德國煤炭電廠正在發(fā)揮替代作用

潤城壹號 2022-10-27 發(fā)布于廣東

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自俄烏沖突發(fā)生以來，歐洲遭遇能源危機，而嚴重依賴俄羅斯能源供應的德國更是受到強烈沖擊。目前，歐洲多國政府采取緊急行動補充天然氣儲備，為未來幾個月的寒冬做準備。在德國煤炭電廠裝機量穩(wěn)定的情況下，德國只有通過提高煤電裝置發(fā)電小時數(shù)以彌補天然氣發(fā)電損失量。

A 德國電力系統(tǒng)的改革初見成效

德國電力系統(tǒng)的供給側(cè)改革以《2050德國氣候環(huán)境行動法案》的基本原則來展開，其中，最主要的特點就是可再生能源從裝機量和發(fā)電量來看已經(jīng)明顯超過化石能源。

從裝機量來看，2020年德國發(fā)電裝機量達到233.8吉瓦，較2014年的196.40吉瓦增加37.40吉瓦，年均增長2.52%。其中，2020年可再生能源裝機量130.60吉瓦，較2014年的90.3吉瓦增加40.3吉瓦，年均增長5.41%，可再生能源裝機量占發(fā)電裝機總量的比例也從2014年的46%提升至2020年的56%。與此同時，核能發(fā)電和煤炭發(fā)電裝機量顯著下降。核能發(fā)電裝機量從2014年的12.1吉瓦下降至2020年的8.1吉瓦，同時自日本福島核電站事故后，德國政府計劃在2022年淘汰全部核能發(fā)電廠，但目前來看仍然沒有結(jié)束對核能發(fā)電的依賴。煤炭電廠發(fā)電裝機量占總發(fā)電量的比例從2014年的24.08%下降至2020年的19%；煤炭發(fā)電裝機量從2014年的47.30吉瓦下降至2020年的44.4吉瓦。2020年，無煙煤發(fā)電裝機量較2019年增加1.1吉瓦，這主要是因為德國Datteln 4發(fā)電機組上線運行，其裝機量達到1052兆瓦。

從發(fā)電量來看，2021年德國總發(fā)電量582.90億千瓦時，與2014年的583.3億千瓦時基本持平，2016年和2017年發(fā)電量最高值達到601.3億千瓦時和601.30億千瓦時。2021年可再生能源發(fā)電量233.60億千瓦時，較2014年的154.8億千瓦時增加78.80億千瓦時，年均增長20.85%，可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例也從2014年的26.53%提升至2021年的39.70%。煤炭發(fā)電裝機量顯著下降，從2014年的256.1億千瓦時下降至2021年的165億千瓦時，煤炭電廠發(fā)電量占總發(fā)電量的比例從2014年的43.91%下降至2020年的28.10%。

2021年年底歐洲可再生能源發(fā)電量不足疊加2022年俄烏沖突引發(fā)的能源供需博弈，加劇了歐洲天然氣供給短缺，德國天然氣發(fā)電也陷入尷尬處境。

2014年到2020年，德國天然氣發(fā)電裝機量僅僅從29吉瓦增長至31.70吉瓦，但發(fā)電量已經(jīng)從50億千瓦時增長至81億千瓦時。裝機量和發(fā)電量數(shù)據(jù)變化的迥異反映出德國在這7年間對天然氣能源的依賴程度大幅提高，天然氣發(fā)電量占總量發(fā)電的比例也從2014年的8.51%提高到2021年的15.20%。

在2018年計劃淘汰全部煤炭發(fā)電機組前，德國已經(jīng)開始根據(jù)法律文件關(guān)閉相對應的發(fā)電機組。2015年到2020年，德國關(guān)閉的發(fā)電電廠主要由根據(jù)《德國能源法案》、《德國核能退出法案》以及安全備用狀態(tài)煤炭電廠組成，5年共計關(guān)閉21749兆瓦。在此期間，德國根據(jù)《德國可再生能源法案》大力發(fā)展可再生能源，德國能源部門結(jié)構(gòu)性優(yōu)化效果顯著。

B 德國煤炭發(fā)電廠走上謝幕之路

煤炭退出委員會的成立

2018年6月6日，德國民主聯(lián)盟黨和社會民主黨就德國淘汰全部煤炭發(fā)電廠達成初步協(xié)議；德國聯(lián)邦議會批準成立煤炭退出委員會，即產(chǎn)業(yè)成長、結(jié)構(gòu)變革與就業(yè)委員會。德國煤炭電廠的關(guān)閉是德國和歐盟實現(xiàn)“碳中和”目標的重要組成部分。

煤炭退出委員會以德國《2050年氣候行動計劃》為綱要，其主要任務(wù)包括以下幾點：為德國制定短期、中期和長期的煤電退出的日期、目標和程序；在德國電廠淘汰過程中促進對應區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟可持續(xù)增長、解決煤電產(chǎn)業(yè)工人就業(yè)問題；降低能源部門碳排放總量以實現(xiàn)德國2020年碳排放目標(溫室氣體排放量較1990年的水平下降40%)；實現(xiàn)2030年能源部門減排目標的措施(溫室氣體排放量較1990年水平下降61%至62%)。

