)行管理，并開展電力計(jì)量。平衡責(zé)任方需要直接參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，并將交易結(jié)果和本單元發(fā)用電計(jì)劃等上報(bào)區(qū)域平衡中心（TSO）。當(dāng)平衡單元無(wú)法實(shí)現(xiàn)自平衡時(shí)，如用戶實(shí)際用電或新能源實(shí)際出力與預(yù)測(cè)存在偏差，平衡責(zé)任方必須向TSO購(gòu)買平衡電力。這個(gè)價(jià)格一般遠(yuǎn)高于現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)，其目的主要是對(duì)造成不穩(wěn)定的平衡單元進(jìn)行處罰，激勵(lì)平衡責(zé)任方精準(zhǔn)管理自己的平衡單元。由于新能源和用戶均承擔(dān)自身預(yù)測(cè)責(zé)任，對(duì)于偏差部分需繳納高昂的不平衡費(fèi)，激勵(lì)其提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。
三是再調(diào)度機(jī)制。德國(guó)再調(diào)度機(jī)制深入到配電側(cè)，加強(qiáng)了輸配電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合。再調(diào)度指TSO通過調(diào)整發(fā)電廠的發(fā)電計(jì)劃來管理電網(wǎng)阻塞。2021年10月1日實(shí)施的 “再調(diào)度2.0”機(jī)制，賦予配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（DSO）確保電網(wǎng)穩(wěn)定職責(zé)；將參與再調(diào)度發(fā)電設(shè)備范圍從10兆瓦以上擴(kuò)展到100千瓦以上。新機(jī)制構(gòu)建了一種自下而上的協(xié)調(diào)機(jī)制，低電壓等級(jí)配電運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先滿足自身的再調(diào)度需求，并將剩余調(diào)節(jié)能力上報(bào)給上級(jí)運(yùn)營(yíng)商，加強(qiáng)了輸配運(yùn)營(yíng)商之間的協(xié)調(diào)配合。
相比之下，我國(guó)的全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)尚在運(yùn)行初期，發(fā)揮作用有待提升，省間市場(chǎng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)不足。以山東為例，2024年外電入魯電量約1548億kWh，幾乎無(wú)出省電量，省間調(diào)節(jié)作用發(fā)揮不足；省內(nèi)市場(chǎng)全部的平衡壓力都集中在省調(diào)，尚未建立類似德國(guó)平衡社區(qū)、再調(diào)度機(jī)制等多層次的平衡體系。
市場(chǎng)和調(diào)度：德國(guó)電力交易體系更加豐富，新能源參與市場(chǎng)與傳統(tǒng)能源無(wú)異。德國(guó)對(duì)新能源調(diào)度控制要求高，功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度更高
一是交易體系。德國(guó)電力交易體系包括期貨+中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+實(shí)時(shí)平衡，并建立容量戰(zhàn)略備用機(jī)制，最高電價(jià)7.8元人民幣/kWh，最低電價(jià)-0.38元人民幣/kWh。德國(guó)電力期貨產(chǎn)品豐富，平衡責(zé)任方能夠在歐洲能源交易所等購(gòu)買每小時(shí)、幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間的電力，以對(duì)沖價(jià)格峰值。此外，電力期權(quán)產(chǎn)品和天氣衍生品也可對(duì)沖價(jià)格峰值。為應(yīng)對(duì)短期容量不足問題，德國(guó)建立容量戰(zhàn)略備用機(jī)制，通過合同保留退役煤電機(jī)組等容量，當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格高于稀缺信號(hào)價(jià)格或其他備用資源無(wú)法滿足需求時(shí)調(diào)用。
二是新能源入市。在強(qiáng)大的平衡機(jī)制和調(diào)節(jié)資源支撐下，德國(guó)新能源全電量參與電力市場(chǎng)，并承擔(dān)同等系統(tǒng)平衡責(zé)任和阻塞責(zé)任。德國(guó)政府通過《可再生能源法》，2014年起要求100kW以上可再生能源項(xiàng)目直接參與市場(chǎng)化交易；2021年引入負(fù)電價(jià)熔斷機(jī)制，如現(xiàn)貨市場(chǎng)連續(xù)4h負(fù)電價(jià)則停止結(jié)算上網(wǎng)電費(fèi)。2025年1月德國(guó)聯(lián)邦議院通過《關(guān)于修改能源經(jīng)濟(jì)法以避免臨時(shí)發(fā)電過剩的法案草案》，規(guī)定取消負(fù)電價(jià)期間的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼。
三是調(diào)度控制要求。按照德國(guó)《可再生能源法》要求，所有容量大于100kW的可再生能源發(fā)電設(shè)備必須具備遙測(cè)和遙調(diào)的技術(shù)條件，才允許接入電網(wǎng)?！蛾P(guān)于修改能源經(jīng)濟(jì)法以避免臨時(shí)發(fā)電過剩的法案草案》規(guī)定，新安裝的光伏系統(tǒng)功率超過7kW需要配備智能計(jì)量系統(tǒng)；若無(wú)儲(chǔ)能設(shè)備，系統(tǒng)的發(fā)電量將被限制為最大功率的60%。
