德国能源转型 中国要怎么学习电力2.0？

第二个典型案例是2015年3月20日的“日食危机”。德国的光伏装机量达38吉瓦，超过总发电装机容量的20%。日全食将使德国骤然失去约70%的光伏电力，日食结束时，大量光伏电力又将瞬时涌入，对电网造成巨大冲击。为应对日全食，电网系统运营商在平衡能源市场通过拍卖分别额外购得正负平衡能源3.8吉瓦和2.75吉瓦，平衡能源储备总共为日食前的1.5倍，同时市场参与者依据提前预测作出规模巨大的需求响应。“日食危机”安然度过，检验了欧洲电力系统适应波动性可再生能源的能力，也验证了德国电力市场的成功。

总体而言，已有的“电力市场1.0”体现出市场机制下的公平竞争，资源的优化配置，有效接纳了快速增长的光伏和风电。

▼剩余需求负荷对电力市场设计提出新要求

由于政策已制订了未来可再生能源发电高比例增长的目标，而目前市场上低边际成本的风电光伏又能优先并网发电，剩余需求负荷(residual load)于是成为影响电力市场设计的一个重要概念。它指除去风光发电外、剩余发电组合所需承担的电力需求量。图四分别给出了冬夏季可再生能源发电量与剩余需求负荷间的普遍关系，夏季风光发电多，需求总量较小，剩余需求负荷小;冬季反之。未来还可能出现两种极端情况：1.最大剩余需求负荷：用电需求高，同时几乎不产生风能和太阳能，这可能发生在一个寒冷无风的冬夜;2.最小剩余需求负荷：电力需求低，但同时产生大量风能和太阳能发电，这可能发生在有风和/或阳光明媚的周末或节假日。

图五给出了来自弗劳恩霍夫研究所就可再生能源发电比与极端剩余需求负荷关系的描述。图中蓝色曲线为2025年可再生能源发电占比25%的情况下的剩余负荷。图中红色曲线为2035年可再生能源发电占发电总量60%情况下的剩余负荷，显然，剩余需求负荷总体不断减少，传统电站所需承担的发电任务将越来越小。2035年极端最小剩余需求负荷有可能达到负25吉瓦，这意味着在某些时刻，可再生能源发电不仅会全面覆盖用电所需还将出现大量盈余。这种情况下，仅靠出口富余电力不足以解决消纳问题。未来如何更好地应对可再生能源波动，这对电力市场提出更高要求。