德国微电网项目的发展及对中国的监管建议
德国能源转型的进展及其对中国的启示
德国能源转型的进展及其对中国的启示陶光远【期刊名称】《电器工业》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】2页(P38-39)【作者】陶光远【作者单位】中德可再生能源合作中心【正文语种】中文德国能源转型是从2000年开始的，现在大家认为1.0版已经走到头了，在德国能效大会上，正式提出了所谓德国能源转型的2.0版。
一、中德可再生能源合作中心中德可再生能源中心是由德国能源署和中国可再生能源协会联合成立的，中方主任是原科技部秘书长、国务院参事、中国可再生能源协会理事长石定寰教授；德方由德国能源署总裁科勒先生担任。
德国能源署是和由德国政府及德国四个最大金融机构联合成立的，在2000年正式成立。
2000年德国正式决定用半个世纪的时间告别化石能源和核能时代，进入可再生能源时代，成为世界上第一个进入可再生能源时代的工业大国。
为了实现这个任务，成立了德国能源署。
德国能源署的工作范围实际上是所有跟二氧化碳减排有关的事宜，包括工业节能、建筑节能、交通运输节能，包括了所有的可再生能源的发展。
现在的重点是可再生能源发电并网，这也是德国能源转型2.0版要解决的核心问题，甚至有人说是全部问题。
德国能源署从事的工作包括制定标准、市场激励、研究、规范、德国建筑的能耗证书开发。
二、德国政府能源政策目标人们常说的12个指标：第一，温室气体排放，到2050年相对于1990年减少80%，到2020年减少40%，这里不是按单位GDP，是按绝对量的减少，不是所谓排放强度的减少。
德国经济还在持续的发展，每年百分之几的量，虽然没有中国那么快，但是还是在发展中，每年增速大约在2%、3%左右。
第二，初级能源的消耗要减少，在节能上要下很大功夫，在能源的效率方面，要得到极大的提高，每年大概提高2%左右，建筑物的热需求要大规模减少，德国的建筑能耗在国家整个能耗中大概占1/3左右，减少建筑采暖能耗非常重要，比如：中国第一个被动房，在秦皇岛建成的在水一方，这个房子不用暖气，最冷稍微有一点空调就可以，建筑能耗大概减少了85%，大部分时间连空调都不用开，这部分工作量非常非常大，基本上每年对德国2%的建筑进行节能改造。
德国储能发展现状及对中国的借鉴意义
德国储能发展现状及对中国的借鉴意义能源转型对于减少碳排放至关重要。
2020年上半年，德国可再生能源占该国净发电量的比例已超过55%。
因此，为解决和平衡可再生能源占比不断提高情况下带来的电力波动性、间歇性这一问题，我们亟需创新的解决方案和商业模式。
近年来，德国储能市场十分活跃，尤其是在支持电力市场辅助服务和家庭应用方面更是如此。
该研究报告聚焦于储能这一重要主题。
报告描述了储能在德国所发挥的作用以及支持其发展的政策框架，并提供了不同储能应用的具体案例。
1 执行摘要过去几年，在可再生能源和储能技术成本降低的双重推动下，储能行业发展相当迅速，尤其是得益于迅猛发展的电动汽车电池技术。
储能是促进能源系统实现气候中性转型的重要驱动因素，同时储能还可以与其他能够提升高比例可再生能源电力系统灵活性的技术相结合，例如电网扩容、需求响应和能源效率技术。
抽水蓄能系统和热储能系统与集中式太阳能电站相结合，已显示出通过大容量储能提供灵活性的能力。
通过提供网络服务和优化输配电网，电池储能系统以及尚未得到广泛应用的储能技术如压缩空气储能越来越多地显示出在提升灵活性方面所作出的贡献。
电池储能不仅在大规模应用中意义重大，在电表后端需求侧这一小规模应用领域的作用同样不容忽视，其市场也在不断扩大。
储能系统在德国越来越普及，一方面是由于德国电价较高；另一方面，光伏与储电相结合降低了自发自用的发电成本，因此独立用户对储能相关的解决方案很感兴趣。
但是，这一发展趋势必须是有利于电网优化的，否则就必然要求电网的大规模扩容。
在本报告第四章中，我们将选择15个储能系统的应用案例（其中大部分是德国案例）进行详细分析。
表1展示了入选案例分属的类别：本报告详细地探讨了三个商业案例：大规模储能对电网频率调整的贡献、利用储能系统优化光伏电力自发自用、储能参与电力现货市场。
储能在能源系统转型方面发挥着重要作用。
然而，大规模储能容量并不一定是成功实现能源转型的先决条件。
德国能源互联网项目总结及其对我国的启示_尹晨晖