四是功率預(yù)測(cè)積極性和準(zhǔn)確度。德國(guó)平衡單元責(zé)任方是分布式光伏功率預(yù)測(cè)的主體，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確與否直接影響其在電力市場(chǎng)中的盈利，預(yù)測(cè)積極性較高。
相比之下，在交易體系方面我國(guó)與德國(guó)相差不大，但高低限價(jià)遠(yuǎn)比德國(guó)嚴(yán)格，調(diào)節(jié)電源盈利能力不足。山東建立了“中長(zhǎng)期+現(xiàn)貨+輔助服務(wù)”的市場(chǎng)體系，并在全國(guó)首創(chuàng)了容量補(bǔ)償電價(jià)機(jī)制，補(bǔ)償中小煤電機(jī)組作為高峰備用，但最高限價(jià)1.3元/kWh，最低限價(jià)-0.08元/kWh，最大價(jià)差約為德國(guó)的17%。在新能源入市方面我國(guó)正在努力追趕，但我國(guó)電價(jià)較低，因此機(jī)制電價(jià)仍將是維持新能源平穩(wěn)過渡的重要手段。在調(diào)控方面差距不大，近年在巨大的調(diào)節(jié)壓力下快速推動(dòng)分布式光伏可觀可測(cè)，取得了巨大的成就，以山東為例，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100%直接采集和控制接入到10kV電網(wǎng)的分布式光伏電站，以及80%接入到380/220V電網(wǎng)的分布式光伏分級(jí)調(diào)控。在功率預(yù)測(cè)方面，我國(guó)地處亞洲季風(fēng)帶，天氣形勢(shì)復(fù)雜，預(yù)報(bào)難度大，這是客觀事實(shí)。
三、主要經(jīng)驗(yàn)
德國(guó)經(jīng)驗(yàn)表明，高比例新能源消納需依靠技術(shù)、政策和市場(chǎng)機(jī)制的迭代?？偨Y(jié)主要經(jīng)驗(yàn)如下：
一是通過擴(kuò)大價(jià)差發(fā)展靈活性資源，為市場(chǎng)機(jī)制發(fā)揮作用提供底層“硬件”支撐。電力市場(chǎng)機(jī)制發(fā)揮作用需要建立在電力供需略有盈余的基礎(chǔ)上。風(fēng)電光伏取代煤電成為裝機(jī)最大規(guī)模電源后，我國(guó)諸多省份電力系統(tǒng)在中午時(shí)段電力過剩，晚高峰時(shí)段供不應(yīng)求，電力供需時(shí)段性失衡導(dǎo)致電力市場(chǎng)出現(xiàn)短期失靈，典型表現(xiàn)就是山東風(fēng)光裝機(jī)和電量占比遠(yuǎn)不如德國(guó)，負(fù)電價(jià)小時(shí)數(shù)卻遠(yuǎn)超德國(guó)。這種情況下必須發(fā)展調(diào)節(jié)電源，減緩個(gè)別時(shí)段電力供需矛盾，但調(diào)節(jié)電源的發(fā)展必須依賴大的價(jià)差，否則調(diào)節(jié)電源不盈利，沒有投資方愿意投資。目前我國(guó)的現(xiàn)貨高低價(jià)限制還是太緊，適度擴(kuò)大價(jià)差，促進(jìn)調(diào)節(jié)電源建設(shè)，可以緩解我國(guó)電力系統(tǒng)時(shí)段性供需失衡問題。
二是構(gòu)建大范圍、多層級(jí)平衡體系，協(xié)同促進(jìn)新能源消納。我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)省間市場(chǎng)建設(shè)，將省間市場(chǎng)建成為類似歐洲統(tǒng)一電力市場(chǎng)的頂層調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)一步打通省間互濟(jì)“最后一公里”。同時(shí)在省內(nèi)考慮類似平衡社區(qū)機(jī)制，在現(xiàn)有的省級(jí)平衡基礎(chǔ)上，增加下層的平衡機(jī)制，充分利用省內(nèi)智能微電網(wǎng)、虛擬電廠、新型儲(chǔ)能等新型主體，緩解省級(jí)調(diào)度的平衡壓力，構(gòu)建省間、省級(jí)、省級(jí)以下大范圍、多層級(jí)平衡體系。
三是根據(jù)國(guó)情推動(dòng)新能源入市發(fā)展。德國(guó)的電價(jià)較高，市場(chǎng)機(jī)制成熟，新能源消納的外部硬件、軟件條件基礎(chǔ)較好，新能源比較適合全電量入市。我國(guó)電價(jià)相對(duì)較低，電力市場(chǎng)機(jī)制尚需要在實(shí)踐中進(jìn)一步修改完善，調(diào)節(jié)資源也不夠豐富。為了保障新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，更應(yīng)該發(fā)揮機(jī)制電價(jià)等非市場(chǎng)化保障手段的作用，確保平穩(wěn)過渡，隨著外部條件的完善再逐步退坡機(jī)制電價(jià)。
我國(guó)新能源全產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)取得了巨大成就，打造了我國(guó)出口“新三樣”，創(chuàng)造了巨大的產(chǎn)值和大量寶貴的就業(yè)機(jī)會(huì)，已經(jīng)成為我國(guó)最重要最龐大的支柱型產(chǎn)業(yè)之一。我國(guó)新能源要進(jìn)一步發(fā)展，更需要我們認(rèn)真研究，為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展掃除障礙。從德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來看，我國(guó)電力系統(tǒng)仍然有很大的韌性和消納空間，仍以山東為例，如果通過深化改革達(dá)到德國(guó)現(xiàn)有的消納水平，風(fēng)光新能源到2035年仍有約2億kW的發(fā)展空間。
