中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：面對(duì)氣候變化的緊迫挑戰(zhàn)和能源安全的現(xiàn)實(shí)需求，歐洲電力系統(tǒng)正在經(jīng)歷前所未有的深刻變革。作為現(xiàn)代歐洲經(jīng)濟(jì)的生命線，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不僅承載著能源轉(zhuǎn)型的重要使命，更是確保能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)鍵紐帶。本文基于歐洲智庫對(duì)32個(gè)歐洲電力輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）的深度調(diào)研，全面分析了歐洲電網(wǎng)在新能源轉(zhuǎn)型過程中面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，為電力行業(yè)投資者提供專業(yè)參考。
歐洲的電力網(wǎng)絡(luò)誕生于化石燃料時(shí)代，當(dāng)時(shí)的人們無法預(yù)見今天可再生能源項(xiàng)目的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，更無法預(yù)見到工業(yè)、家庭和交通的廣泛電氣化需求。如今的電力系統(tǒng)必須應(yīng)對(duì)未來十年供需更為迅速和深刻的變化。預(yù)測(cè)顯示，2023年至2035年期間，歐盟電力需求將增長(zhǎng)50%以上。與此同時(shí)，歐洲必須迅速用可再生能源取代化石燃料，以保持在氣候目標(biāo)范圍內(nèi)。
01
歐洲電網(wǎng)發(fā)展概況
電網(wǎng)體系架構(gòu)
歐洲電力輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)著規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)高壓電網(wǎng)的重任。目前，歐洲地區(qū)共有30多家電力輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商，覆蓋歐盟、英國(guó)、瑞士和挪威。多數(shù)國(guó)家擁有一家輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商，但也有例外——德國(guó)擁有四家，奧地利擁有兩家。這些運(yùn)營(yíng)商構(gòu)成了歐洲電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。
為確保電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，歐洲電網(wǎng)形成了層次化的管理體系。在地方層面，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)管理和維護(hù)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，而配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商則承擔(dān)地方配電網(wǎng)絡(luò)的管理職責(zé)。歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商協(xié)會(huì)（ENTSO-E）作為協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)整個(gè)歐洲大陸電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和協(xié)調(diào)管理。
新能源發(fā)展現(xiàn)狀
歐洲在可再生能源發(fā)展方面取得了顯著成就。2024年上半年，風(fēng)能和太陽能發(fā)電量首次超過化石燃料發(fā)電量，標(biāo)志著歐洲電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的歷史性轉(zhuǎn)折點(diǎn)。國(guó)際能源署已明確指出，歐洲國(guó)家必須在2035年前實(shí)現(xiàn)電力部門的脫碳化，才能為將全球氣溫上升控制在1.5攝氏度以內(nèi)做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
然而，發(fā)展的背后也隱藏著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。截至2024-2025年，在16個(gè)歐洲國(guó)家中，共有1700吉瓦的可再生能源和混合項(xiàng)目正在排隊(duì)等待電網(wǎng)連接。這些項(xiàng)目代表著數(shù)十億歐元的投資被擱置，從而阻礙了歐洲的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。更令人擔(dān)憂的是，2024年七個(gè)國(guó)家的可再生能源削減成本總計(jì)達(dá)到72億歐元，這一天文數(shù)字反映了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與可再生能源發(fā)展速度之間的嚴(yán)重不匹配。
02
電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制與挑戰(zhàn)
電網(wǎng)連接瓶頸
長(zhǎng)期排隊(duì)等待電網(wǎng)連接已成為可再生能源項(xiàng)目面臨的普遍問題。這一問題因缺乏嚴(yán)格的電網(wǎng)連接流程而變得更加嚴(yán)重，排隊(duì)隊(duì)列因"僵尸項(xiàng)目"的存在而被人為膨脹——這些投機(jī)性開發(fā)商提交的項(xiàng)目，以及一些開發(fā)商為了應(yīng)對(duì)漫長(zhǎng)的時(shí)間框架而提交多重電網(wǎng)連接請(qǐng)求，都加劇了排隊(duì)的緊張狀況。
