欧洲能源互联网发展.docx

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1、第25卷增刊电网技术7欧洲能源互联网发展摘要：在欧盟能源政策下，欧洲各国向可再生能源转型。欧洲近年来以能源转型为前提大力推进能源互联网发展。本文从输电网规划层面，重点以TYNDP 2018报告分析欧洲电网互联，及不同能源系统的共同规划:作。从配电网规划层面，强调分布式能源的接入，将衍生出新的能源市场及商业模式。总结配电系统运营商新的功能，并重点分析了芬兰数字化应川及信息交互、德国多能协同、英国未来电力系统的国际调研等欧洲能源互联网示范项目。图ij 1990年至2016年OECD区域可再生能源发电量占比如上图1所示，由于上述能源转型的动机不同，欧洲开发可再生能源的强迫程度相比美国史大，因此在经济

2、合作与发展组织(OCED)区域中欧洲可再生能源发电量占比逐年增长3.6M3,这一数据远高于美国及亚洲大洋洲。同时，欧洲天然气消费持续增长，对俄罗斯天然气的进口需求势必增大。预计2040年，如果俄罗斯对欧盟天然气的出口达到250BCM/a,则将占到欧洲天然气总帚50%以上,如图1.2所示。关键字：能源互联网，欧洲能源转型，欧洲输电网，欧洲配电网。引言能源互联网(Internet of Energy)是互联网技术、可再生能源技术与现代电力系统的结合，是信息化与传统能源系统的融合发展。不同于智能电网是在现有电网架构下的信息化和智能化，而能源互联网则是互联网理念和技术在能源基础设施层面上的变革，是一个

3、能量与信息深度耦合的全新系统。“能源互联网”这一概念在推进可再生能源的欧洲国家迅速发展进来。并随欧洲国家电力市场的不断开放和能源价格的攀升，以及IT技术的不断发展，欧洲各国开始以能源转型为前提发展“能源互联网” .以“互联”为关键词，推动以1CT通信设备和系统为基础的德国E-Energy能源互联网项目，以“开放”为关键词，出现了德国Green Packet等借助开放的售电端活跃市场的新型互联网创业公司1。2017年欧盟在葡萄牙、英国、德国等国家推进SENSIBLE示范项目2,将具有储能系统的家居能源系统参与能源市场。需要指出是，由于电能在能源传输效率等方面具有无可比拟的优势，考虑互联问题时应以

4、电网为主。因此除了上述欧洲配电运营商为主推动的示范项目之外，欧洲从输电网层面对电网互联进行了详细的规划，确保绿色低碳的能源配置平台。1欧洲能源转型概况1. 1欧洲为什么要能源转型近年来，在应对全球气候变化的大背景下，实现能源转型已成为各国家能源政策的重要目标。欧洲作为最具有代表性的区域之一，对其能源转型的动机分析，将有利于对欧洲能源发展目标及规划有更清晰地认识。能源转型战略的形成与各地区能源资源条件密切相关。对于欧洲来说，自身意识到一次能源的稀缺性，进而转向发展可再生能源，同时考虑在天然气与煤炭两者间选择进口资源。因此欧洲主动推进以改善环境为主的能源转型，以解决气候问题为前提，进口天然气资源确

5、保欧洲能源供给。相比之下，美国煤炭和天然气资源丰富，对进口能源依赖性相对降低。美国工业发展中可以选择开发煤炭，不考虑成本代价过高的可再生能源。因此美国提出向清洁能源转型，在本国区域内把煤炭清洁化即可。OECD TotalOECD Asiai OcoaniaOECD AmencasOECD EuropoSupply potentials (pipeline): Russia?018mo202520302015200Range l 二htsloncX、便 Max -Mir图1.2 2018年发布俄罗斯对欧盟天然气出口预期1) 2欧洲能源发展目标欧洲为完成气候变化控制目标并满足各国能源需求量，己制定

6、2020年、2030年、20制年和20年年的能源发展路线及目标。2020年各成员国可再生能源情况如图1.3所示。其中，可再生能源目标与预期前三的国家分别是：瑞典(SE)、拉脱维亚(LV)、芬兰(FI)o欧洲于2016年提出2030年减少碳排放量40%4,可再生能源占比达32%,能效目标提高至30%,成员国互联性提高至15%。同时为更好地促进欧洲可再生能源转型，实现能源发展目标，促进经济现代化、创造就业和发展机会，2016年欧盟委员会(EC)发布了促进欧洲清洁发展的一揽子措施(“Clean Energy ForAll Europeans” Package)。主要包括三个目标：首先是实现能效优先：