第39卷第11期电网技术V ol. 39 No. 11 2015年11月Power System Technology Nov. 2015文章编号：1000-3673（2015）11-3040-10中图分类号：TM 72文献标志码：A 学科代码：470·40德国能源互联网项目总结及其对我国的启示尹晨晖1，杨德昌1，耿光飞1，范征2（1．中国农业大学信息与电气工程学院，北京市海淀区 100083；2. 德国华人新能源协会，德国柏林市 10119）Summary of Energy Internet Projects in Germany and Its Enlightenment to ChinaYIN Chenhui1, YANG Dechang1, GENG Guangfei1, FAN Zheng2(1. College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University, Haidian District, Beijing 100083, China;2. Chinese Association for Renewable Energy in Germany E.V., Berlin 10119, Germany)ABSTRACT:Conversion and interconnection of multiple energies has become the main energy development form in China. In this paper, typical feature and basic framework are proposed based on summaryof three different development ideas of Energy Internet. Then, operating experience of Energy Internet projects in Germany is analyzed from perspectives of goal setting, physical structure, management strategy, actual results, etc. Moreover, theirenlightenment to China is also summarized in detail. Finally, key technologies andimplementation roadmap of Energy Internet construction in China are presented based on advanced technologies and current energy situation.KEY WORDS:energy internet; E-Energy; pilot project; key technology; implementationroadmap摘要：多种能源之间的转化和互联已成为我国能源发展的主要形式，在总结能源互联网3种发展思路的基础上，归纳提出了能源互联网的基本特征和架构体系；然后从目标设定、物理结构、管理策略和运行成果等方面详细分析了德国能源互联网建设的现状，总结了相关的经验及其对我国能源互联网建设的启示；结合当前我国能源互联网的高新技术和发展现状，提出了我国能源互联网建设的关键技术和实施路线。
德国需求侧资源利用模式及其对我国的启示
1
德国需求侧资源的分类
德国需求侧资源的控制手段分为 3 类： 手动， 半 自动和全自动。手动调节多用于日常的家庭电器， 用户可根据电价信息， 对家用电器的工作时间进行 相应的调整； 半自动调节是基于不同的电价信息， 用过设定标准的用电模式对用电设备进行预先编 程； 全自动模式则不需要任何的人为干涉， 相应用 电设备会根据电价信息自动响应。德国典型的需 求侧资源的分类如下［3 4］。 （1）储热加热器。由于储热的成本较低， 且技 术相对比较成熟， 因此， 储热加热器的基本原理就 是将电量转化为热量并进行存储， 其可以充分利用 电价的波动， 优化储能的利用方式， 把供电和供热
Vol.19， No.2 Mar.， 2017 POWER DSM | 61
进行结合。目前储热加热器是德国建筑中应用范 围最广的储热设备， 随着各种分布式电源的建设， 利用储热加热器也可以吸收新能源的剩余电能， 是 提高新能源消纳的重要手段， 在德国建筑中， 储热 热水器消耗的电能大约为 27 TWh。 （2）电热水器。主要应用于制备热水， 利用电 能使冷水升温用来淋浴、 洗手、 洗碗等。通过需求 侧响应可以使得负荷曲线更加均匀化。如果电热 水器中内置一个热储能设备， 则可以在负荷较低的 时候提高负荷用电给水加热， 并把其储存起来， 即起 到了 “填谷” 的效果。没有内置储能设备的电热水器 也可以通过错开使用高峰来达到均匀负荷的作用。 （3）水暖供暖的循环泵。水暖供暖系统的热 量主要由燃烧油气来获得， 在循环泵中可以实现需 求侧响应的电能则被称为辅助能源， 其用来驱动泵 的运行， 管路中的热水则有泵驱动， 并且分配到建 筑的不同区域。在德国， 循环泵每年的耗电量约为 15 TWh， 占据德国总电耗的 3.5%， 相当于德国铁路 和城市有轨电车耗电量的总和。 （4）空气调节系统。尽管在空气调节系统中不 存在储能设备， 但是一个需要进行空气处理的房间 或者一栋楼却可以当作一个储电设备来分析， 空气 则是储能设备的媒介， 空气质量可以看作是电池充 放电状态的指示器。当室内空气良好的时候， 可以 认为电池处于充满状态， 此时， 人们可以关闭空调 系统或者让其处于低功率运行状态， 直到室内空气 状态处于允许的临界值以下， 该过程可以被认为是 电池的放电过程， 当空气状态达到临界值时， 电池 处于放空状态， 此时则需要开启空调设备， 对 “电 池” 进行 “充电” ， 来提高室内空气质量。 （5）家电设备。家电设备的需求侧响应不通过 使用储能设备来影响负荷曲线， 而是基于用户侧的 个体行为， 通过改变其使用电器设备的方式使得削 峰填谷或者其他目的得以实现。德国典型家电设 备主要有洗衣机、 烘干机、 洗碗机、 冰箱、 烤箱等， 这 些电器的功率都比较小， 即使把所有电器聚合起 来， 因为这些电器设备的使用的同时性不高， 平均 每用户可调的潜力很小。德国典型家用电器的调 节能力如图 1 所示。
