相比西班牙、美国等传统风电发展国家的市场表现而言,2013年的德国风电发展无疑取得了更大进步。2013年,在德国上半年风电发展统计数据出来时,德国业内就预测该国在这一整年的发展情况都会高于以往平均水平,而这一预测在年底也得到了证实。根据德国DEWI公司所提供的数据,截至2013年年底,德国陆上风电新增装机容量大约为2997兆瓦,这一新增装机容量成绩只有在2002年被超越过。另外,加上在北海海域595兆瓦的海上风电新增装机容量,德国过去一年以总装机量3592兆瓦的成绩创下新的记录。
根据德国风能协会的统计,2013年,德国所生产的电力中有506.7亿千瓦时是来自风电,这些数据是根据分布式电网运营商的年度报告统计出来的,最终数据一般情况下都会滞后几个月。
成绩分析
德国过去一年风电发展所取得的重大进展有多方面的原因。首先,风电机组设备更新和海上风电发展所占份额越来越重大;其次,德国其他一些风电新兴发展州区对风电的有效利用也发挥了不少作用;再次,关于要修订可再生能源法案(EEG)的讨论也对德国风电发展产生了很大影响,很多风电项目规划都开始加速冲击,以在现有可再生能源法案框架下(EEG2012)依然获得有利补贴。
具体而言,从德国风电机组制造商提供的信息来看,德国2013年新安装的机组数量是1296台,总装机容量为3591.71兆瓦,比上一年同期增长47%。而且正如上面所提到的,翻新项目在2013年的新增装机中所占份额不小,加上项目设备更新奖励证书的使用,总更新项目份额大约占到20%。在海上风电领域,一共安装了143台风电机组,装机容量为595兆瓦,这样,德国的海上风电累计装机容量达到了915兆瓦(一共219台机组),其中有520兆瓦的装机项目已经并网。德国2013年风电装机以及历年风电装机情况见图1、图2。到2013年底,德国风电累计装机容量达到34660兆瓦,装机台数为23875台。风电利用区域分布情况
仔细观察一下德国不同联邦州的风电新增装机分布,很明显的一点是,石勒苏益格-荷尔斯泰因州(石荷州)的装机量依然是排第一,装机量为428兆瓦,接下来是莱茵兰-普法尔茨州(406兆瓦)、梅克伦堡-前波美拉尼亚州(401兆瓦)、下萨克森州(384兆瓦)和勃兰登堡州(261兆瓦)。
机组设备更新
2013年,德国一共有256台风电机组在设备更新项目中安装,容量达到726兆瓦(2014年2月统计数据)。对于这些新增装机,涉及339台风电机组被撤换。大部分被替换掉的老风电机组单机容量都在600千瓦以下,也包括一些1.5兆瓦级别的机组。这些老机组大部分都被单机容量为3兆瓦的新机组替换。设备更新项目主要集中在沿海的石荷州和下萨克森州。但是,在内陆的一些州区也有设备更新项目,尤其是在莱茵兰-普法尔茨州。很多设备更新项目都是大规模的,也有部分更换个别风电机组的小项目。当然,除了在设备更新项目范围内看到新增装机容量,我们也可以看到这些新增项目所产生的装机容量净增长量。从图3可以看出,设备更新项目新增装机已经占据非常重要的地位,而且在多个州区的新增装机份额占比很大。
对于设备更新项目需要注意的一点是,自从2012年德国可再生能源修订案(EEG2012)生效以来,对设备更新项目做了新的规定,即老的风电机组通常要以1:1的比例替换,这也就是说,每台老的风电机组可以被一台新机组所替换。对于设备更新统计数据来说,这也意味着会出现这样的情况:风电机组的更换实际上会涉及2个不同的设备更新项目。譬如,由于空间和其他法规方面的原因,如果一个风电场现有的10台风电机组只能被6台容量更大的现代风电机组所取代,那么其他4台风电机组的设备更新补贴将被转移到另一个风电场,只要这些风电场都位于同一个或者邻近的区域内。在可再生能源法案的框架下,这意味着涉及2个设备更新项目,包括旧的风电场和新的风电场。这使本来就困难的数据搜集工作和设备更新评估工作更加复杂。
海上风电
2013年,德国海上风电新增装机容量为595兆瓦,安装海上机组共143台,这些机组主要是安装在德国北海海域的BardOffshore1风电场,Riffgat风电场,Meerwind风电场以及TrianelWindparkBorkum风电场。自从2013年秋季BardOffshore1风电场建设完工以来,该项目大约有400兆瓦的新增风电接入电网。Riffgat风电场本来已经在去年上半年就已经完工,但是安装30台机组、总装机容量108兆瓦的该项目到去年年底仍未接入电网。和Riffgat风电场处于相同境况的还有Meerwind风电场和TrianelWindparkBorkum风电场,他们在年底也没有并入电网。
风电机组供应商
