日前,德國咨詢機構(gòu)Deutsche Wind Guard發(fā)布了《2021年德國陸上風(fēng)能開發(fā)現(xiàn)狀》(Status of Onshore Wind Energy Development in Germany)報告,顯示在過去的一年中,德國陸上風(fēng)電發(fā)展延續(xù)復(fù)蘇勢頭,新增裝機1925MW,較2020年增長35%。
《2021年德國陸上風(fēng)能開發(fā)現(xiàn)狀》報告
裝機情況
2021年,德國境內(nèi)新安裝了484臺陸上風(fēng)電機組,裝機容量合計1925MW,雖然仍遠低于新冠肺炎疫情爆發(fā)前的水平,但比2020年增長了35%,顯示出強勁的反彈勢頭。同期,有裝機容量為233MW的230臺老舊機組退役。據(jù)此統(tǒng)計,全年的凈新增裝機容量為1692MW。
表1 德國陸上風(fēng)電開發(fā)現(xiàn)狀
截至2021年年底,德國共安裝了28230臺陸上風(fēng)電機組,累計裝機容量達到56130MW。
2021年,德國境內(nèi)共有230臺陸上風(fēng)電機組退役,裝機容量為233MW。其中,有155臺機組的運行時間超過了20年。即便如此,由于2021年版《可再生能源法》(EEG 2021)對老舊機組的補貼到期所引發(fā)的“退役潮”仍尚未到來。到2021年年底,仍有4339臺安裝于2000年(含)前的陸上風(fēng)電機組處于在運狀態(tài),裝機容量達到3286MW。尤其是由于2021年的市場電價較高,很多原本因技術(shù)缺陷、許可到期、換新等應(yīng)當退役的老舊機組得以繼續(xù)運行。此外,于2001年投運的1826臺陸上風(fēng)電機組(2341MW),也正面臨著是轉(zhuǎn)為無補貼運行還是退役的抉擇。
圖1 1995—2021年德國陸上風(fēng)電裝機走勢
圖2 2000—2021年德國陸上風(fēng)電機組更新與退役情況
全年,在換新項目中共新安裝了64臺陸上風(fēng)電機組,裝機容量為244MW,占全部新增裝機容量的12.7%。
地域分布
2021年,德國陸上風(fēng)電新增裝機主要分布于下薩克森、勃蘭登堡、北萊茵-威斯特法倫、石勒蘇益格-荷爾斯泰因,這幾個州合計占比74%。下薩克森還是凈新增裝機容量多的州。
圖3 2021年德國各州的陸上風(fēng)電新增裝機密度
巴登-符騰堡、薩克森-安哈爾特、梅克倫堡-前波美拉尼亞、萊茵蘭-普法爾茨、圖林根、黑森居中,所占比重介于3%~6%。除州級市(city states)外,新增裝機容量少的幾個州分別是巴伐利亞、薩爾、薩克森。
圖4 截至2021年年底德國各州的陸上風(fēng)電累計裝機密度
全年,德國大部分聯(lián)邦州都有風(fēng)電機組退役。其中,石勒蘇益格-荷爾斯泰因、薩克森-安哈爾特、北萊茵-威斯特法倫位居前三。在機組換新方面,薩克森-安哈爾特、石勒蘇益格-荷爾斯泰因、圖林根占據(jù)大部分份額。
在截至2021年年底的陸上風(fēng)電累計裝機容量中,下薩克森占比21%,居各州之首。石勒蘇益格-荷爾斯泰因的裝機密度則是高的。此外,累計裝機規(guī)模較大的州還包括勃蘭登堡、北萊茵-威斯特法倫、薩克森-安哈爾特。
按照各州的陸上風(fēng)電裝機密度劃分,德國南、北方之間呈現(xiàn)出一條清晰的分界線。柏林、巴登-符騰堡、薩克森的裝機密度不足100kW/km2,對總裝機規(guī)模的貢獻小。這些州的國土面積占全國的35%,在全部累計裝機容量中所占的份額卻僅為10%。
機組配置
在技術(shù)進步的推動下,新機型被不斷引入市場。2021年,德國新安裝陸上風(fēng)電機組的平均單機容量為3978kW,比2020年提高17%。
機組尺寸同樣在朝著大型化方向發(fā)展。2021年德國新安裝陸上機組的平均風(fēng)輪直徑為133m,同比增長10%;平均輪轂高度為140m,同比增長4%;平均葉尖高度達到206m,同比增長6%。