調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，只有六家輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商披露了項(xiàng)目平均等待時(shí)間的易得數(shù)據(jù)。對(duì)于這些運(yùn)營(yíng)商而言，平均等待時(shí)間在1至5.5年之間（需要注意的是，一些項(xiàng)目面臨的排隊(duì)時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)超過平均水平）。
各國(guó)電網(wǎng)連接現(xiàn)狀對(duì)比：
在英國(guó)，能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)指出，項(xiàng)目在請(qǐng)求日期和連接報(bào)價(jià)之間的平均等待時(shí)間為5.5年。行業(yè)報(bào)告警告說，僅英國(guó)就有超過2400億英鎊的項(xiàng)目滯留在連接等待名單中，在某些情況下，這個(gè)等待過程可能長(zhǎng)達(dá)15年。
新能源削減問題
新能源削減是指由于電網(wǎng)限制和供需平衡需要而被迫降低可再生能源發(fā)電量的問題。這種現(xiàn)象不僅浪費(fèi)了寶貴的清潔能源資源，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
2024年歐洲主要國(guó)家可再生能源削減情況：
削減量和成本統(tǒng)計(jì)：
德國(guó)的削減成本尤為突出，2023年僅風(fēng)力發(fā)電削減一項(xiàng)就花費(fèi)了33億歐元，顯示出該國(guó)電網(wǎng)與可再生能源發(fā)展之間存在嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性不匹配。
系統(tǒng)穩(wěn)定性與運(yùn)行效率
現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)之一是如何管理可再生能源的高滲透率。風(fēng)電和太陽能光伏等可再生能源被歸類為非同步發(fā)電，因?yàn)樗鼈儾灰韵嗤念l率旋轉(zhuǎn)（在太陽能光伏的情況下根本不旋轉(zhuǎn)）。這可能對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因?yàn)殡娋W(wǎng)頻率取決于發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。
為評(píng)估不同輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前能夠以可再生能源形式運(yùn)行電網(wǎng)的程度，我們調(diào)查了系統(tǒng)非同步滲透率（SNSP）的情況。這種指標(biāo)衡量任何時(shí)刻系統(tǒng)中非同步（主要是逆變器供電）資源——即風(fēng)電和太陽能——的占比。
分析表明，大多數(shù)輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商目前沒有對(duì)可再生能源輸入設(shè)置上限，或者如果設(shè)置了上限，其水平足夠高，在目前不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際影響。然而，一些電力系統(tǒng)顯示出存在潛在上限的跡象。這可能是由輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商直接執(zhí)行的，但更可能是由于必須運(yùn)行的熱資產(chǎn)要求、發(fā)電機(jī)組缺乏靈活性或?qū)豳Y產(chǎn)提供電網(wǎng)服務(wù)（如慣性）的依賴所間接造成的。
03
電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式創(chuàng)新
動(dòng)態(tài)線路容量技術(shù)
動(dòng)態(tài)線路容量（DLR）是一種能夠減少輸電線路擁堵、優(yōu)化資產(chǎn)利用、提高效率并降低成本的技術(shù)。DLR使用傳感器確定何時(shí)溫度和風(fēng)況條件可以允許線路承載更多電力，可將容量提升至40%。這可以解決輸電線路上的短期瓶頸問題。
盡管DLR具有巨大潛力，但許多輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商仍處于該技術(shù)的試點(diǎn)階段。在19家被確認(rèn)使用DLR的輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商中，只有三家似乎完全實(shí)施了所有架空線路：比利時(shí)Elia、丹麥Energinet和斯洛文尼亞ELES。其他運(yùn)營(yíng)商，包括芬蘭Fingrid和立陶宛Litgrid，報(bào)告稱將在適當(dāng)時(shí)候擴(kuò)展到整個(gè)電網(wǎng)——這一步驟值得鼓勵(lì)其他輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商采用。
智能電網(wǎng)管理
西班牙案例：西班牙電網(wǎng)可再生能源控制中心（CECRE）
西班牙電網(wǎng)公司的可再生能源控制中心是全球首個(gè)專門致力于實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制可再生能源的項(xiàng)目，涵蓋4000多個(gè)可再生能源項(xiàng)目。該中心也是全球首個(gè)能夠控制所有10兆瓦以上風(fēng)電場(chǎng)的控制中心。
CECRE允許在安全條件下最大程度地整合可再生能源生產(chǎn)，特別是風(fēng)電。西班牙電網(wǎng)公司的控制中心具備對(duì)分配給它們的發(fā)電進(jìn)行控制、命令和監(jiān)控的能力，確保24/7功能運(yùn)行并保證項(xiàng)目與西班牙電網(wǎng)公司的安全對(duì)話。這允許幾乎即時(shí)地激活或停用可再生能源發(fā)電園區(qū)，也允許大型工業(yè)的需求響應(yīng)。
需求側(cè)響應(yīng)
波蘭案例：邁向更開放市場(chǎng)的跨越式發(fā)展