2013年,德国风电机组制造商市场份额排名前三的企业依然是Enercon、Vestas和Senvion(原REpower),分别为41.5%、16.7%和13.5%,接下来依次是Siemens、Nordex、Bard、Aveva、GE等。与2012年相比,GE、Siemens和Areva的市场份额都明显地上升了。
从图4可以看出,德国排名靠前的制造商里面,陆上风电市场份额占比高的企业,在海上风电市场不一定有同样好的成绩,Enercon是一个典型的例子。虽然Enercon在市场总装机中的份额占到了41.5%,在陆上风电市场装机中的份额更是达到了49.7%,但是其在海上却没有装机成绩。与Enercon表现比较相似的公司还有Vestas、Nordex、GE等。不过,Vestas与日本MHI成立的合资公司MHIVestas在2013年下半年已经推出了其用于海上风电领域的V164-8MW样机。2014年2月,MHIVestas向丹麦政府机构提交了VellingMarsk项目的计划申请书,提及可能会研制200米风轮直径的10兆瓦风电机组。由Vestas和开发商EnergicenterNord共同向德国政府提交的申请里计划安装的机组为4台。这4台机组有可能全部为V164-8MW机组,但也可能使用一台V200-10MW机组。
很明显,Vestas在日益增长的德国海上风电市场绝不会无动于衷,其合资公司目前研发的8兆瓦样机已经是全球最大的海上机组,对德国乃至欧洲的海上风电投资者都有相当的吸引力。
与Enercon相反,Siemens在海上风电装机中的表现远远超过其陆上风电市场。2013年,Siemens在海上风电市场占据了大半壁江山,在陆上风电方面的份额仅为1.3%。而且,今年5月,Siemens还公布将于2020年前推出10兆瓦海上风电机组。和Siemens一样,将战略重点放在海上风电领域的还有Areva和Bard公司,这三家公司目前几乎垄断了德国整个海上风电市场。
可再生能源改革
自从2000年初德国联邦众议院和参议院通过《可再生能源法》(EEG2000)后,德国风电等可再生能源有了重要的法律基础。从2000年到2012年,德国《可再生能源法》经过了数次修改和完善。包括2004年的EEG2004,2008年通过的EEG2009,法律条款也由最开始的12条扩充为66条,并形成了较完备的框架。2011年6月,德国通过了2012年修订版《可再生能源法》,即EEG2012,之后还有两次局部修订。
根据EEG2012中第一部分的第一节,新的可再生能源法旨在促进能源供应的可持续发展,尤其是为了保护气候与环境,从而降低能源供应在促进国民经济发展方面的成本,节约化石能源并促进可再生能源发电技术的长远发展。根据EEG2012第一部分第二节的内容,德国电力供应中可再生能源发电的比例到2020年要达到35%,到2030年达到50%,到2040年和2050年分别达到65%和80%。
EEG2012对德国陆上和海上风电的补贴政策都作出了非常详细的规定。对于2013年1月1日前完成安装调试并投入使用的陆上风电场,将依据其地理位置与参考资金收益率,前5年提供每千瓦时8.93欧分(约0.76元/千瓦时)的初始上网电价,如果项目延长补贴,依然是8.93欧分,在这之后电价按照基础电价每千瓦时4.87欧分(0.41元/千瓦时)来执行。此外,对于50千瓦以下的小规模风电项目,也执行每千瓦时8.93欧分的上网电价。陆上风电场并网技术设施和风电项目扩容改造还分别享有每千瓦时0.48欧分和每千瓦时0.5欧分的奖励。
对于海上风电,企业可以选择两种不同模型。普通模型在前12年内的上网电价为每千瓦时15欧分(约1.27元/千瓦时);选择压缩模型,在前8年内的上网电价为每千瓦时19欧分(约1.6元/千瓦时)。不管是哪种模型,分别在投产12年或8年后要根据场址条件决定是否可延长补贴,压缩模型在延长期内执行与普通模型相同的每千瓦时15欧分的电价。之后,海上风电电价则按基础电价每千瓦时3.5欧分(约0.3元/千瓦时)来执行。自2018年开始,每年开发的新项目电价在前一年基础上下降7%。
EEG2012的正式实施极大地促进了德国可再生能源包括风电的发展。根据德国风电及水产业协会(BDEW)的统计,2013年德国可再生能源所提供的电力占比上升到有史以来最高水平——23.4%,风电、光伏等产业得到了前所未有的增长。
然而,2013年底德国大选后,由联盟党和社民党组成的大联合政府在2014的主要任务转移到处理好能源转型与经济发展之间的不平衡和矛盾上来,关于EEG2012的修订工作也逐渐提上日程。