正式立法和實施階段

在煤炭退出委員會經(jīng)過2年時間的調(diào)查和計劃后，2020年8月14日，德國聯(lián)邦議會通過兩項法案，即《德國燃煤電廠淘汰法案》和《礦區(qū)結(jié)構(gòu)調(diào)整法案》，由此宣告德國煤炭電廠退出程序正式啟動。

根據(jù)《德國煤炭電廠退出法案》和德國聯(lián)邦環(huán)境、自然保護及核能安全部披露的詳細內(nèi)容，德國煤炭電廠退出路徑如下：

一是2020年12月，首批4千兆瓦無煙煤發(fā)電機組已經(jīng)關(guān)閉。

二是截至2022年，德國計劃將關(guān)閉40千兆瓦的煤炭總電力中的10千兆瓦的煤炭發(fā)電裝置(共計7座電廠)，剩余的30千兆瓦煤炭電力裝置中無煙煤機組和褐煤機組各占15千兆瓦。此舉將為每年的溫室氣體減排量帶來200萬到250萬噸的貢獻量。

三是截至2030年，德國計劃關(guān)閉13千兆瓦的煤炭發(fā)電裝置(共計10座電廠)，保存8千兆瓦無煙煤電力機組和9千兆瓦褐煤電力機組。此項煤炭電廠退出計劃將使得德國能源部門能夠在2030年實現(xiàn)溫室氣體減排目標。

四是2038年，德國煤炭電廠將全部關(guān)閉。剩余11座無煙煤電廠計劃于2034年全部關(guān)閉。根據(jù)要求，煤炭電廠退出委員會將分別在2026年、2029年和2032年三次評估是否能夠?qū)?030年之后計劃關(guān)閉的電廠提前3年(2035年)關(guān)閉。

五是德國Uniper公司投資建造的Datteln IV發(fā)電廠將持有該煤炭發(fā)電廠正式運行的有效許可證。煤炭退出委員會暫未與Uniper公司就是否運行和關(guān)閉日期的問題達成一致。

針對上述關(guān)閉煤炭發(fā)電廠，德國聯(lián)邦政府計劃對2030年前關(guān)閉的褐煤發(fā)電廠補貼435億歐元；以公開拍賣配額的形式對自愿減少或關(guān)閉煤炭發(fā)電機進行補貼。截至2022年9月底，德國已經(jīng)完成4輪拍賣。前四輪拍賣配額量分別為4787.67兆瓦、1514兆瓦、2480.82兆瓦和433.01兆瓦。拍賣價格從5000歐元/兆瓦到16500歐元/兆瓦不等。根據(jù)要求，中標的電廠自中標日起擁有6個月的緩沖期，緩沖期結(jié)束后對應電廠將停止運營。

從2015年開始，德國部分煤炭發(fā)電廠轉(zhuǎn)為安全備用狀態(tài)并保持4年時間。在此期間，除在可再生能源不能供應充足電力外，相關(guān)機組不允許運行發(fā)電，而在結(jié)束安全備用狀態(tài)后的電廠則必須永久關(guān)閉。2021年10月，德國弗里姆默斯多夫的F號和Q號發(fā)電機組完成安全備用狀態(tài)已經(jīng)關(guān)閉，共計562兆瓦。2018年進入安全備用狀態(tài)的5臺的褐煤發(fā)電機組已經(jīng)轉(zhuǎn)為安全備用狀態(tài)，共計1816兆瓦，且按計劃將分別于2022年10月1日和2023年10月1日關(guān)閉。

整體來看，德國聯(lián)邦政府計劃從2021年到2024年關(guān)閉12487兆瓦的總發(fā)電機組。然而，從計算的預估數(shù)額上看上述總量為16120兆瓦。其中，包括《德國燃煤電廠淘汰法案》規(guī)定到期關(guān)閉的電廠和4輪在公開拍賣中中標的自愿關(guān)停電廠，共涉及6182兆瓦，結(jié)束安全備用轉(zhuǎn)態(tài)的煤電機組共1816兆瓦。

C 德國煤發(fā)電正在發(fā)揮替代效用

德國天然氣供應短缺雖無近憂仍有遠慮

在德國逐漸關(guān)閉煤炭發(fā)電機組的同時，能源安全的保障正在經(jīng)受嚴重考驗。在俄烏沖突升級之際，德國進口來自俄羅斯天然氣的不利局面仍然沒有改善(2020年俄羅斯天然氣進口量占德國總進口量的37.10%)。德國官方數(shù)據(jù)顯示，來自“北溪一號”和馬爾諾站點的天然氣進口量仍然為零。

不過，德國天然氣供應嚴重短缺的局面得到明顯改善。截至10月21日，德國天然氣儲存量已經(jīng)接近庫存的96.52%，同時德國天然氣現(xiàn)貨價格從350歐元/兆瓦時明顯回落至60歐元/兆瓦時。上述情況主要得益于以下幾個因素：