德国能源转型关键项目对我国能源政策的借鉴意义
德国能源转型关键项目对我国能源政策的借鉴意义
北极星输配电网讯:
世界各国都积极开发可再生能源，德国更是其中翘楚。
德国自2000 年4 月1 日实施《可再生能源法》以来，可再生能源发展迅速，相比德国对可再生
能源的重视与推动力度，我国还相差甚远，我国若能借鉴德国可再生能源发展
范式，对促进我国可再生能源的开发利用一定大有裨益。
二、德国能源转型的关键项目
德国是当今世界发展绿色能源的翘楚，可再生能源发展成效显著，现迎
来重要转型期，10 大关键项目已提上议事日程。
（一）十项能源议程概况。
这10 项议程主要包括：可再生能源立法、欧洲气候与2030 年的能源框架、欧洲排放交易改革、电力市场计划、效率策略、建筑策略、输电网、配电网、监管、平台。
（二）关键项目对德国能源转型的效用。
1.完成气候目标，实现低碳环保。
2.解决能源短缺，盘活电力市场。
3.增加就业机会，提高绿能产值。
三、德国能源转型关键项目的启示
德国政府对可再生能源的重视与推动力度，世人有目共睹。
联邦经济部
和能源署在能源转型中扮演着重要角色。
（一）开发可再生能源的必要条件：
1.规划与愿景。
面对日益增加的可再生能源份额，联邦政府积极制定了电力市场计划。
德国联邦政府已在2010 年9 月重新设定了2050 能源规划愿景（Energiekonzept2050），打算在2020 年可再生能源发电量达到所有能源发电总量的35%，在2050 年超过发电总量的80%，而我国具体的可再生能源规划目标。
德国微电网项目的发展及对中国的监管建议
Germany’s past: Vertically integrated monopolies prevent innovation 德国的过去：垂直一体化的垄断阻碍了创新
Generation 发电
• No competitive power markets until 1998 直到1998年才出现有竞争性的电力市场
• Innovative spirit 创新精神
• Merging of different markets: e.g. digital music, applications, smart phones 不同市场的合并：比如数字音乐、应用程序和智能手机
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Why regulation matters! – The example of power grid fees 为什么监管很重要！——电网费用的例子
Increasing renewable energy share 不断增加的可再生能源比例
Aging of conventional power plants 传统发电厂的老化
Unstable grids due to renewables 可再生能源导致的电网不稳定
Inefficient use of renewables 对可再生能源的使用效率低
Smart grids become thinkable! 智能电网成为可以想象的事情！
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The energy market’s pluralism of today 当今多元化的能源市场
Transparent background = Established Market Actors 透明背景 = 已确立的市场参与者
power to the true believe‖. ―我们需要Growian(…)，我们要证明这是行不通的。‖（…）以及―Growian（可能成 为）一种教学模型，可以让核能反对者转变为真正的信仰者。‖
国内外电网投资监管发展探讨
国内外电网投资监管发展探讨电网是现代工业社会不可或缺的基础设施，对国家经济发展和人民生活起着至关重要的作用。
本文将探讨国内外电网投资监管发展，并从政府监管、市场竞争和技术创新等方面进行分析。
一、政府监管电网是国家重要的基础设施，其建设和运营需要政府的监管和管理。
国内外政府在电网投资监管方面采取了不同的政策和措施。
在国外，一些国家采取公共事业监管模式，即政府设立专门的监管机构，负责电网的规划、建设、运营和监管工作。