波蘭在需求側(cè)響應(yīng)（DSF）市場(chǎng)可達(dá)性方面取得顯著進(jìn)展，推動(dòng)了向更開放市場(chǎng)的跨越式發(fā)展。多項(xiàng)變量被確定支持這一進(jìn)展。
過去一年，波蘭實(shí)施了重要的市場(chǎng)改革，提高了DSF在輔助服務(wù)市場(chǎng)中的可達(dá)性，這些服務(wù)幫助輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商"平衡"能源系統(tǒng)。這包括在采購平衡儲(chǔ)備時(shí)增加DSF可達(dá)性，這些儲(chǔ)備在最小競(jìng)價(jià)規(guī)模、激活時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和斜坡率方面有所不同。在東歐，波蘭還因提供靈活的具有變價(jià)和日前批發(fā)價(jià)格的電價(jià)而脫穎而出。
04
區(qū)域合作與跨境互聯(lián)
70%規(guī)則實(shí)施
減少削減的一個(gè)重要解決方案是增強(qiáng)跨境傳輸能力：一個(gè)更加互聯(lián)的歐洲電網(wǎng)將允許在歐洲各國(guó)之間實(shí)現(xiàn)可再生能源的地理和時(shí)間互補(bǔ)性。
2019年，歐盟引入了跨境貿(mào)易邊際容量（MACZT）的最低要求，稱為"70%規(guī)則"。這要求所有輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在2025年底前確保關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)要素70%的物理容量可用于跨境貿(mào)易。允許因運(yùn)營(yíng)安全原因而出現(xiàn)偏差。
當(dāng)查看2023年的數(shù)據(jù)時(shí)，只有少數(shù)成員國(guó)（如捷克和斯洛文尼亞）在一年中的大部分時(shí)間里都有超過70%的MACZT?？傮w而言，我們的研究表明大多數(shù)歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商正成功與"70%規(guī)則"保持一致。區(qū)域協(xié)調(diào)的改善和協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)方法的一致實(shí)施是確保及時(shí)實(shí)施要求的關(guān)鍵。
跨國(guó)協(xié)調(diào)機(jī)制
跨國(guó)協(xié)調(diào)對(duì)于優(yōu)化電網(wǎng)資源配置和促進(jìn)可再生能源高效消納至關(guān)重要。在歐洲電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商中，不同層次的協(xié)調(diào)活動(dòng)正在開展：
基礎(chǔ)協(xié)調(diào)層面：一些電力輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商指出，他們已經(jīng)與燃?xì)饣锇榻佑|并考慮了未來的氫能發(fā)電。這包括芬蘭的輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（盡管應(yīng)注意到燃?xì)庠诜姨m不起重要作用）以及匈牙利、波蘭、西班牙、比利時(shí)和德國(guó)的輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商。
高級(jí)協(xié)調(diào)層面：一些輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商正在開展更詳細(xì)的聯(lián)合情景規(guī)劃和對(duì)網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施未來采取跨部門方法的建模。這包括奧地利、丹麥、法國(guó)、英國(guó)、意大利、立陶宛和荷蘭的輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商。
英國(guó)在建立完全獨(dú)立的國(guó)立能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（NESO）方面處于領(lǐng)先地位，該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)根據(jù)凈零目標(biāo)考慮整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
05
電網(wǎng)技術(shù)與系統(tǒng)靈活性
非同步發(fā)電滲透率管理
系統(tǒng)非同步滲透率的最大值在不同歐洲國(guó)家間存在顯著差異。分析顯示：
?英國(guó)（National Grid）：最高非同步滲透率達(dá)到85%，顯示了先進(jìn)電網(wǎng)管理系統(tǒng)的高適應(yīng)性
?丹麥（Energinet）：非同步滲透率經(jīng)常維持在70%以上，充分利用了該國(guó)豐富的風(fēng)電資源
?西班牙（REE）：在可再生能源控制中心（CECRE）的支持下，系統(tǒng)非同步滲透率管理表現(xiàn)優(yōu)異
儲(chǔ)能與靈活性資源
現(xiàn)代電網(wǎng)的靈活性需求呈現(xiàn)出多樣化趨勢(shì)：
傳統(tǒng)靈活性資源： - 抽水蓄能：傳統(tǒng)的大規(guī)模儲(chǔ)能方案 - 燃?xì)獍l(fā)電：作為調(diào)峰和備用電源 - 需求響應(yīng)：包括工業(yè)負(fù)荷轉(zhuǎn)移和居民端負(fù)荷調(diào)整
新型靈活性資源： - 電池儲(chǔ)能：快速響應(yīng)的短時(shí)儲(chǔ)能解決方案 - 電動(dòng)汽車：作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)- 電解制氫：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能和大容量功率調(diào)節(jié)