眾所周知,各個風(fēng)電項目會結(jié)合所在地的自然環(huán)境、交通運輸?shù)葪l件進行機組選型,由此導(dǎo)致各地區(qū)已安裝機組的配置存在差異。在德國各州的年度新安裝陸上風(fēng)電機組平均配置排名中,石勒蘇益格-荷爾斯泰因通常墊底,但2021年薩克森州新安裝陸上風(fēng)電機組的平均單機容量為800kW,平均風(fēng)輪直徑為53m,平均輪轂高度為73m,平均葉尖高度為100m,均是各州中低的,嚴重拉低了德國北部地區(qū)的整體水平。新安裝陸上風(fēng)電機組平均配置高的州是圖林根,平均單機容量為4629kW,平均風(fēng)輪直徑為151m,平均輪轂高度為161m,平均葉尖高度為237m。
招投標情況
2021年,德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局(Federal Network Agency,BNetzA)組織了3輪陸上風(fēng)電招標,總裝機容量為4235MW,終有3296MW的裝機中標。根據(jù)2021年版《可再生能源法》的規(guī)定,2022年12月將針對未中標的裝機額外組織一輪招標。
輪、第二輪招標分別于2月和5月進行,雖然德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局縮小了第二輪招標的裝機規(guī)模,但前兩輪招標仍出現(xiàn)了投標容量低于招標容量的局面。在9月組織的第三輪招標中,競爭加劇,終有330MW的投標容量未能中標。
就各州的情況而言,石勒蘇益格-荷爾斯泰因獲得的中標容量多,達到870MW,占全部中標容量的26.4%。緊隨其后的是下薩克森、北萊茵-威斯特法倫、勃蘭登堡。在2021年的全部中標容量中,上述四個州合計占比接近3/4。
除了柏林與漢堡兩個州級市,其他所有聯(lián)邦州均在2021年的陸上風(fēng)電招標中有所斬獲,巴伐利亞、巴登-符騰堡、薩克森、薩爾則排名墊底。
自從德國政府在陸上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中引入招標機制以來,已中標裝機規(guī)模達到12996MW。截至2021年年底,只有4294MW的裝機按期投運。依照要求,中標的機組通常必須在30個月內(nèi)投運。這個期限在某些情況下會被適當放寬,比如涉及受新冠肺炎疫情影響的招標輪次時;在其他一些特殊輪次中則會被縮短。到2021年年底,所有于2019年年中前組織的陸上風(fēng)電招標均已過截止日期。
在2017年中標的裝機中,僅有11%的機組投運,裝機容量為297MW;2018年為79%(1862MW);2019年為80%(1486MW);2020年為22%(593MW);2021年為3%(58MW)。
表2 2017—2021年德國陸上風(fēng)電招標電價
核準容量和招標計劃
2021年,德國共有888臺陸上風(fēng)電機組獲得核準,裝機容量為4141MW,比上一年增長23%。其中,56%的機組已經(jīng)在德國政府此前組織的招標中中標,另有396臺機組(1821MW)將參加接下來的招標。
2021年3月、7月、12月核準的裝機多,以便趕上參加2021年5月、12月以及2022年2月舉行的招標。
圖5 2017—2021年德國陸上風(fēng)電招投標情況
2022年,按照2021年版《可再生能源法》的要求,德國計劃于2月、5月、9月舉行陸上風(fēng)電招標,總裝機規(guī)模達到4000MW。此外,針對2021年未中標的裝機,還將在2022年12月額外組織一輪招標。當然,德國聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)局會結(jié)合參與度等情況,來調(diào)整各輪招標的規(guī)模。
發(fā)電量與電價
2021年,德國陸上風(fēng)電發(fā)電量接近96.3TWh,比上一年減少14%,季度的降幅尤為明顯。
圖6 2020年與2021年德國陸上風(fēng)電的發(fā)電量
圖7 2020年至2021年德國陸上風(fēng)電的月度市場電價走勢
2020年,受新冠肺炎疫情影響,德國電力交易所的陸上風(fēng)電月度市場電價大幅下降。2021年上半年的電價水平與此基本持平,但下半年開始迅速回升,至12月更是創(chuàng)下歷史新高,達到16歐分/千瓦時(約合人民幣1.14元/千瓦時)。全年,德國陸上風(fēng)電的成交量加權(quán)平均月度市場電價(volume-weighted average monthly market value)為7.85歐分/千瓦時,較2020年暴漲229%。