这些机构通常独立于政府和电网运营商，具有一定的自主决策权和独立审批权，以保证电网建设和运营的公平性和合规性。
在中国，电网投资监管主要由国家能源局和地方政府负责，通过制定政策、规划和监管指导，对电网投资进行规范和管理。
国家能源局根据国家电力发展规划，制定电网建设和运营的政策和措施，促进电网建设和运营的合理化。
二、市场竞争电网建设和运营是一项复杂而庞大的工程，需要巨大的资金投入和技术支持。
在国内外电网投资监管发展中，市场竞争起着重要的推动作用。
国外一些国家鼓励多个企业参与电网建设和运营，通过竞争机制提高电网建设和运营的效率和品质。
这些国家建立了开放的市场竞争机制，允许不同企业参与电网建设和运营，通过竞争来提高服务质量和效率。
中国在电网建设和运营方面采取了公共事业的模式。
国家电网公司作为国有企业，具有垄断地位，并享有主导权。
随着电力市场的逐步开放和电力体制改革的推进，国内电网投资监管也面临着市场竞争的压力。
一些地方政府鼓励民间资本进入电网建设和运营领域，通过市场竞争来提高电网建设和运营的效率和服务质量。
三、技术创新电网建设和运营需要不断引入先进的技术和设备，以提高电网的运行效率和可靠性。
国内外电网投资监管发展中，技术创新是一个重要的推动因素。
在国外，一些国家通过鼓励技术创新和研发，促进电网建设和运营的现代化。
这些国家在电网投资监管中鼓励企业投入资金和资源，开展新技术的研发和应用，提高电网的技术水平和竞争力。
德国能源市场波动及对我国的启示
德国能源市场波动及对我国的启示德国地处欧洲中部，是欧洲第一大经济体，其煤炭资源丰富，长期以来能源消费依赖煤电。
自上世纪90年代起，德国开始推行能源转型政策，目前可再生能源发电量已超过45%，占比世界领先。
德国电力市场化改革同样遵循“放开两头、管住中间”原则，在发电侧和售电侧引入竞争。
因此，由于德国能源结构转型与电力市场设计与我国具有高度的相似性，其在面临欧洲能源市场发展下受到的影响及应对举措，可为我国能源转型背景下的电价上涨等问题带来参考及启示。
德国电力体系基本情况电源结构德国自然资源较为贫乏，约2/3的一次能源需进口。
除硬煤、褐煤储量丰富之外，德国在原料供应和能源方面很大程度上依赖进口。
以天然气为例，2020年德国天然气进口量占总产量的97%。
近年来，德国可再生能源发展迅速，2020年，德国总发电量为5820.0亿千瓦时，其中可再生能源发电量达2638.0亿千瓦时，占总发电量的45.3%，同比增加3.4%，可再生能源发电量和发电占比均创新高。
其中，风电占比22.5%、水电4.3%、太阳能8.7%、生物质等其他可再生能源9.9%。
2016年以来，陆上风电、光伏发电和海上风电占比增长较快，生物质能发电和水电占比保持平稳（见图1）。
电网发展情况德国共有4家输电企业（TenneT、50Hertz、Amprion和TransnetBW）及近800家配电企业，以380~400千伏输电线路作为网络主干；辅之以220～275千伏输电线路作为支撑。
由于德国新能源装机容量较大，风、光出力波动明显，除了依靠本国硬煤、燃气发电调节外，还与很多邻国进行电力交互。
德国电力市场概况德国电力市场改革选择“一步到位”，发电、输电、配电分开，电力零售侧全面放开，终端用户可以自由选择售电商。
最终形成了如今四大发电集团（E.on、RWE、Vattenfall、EnBW）和四大电网调度区域（Tennet、50hertz、Amprion、TransnetBW）的格局。
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1997
1999
所有电信业务
2001
Telecommunication in all
2003
2005
2007
2009
2011
固定电话和互联网
手机通讯
2013
Landline and internet
Mobile communication
• Furthermore: increasing number of products, services and competitors 此外：产品、服务和竞争者都在不断增加
Consumer price indices for telecommunication services in Germany 德国电信服务消费者价格指数
1996: Telecommunication Act 1996年： 《电信法》
300
2010 = 100
250
200
150
100
50
0 1995
Industrial customers
Grid fees (volume-weighted mean value at 1st April, 2010) 电网收费（2010年4月1日用量加权平均值）
Share of grid fee in electricity price 电网收费占电价的比重
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No existent idea of smart grids yet 当时还不存在智能电网的概念