7、其次是推动建立欧盟在全球可再生能源发展中的领导地位；最后是为用户提供公平交易环境，并强调用户在能源市场中的核心地位。图1.3欧盟各国2020年可再生能源目标与预测情况2欧洲输电网规划欧洲输电网运营商联盟(ENTSO-E)成员是来自35个欧洲国家的42家输电网运营商，FI的是支持欧盟能源政策的实施和实现欧洲能源和气候的目标。通过ENTSO-E这一机构，欧洲电网规划充分考虑了可再生能源发展下的输电通道需求。并通过电网互联实现跨区域“多能互补”，以及“源一网-荷-储”各环节高度协调。2018年5月，ENTSO-E发布了两年滚动更新的卜年电网发展规划(TYNDP2018)。主要制定涉及共同利益的发展项

8、目，将电网规划分为六个区域。2. 1互联输电网欧洲各国电网经过多年发展，2015年已形成5大同步运行区5。各同步区之间通过直流异步联网。并进一步加强欧洲十大互联电网断面的建设。到2020年满足互联通道容量占欧洲各国装机容量10%, 2030年达到15%装机容量的互联性。如下图2.1所示，蓝色输电线路是以2030年为目标的扩建规划，红色输电线路是满足不同愿景下以2040年为目标的扩建规划。不同愿景在2. 2节中详细提到。图2.1欧洲TYNDP2016和TYNDP2018年欧洲新增输电线路规划图在跨国市场交易方面，为促进跨境投资，欧洲电网在发展规划方面各国间加强协调与合作。最大的日前市场项目“跨区

9、域联结”已实现19个国家的联合出清，其电量达到整个欧洲85%。最大的日内市场项目“跨境日内市场”由15个国家推进中，通过链接每个交易中心的交易系统，不同价区的竞价信息可以在连续交易平台实现匹配。2016年11月，摩洛哥、德国、法国、西班牙、葡萄牙签订可再生能源交易路线图，旨在确定五国之间可再生能源电能交易中存在的壁垒并解决这些问题。TYNDP2018报告中重点强调欧洲互联电网扩建规划的重要性和紧迫性6：1)不断推进可再生能源发展。2050年欧盟目标减少80-90%碳排放量，2040年欧洲可再生能源占比达到75%；2) 2030年后必须增加电网新投资。欧洲各国需要新互联通道，以满足大规模可再生能

10、源传输要求；未来十年内，欧洲将150亿欧元的计划投资用于电网基础设施建设，2030年投资共计达到1500亿欧元；3) “nogrid”(不再扩建欧洲电网)将支付高额代价。一方面缺乏新投资会阻碍综合能源巾场发展，使得边际成本上升，同时影响跨境RES交易使得碳排放量增加，如下图2. 2所示；另一方面“no grid”支付的额外费用为平均每年430亿欧元，达到计划投资金额的三倍，因此输电网和新建跨国通道是相比于投资其他资源更具成本效益的选择；Baltic Sea Nortn Sea Conbcentai Conbnental Conbnentai ConbnencaiRegion Regon Sou

11、th West Central South South East Central EastRegion Region Region Region0,.、,Baltic Sea North Sea Contn 3W iSrdTOdttswnwBObcr2g S%ol4s con&jmpbor图2.3 2016年欧洲各国出口交易电量（上图）与进口交易电量（下图）情况TYNDP2018报告中指出以2040年为规划目标，将重点支持200-300个传输和存储项目，主要关注跨国和区域内的发展项目。后续进行投资商招标，欧盟层面已成立共同投资基金支持项目运行。在欧洲能源政策下，满足可再生能源跨国交易和供电安全

12、，成为统一欧洲能源市场的前提。2. 2电网与天然气网络联合规划202020252030203520402M52050DtstrtbutedDistributadGenerationGtntntion- K)%ofCigrcQtonOB /5% sd genoMr1+ 15% 15%+ 25% 25%/04% 80%。6% Hi%BestBest/ThtEUCOGlobal ClimateEstimateEstimateScenarioAction小 11. 4% 小 14% 6% +21% 9%.一小34% 17%01,02% 05%08% fl3% SustainabltSutUinabhJ

13、ranslbonTransition ：小 19% = 7%4-27% C 10%02%03% B0%.External fromEuropean Comnmion ENTSO-ENTSOGScenano小 System share erf windSystem shareof sotor power/ Bomethaneproduction shareKI Power-toasproducoon snare 5%ofQrreoton图2.4 2018TYNDP提出欧洲2020年至2040年可再生能源预期愿景三种愿景下可再生能源中风能、太阳能、生物质能、Power-to-gas占比不同，其中GCA是以可再生能源发展为主的愿景，RES占比最高达63乐其次是DG愿景RES占比达57%, ST愿景下减碳由国家政策及补贴驱动，其RES预期占比仅40乳原则上讲，基于政策驱动的碳定价形式的气候政新一代能源系统中电力网络和天然气网络通过燃气机组紧密地联系在一起。能源互联网的提出已经不可忽略两个能源系统之间的相互影响，部门的单独规划很难保证整个能源系统的可持续性、安全性和经济性。在最新的2018TYNDP报告中,ENTSO