对于默克尔政府而言,之所以要修订EEG2012,是部分人认为德国可再生能源发展“实在过快”。譬如2014年第一季度,德国可再生能源发电占整个电力总额的27%。另外,德国新一届政府将能源政策从环保部拨出划归经济部,社民党主席加布里尔出任联邦副总理兼经济与能源部长,成为引导德国未来经济与能源转型走向的“超级部长”。加布里尔在谈到可再生能源法案修订的原因时,认为德国可再生能源电力发展远远超过了该国电网的发展速度,同时消费者的电费上升过快,电力市场功能失调。
不过,默克尔政府强调,发展可再生能源的道路不会改变,这是目前跨党派达成的共识。德国面临的问题不是要不要发展可再生能源,而是如何发展。新政府提出了平衡能源政策目标的“三角关系”——生态环境承受力、能源供应安全和能源可支付能力,并决定在2014年制定一个关于提高能源利用效率的国家行动计划,对太阳能、生物质能、陆地风能、海上风能等可再生能源进行合理布局和规划。对此,默克尔总理指出:“我们不是为了要在任何地方都利用风能,风能的扩大利用必须在有成本优势的地方进行。”
2014年1月,德国推出了可再生能源新法案(EEG2014)草案,草案主要对可再生能源发电站的支持引入“容量上限”概念,从而意图在2015年之前,将EGG2012框架下的所有可再生能源技术的平均资金支持成本从每千瓦时17欧分降低至新法案下的每千瓦时12欧分。草案对陆上风电和海上风电都做出了容量上限控制与补贴机制改革的修订。
陆上风电
(1)在2017年前的第一阶段,通过灵活限额机制间接控制每年新增装机容量,使其保持在240万千瓦-260万千瓦之间;
(2)取消所谓的对旧机组翻新升级奖励以及风电场并网技术设施奖励;
(3)以两步参考电量模式来减少对风能资源丰富区的过度补贴。具体方法是:a.上网电价模型包括初始电价和基本电价两部分,执行期总和为20年。b.初始电价水平将由立法确定,执行期设为5年。c.第6年将依据该风电场前5年经营情况修改电价:发电量低于参考电量的77.5%,初始电价将继续执行15年;超过参考电量的130%,初始电价立即终止;介于两者之间的通过线性插值法确定初始电价延长时间。d.初始电价终结后,执行每千瓦时4.95欧分的基本电价;
(4)新法案执行的结果是要使2015年对陆上风电20年平均资助水平在2013年的基础上降低10%到20%;
(5)新投产机组上网电价补贴实现阶段性递减,递减率与过去12月的新增装机量挂钩并每季度调整一次:如果新增装机控制在区间内,每季度的递减率约0.4%,相当于每年1.6%;如果在区间外,则以20万千瓦为台阶增加或减少电价递减率;
(6)2017年以后,将通过招投标方式来确定对陆上风电的财政补贴标准。
海上风电
(1)将2020年和2030年海上风电发展目标分别从1000万千瓦和2500万千瓦大幅降低至650万千瓦和1500万千瓦;
(2)2020年前通过并网确认直接控制容量增长;(3)2030年之前通过招投标或者其他经济有效的市场机制控制容量增长;
(4)海上风电上网电价由初始电价、基本电价和0.4%的直接营销奖励组成,执行期总和为20年。初始电价普通模型是2017年前新投产机组初始电价为每千瓦时15欧分,之后每年递减0.5欧分。初始电价压缩模型则延长至2019年底,即2017年前新投产机组初始电价为每千瓦时19欧分,2018年为18欧分,2019年为17欧分;
(5)初始电价的执行时间由海上风电离岸距离、水深等共同确定,到期后执行海上风电基本电价。
7月24日,欧盟委员会通过了德国《可再生能源法案》修订案(即所谓的EEG2014或者EEG2.0),该法案将于2014年8月1日实施。当然,对于德国能源改革和欧洲能源市场的一些重要问题,还有待在后续的立法会议中进一步敲定。
从总体内容而言,相比EEG2012,EEG2014主要进行了几个方面的修订。(一)强制性的直接销售义务。绝大部分可再生能源发电站不再采用固定电价,电力供应商直接在市场上售电,并将以电力市场价格的溢价模式获得资助。(二)采取招标形式的财政支持。从2015年开始将组织一批地面光伏电站的示范招标项目,并以此来确定补贴水平和招标参与方各自的资助额度。到2017年,将以招标形式来决定财政资助。(三)小规模的装机(100千瓦以下)项目将继续受益于固定电价,也没有强制要求在市场销售。之前草案出来的时候,德国业内认为,可再生能源修订改革将主要对中小型发电商产生影响。对于小型企业和市民合作社来说,如果没有长期的FIT担保机制,他们承担不起巨大的投资风险。(四)用电密集型企业以及自发自用电力运营商的可再生能源附加费用将减少。
总之,EEG2014推出的主旨是固定上网电价将在2018年之前逐渐退出电力市场,取而代之的是竞争性招标等系统。此外,改革的另一大改变是直接营销模式的引入,以促进可再生能源的市场一体化。