Smart grids were even unthinkable! 智能电网更是连想都不敢想！
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The beginning of the present: Opening the market for
power to the true believe‖. ―我们需要Growian(…)，我们要证明这是行不通的。‖（…）以及―Growian（可能成 为）一种教学模型，可以让核能反对者转变为真正的信仰者。‖
*Große Wind-Anlage,
• english: Big Wind Turbine
*Große Wind-Anlage,即大型 风力涡轮机
Smart Grids in Germany – Status of Discussion and Perspectives for Development
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Why regulation matters! – The success story of the
telecommunication sector 为什么监管很重要！——电信行业的成功故事
• Innovative spirit 创新精神
• Merging of different markets: e.g. digital music, applications, smart phones 不同市场的合并：比如数字音乐、应用程序和智能手机
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Why regulation matters! – The example of power grid fees 为什么监管很重要！——电网费用的例子
2005: BNetzA becomes supervisor of power grid fees 2005年： BNetzA 成为电网收费的监督部门
家庭客户（基本供应的规定）
商业客户
工业客户
Household customers (basic supply provision)
Commercial customers
Germany’s past: Vertically integrated monopolies prevent innovation 德国的过去：垂直一体化的垄断阻碍了创新
Generation 发电
• No cBiblioteka mpetitive power markets until 1998 直到1998年才出现有竞争性的电力市场
―We need Growian (…), in order to give proof that it doesn’t work.‖ (…) And:
―Growian [would be] kind of a pedagogical model, to convert opponents of nuclear
Trade/ Storage 交易/储电
Regulation 监管
Distribution 配电
Free competition Retail
• Formerly 9 vertically integrated power companies in Germany 之前德国有9家垂直一体化的电力公司
• Regional monopolies with regulated prices
Transmission
区域性垄断，电价受管制
输电
• No innovative spirit, RWE member of management board Günther
Klätte about the first German wind turbine ―Growian*‖ of 1983 one
Distribution 配电
Supply 供电
year ahead: 没有创新精神，1983年德国有了第一个风力涡轮机―Growian*‖，此前 一年莱茵集团（RWE）管理委员会成员Günther Klätte提及此时曾说 ：
Microgrids and Energy Storage Projects in Germany – Status of Discussion and Perspectives for the Development of Regulatory Recommendations for China 德国的微电网和储能项目—— 状况探讨、发展展望及给中国的监管建议
competition and innovation 目前情况开始于：开放市场，欢迎竞争和创新
Free competition Wholesale
自由竞争 批发
Generation 发电
Regulation 监管
Transmission 输电
Free competition Wholesale
自由竞争 批发