首先，德國加大從挪威、荷蘭和比利時的進口力度。盡管德國天然氣進口量從2022年4月的6000兆瓦時/日下降至9月初的2300兆瓦時/日，但是此后開始穩(wěn)步回升。截至10月21日，德國天然氣進口量維持在3200GWh/日的水平，目前進口量只占到“北溪一號”停止運行前的一半左右。

其次，德國大幅降低天然氣出口量。德國天然氣出口量從2022年5月的2500兆瓦時/日下降至9月初的500兆瓦時/日。

最后，德國大幅減少天然氣消費量，自2022年5月以來，德國天然氣消費量同比下降幅度保持在11%到22%，預計德國全年天然氣消費量同比下降15%—20%。因為德國2022年10月平均氣溫較2019到2021年同期平均氣溫高1攝氏度，德國天然氣消費量已經(jīng)明顯低于過去4年的平均水平。

德國仍然面臨冬季能源供應穩(wěn)定保障的嚴重挑戰(zhàn)。根據(jù)德國政府披露的文件內(nèi)容，目前德國暫未進入居民部門用氣高峰，氣溫將隨著時間的變化而逐漸降低，盡管德國天然氣的儲存量已經(jīng)到達“供應安全”的保障庫存，歐洲多處天然氣供應設(shè)施檢修已經(jīng)結(jié)束，德國仍將天然氣庫存量維持在較高水平，天然氣供應形勢依然非常緊張并且仍然有進一步惡化的趨勢。

德國煤炭發(fā)電機組提高發(fā)電小時數(shù)以保障電力供應

根據(jù)德國電力供需平衡表的數(shù)據(jù)，2020年，德國國內(nèi)電力總消費量456億千瓦時，其中，工商業(yè)非居民用電量達到318.5億千瓦時，居民部門用電量125.70億千瓦時，居民部門電力消費占總消費量的27.57%。目前，歐洲已經(jīng)進入取暖季，根據(jù)德國大約1000家供暖供應商的數(shù)據(jù)，2020年德國通過179萬個供暖點提供超過11.2千瓦時的供暖，這相當于每個供暖點的平均供電量為6256千瓦時，較2019年的6336千瓦時下降80千瓦時。

2022年8月29日，德國政府宣布重啟Uniper公司所屬的Heyden 4號煤炭發(fā)電機組，其發(fā)電裝機量為875兆瓦，德國政府允許其運行至2023年4月1日。然而，根據(jù)上文分析的德國電力供應情況，我們認為德國已經(jīng)不具備大規(guī)模重啟煤炭發(fā)電廠的能力，但淘汰煤電和核電的步伐將會相應減緩。目前，德國處于安全備用狀態(tài)和可運行的煤炭電廠裝機量較小。

在德國煤炭電廠裝機量穩(wěn)定的情況下，德國只有通過提高煤電裝置發(fā)電小時數(shù)以彌補天然氣發(fā)電損失量。2020年，德國煤炭裝機量和發(fā)電量分別為44.4吉瓦和123.6太瓦時，折算發(fā)電設(shè)備平均利用小時數(shù)為2783.78小時，同年我國火電設(shè)備平均利用小時數(shù)為4216小時，所以我們認為德國煤炭發(fā)電機組是在考慮碳排放和經(jīng)濟性的情況下非滿負荷運行。2022年，德國面臨嚴峻的電力保供危機，煤炭替代效用明顯。1—9月無煙煤累計發(fā)電量189.5太瓦時，較2021年的137.16太瓦時和2020年的104.29太瓦時分別增長38.16%和81.70%。盡管德國可以通過提高煤炭發(fā)電小時數(shù)來彌補天然氣損失量，但能源價格和電力價格將在四季度的寒潮中面臨再度推高的風險，德國通貨膨脹居高不下和經(jīng)濟進入衰退階段都將演變?yōu)楝F(xiàn)實。

D 德國碳排放組成結(jié)構(gòu)較為均衡

從碳排放的結(jié)構(gòu)上來看，以電力和供暖為代表的能源使用部門是德國碳排放的主要來源，但德國碳排放的組成結(jié)構(gòu)較為均衡。根據(jù)歐洲環(huán)境署(EEA)的數(shù)據(jù)，2020年，能源部門以2.19億噸的碳排放量占到德國溫室氣體排放量的第一名，能源部門碳排放量占總碳排放量的30%，顯著低于42%的全球平均水平和33%的歐盟平均水平。

盡管目前德國能源供應面臨緊缺狀態(tài)，但實現(xiàn)“碳中和”的目標和過程仍在繼續(xù)。

從電力生產(chǎn)的原料來看，2020年德國褐煤發(fā)電部門碳排放量934萬噸，較2019年降低236萬噸，同比下降20.17%；無煙煤發(fā)電部門碳排放量331萬噸，較2019年降低148萬噸，同比下降30.90%；天然氣發(fā)電部門碳排放量298萬噸，較2019年增加35萬噸，同比增加13.31%。碳排放的變化趨勢符合煤炭電力逐漸淘汰和天然氣發(fā)電逐步增加的整體趨勢。(作者單位：建信期貨)

文章來源：期貨日報