丹麥案例：擴(kuò)大靈活性市場(chǎng)
丹麥最近出現(xiàn)了向電網(wǎng)提供清潔靈活性服務(wù)的商業(yè)實(shí)體數(shù)量大幅增加，包括溜冰場(chǎng)、幼兒園、游泳池和園藝農(nóng)場(chǎng)。2024年，向國(guó)家輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商Energinet預(yù)先獲得資格以提供所謂輔助服務(wù)的組織數(shù)量增加了七倍，總數(shù)達(dá)到550家。
Energinet通過一系列旨在使其對(duì)更廣泛參與者更具吸引力的變化發(fā)展了平衡市場(chǎng)。這包括Energinet利用電價(jià)和電網(wǎng)連接條款和條件來增加共址和部門耦合的激勵(lì)。
06
投資需求與基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)
電網(wǎng)投資規(guī)模
根據(jù)歐洲投資銀行的數(shù)據(jù)分析，歐洲電力傳輸系統(tǒng)的投資需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2040年，歐洲需要在前瞻性網(wǎng)絡(luò)開發(fā)方面投資超過5000億歐元，以支持可再生能源的快速部署和電氣化進(jìn)程。
重點(diǎn)投資領(lǐng)域：
輸電線路擴(kuò)建：需要建設(shè)約100,000公里新的高壓輸電線路
變電站升級(jí)：包括變壓器、開關(guān)設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備的現(xiàn)代化改造
智能化升級(jí)：數(shù)字技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)的集成應(yīng)用
跨境互聯(lián)：增強(qiáng)跨國(guó)電力貿(mào)易能力的傳輸容量
技術(shù)創(chuàng)新投資
數(shù)字化投資：- 智能電網(wǎng)技術(shù)：實(shí)時(shí)的電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù) - 大數(shù)據(jù)分析：優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和負(fù)荷預(yù)測(cè) - 人工智能應(yīng)用：提高電網(wǎng)調(diào)度的智能化水平
新型技術(shù)集成：- 動(dòng)態(tài)線路容量技術(shù)：提升現(xiàn)有輸電線路的傳輸能力 - 直流輸電技術(shù)：長(zhǎng)距離大容量的電力傳輸解決方案 - 電力電子設(shè)備：電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量控制
07
政策環(huán)境與監(jiān)管框架
歐盟政策支持
歐盟通過一系列政策措施支持電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展：
歐洲綠色協(xié)議：- 設(shè)定了2050年氣候中性的宏偉目標(biāo) - 為電網(wǎng)現(xiàn)代化提供了政策框架 - 協(xié)調(diào)成員國(guó)間的能源轉(zhuǎn)型行動(dòng)
REPowerEU計(jì)劃：- 加速可再生能源部署- 提升電網(wǎng)互聯(lián)能力- 減少對(duì)化石燃料的依賴
電網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃：- 簡(jiǎn)化許可和授權(quán)流程- 協(xié)調(diào)跨境電力貿(mào)易- 支持清潔技術(shù)創(chuàng)新
成員國(guó)政策差異
盡管歐盟層面政策相對(duì)統(tǒng)一，但各成員國(guó)的實(shí)施程度和重點(diǎn)方向存在差異：
先進(jìn)國(guó)家（芬蘭、丹麥、荷蘭）：- 設(shè)定2035年清潔電力目標(biāo) - 建立獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商 - 大規(guī)?？稍偕茉床渴?/span>
追趕國(guó)家（波蘭、捷克、匈牙利）：- 仍在制定具體氣候目標(biāo)- 電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資滯后- 需要更多政策支持
問題國(guó)家（塞浦路斯、保加利亞）：- 缺乏明確的氣候政策- 電網(wǎng)連接等待時(shí)間過長(zhǎng)- 可再生能源削減率較高
08
小結(jié)
歐洲電網(wǎng)正處在歷史性轉(zhuǎn)折點(diǎn)上。隨著可再生能源的快速發(fā)展和電氣化進(jìn)程的加速，傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式正面臨根本性變革。1700吉瓦的可再生能源項(xiàng)目等待連接、72億歐元的削減成本、以及普遍存在的1-5年連接等待時(shí)間，這些數(shù)據(jù)清晰地展現(xiàn)了當(dāng)前電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與清潔能源發(fā)展需求之間的巨大差距。
然而，歐洲電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)方面展現(xiàn)出多樣化的創(chuàng)新實(shí)踐。從丹麥擴(kuò)大靈活性市場(chǎng)到西班牙的CECRE控制中心，從波蘭的DSF市場(chǎng)改革到英國(guó)NESO的獨(dú)立運(yùn)營(yíng)模式，這些成功案例為整個(gè)歐洲的電網(wǎng)現(xiàn)代化提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
在下一部分，我們將深入分析歐洲電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的策略路徑、融資模式、政策建議和投資者視角，為電力行業(yè)投資者提供更加全面的決策參考。
