德國的太陽能要重新崛起了?

2018年世界能源轉型近況觀察系列之一

(本文原載於媽媽監督核電廠聯盟的粉專上)

回顧2018年,德國再生能源的發展依舊強勁。在公用發電的部分,再生能源加總首度突破40%,首度超越燃煤發電的加總。隨著晚近越來越多要求進行更多再生能源裝置競標的呼聲,再生能源發展速度可望加速。

不過,一個大家比較少關注到的趨勢是,德國太陽能產業在2018年的捲土重來。這不僅僅表現在今年德國太陽光電發電量大幅成長的數據而已,更表現在太陽光能發電成本不斷下降、還有各種小型企業和居家開始大量安裝太陽能板以發電自用的趨勢上。

睽違5年,德國太陽能產業2018年的裝置容量再次突破2.5GW

熱浪期間,太陽能表現搶眼

2018年夏秋,歐洲爆發了罕見的熱浪還有乾旱,影響了德國各種傳統電廠諸如核能、硬煤、水力等機組的運作,迫使其減少電力輸出。與之相比,德國的太陽能發電則因為旺盛的日照,達到前所未有的成長率。這一年,德國太陽能總發電量達到45.75TWh,較2017年成長了16%。

熱浪來襲期間,歐洲各大河流水溫過高,冷卻水不足的情況下,歐洲許多核煤機組必須降載甚至關機。在所有發電選項中,當時只有太陽能有比平常更搶眼的發電表現。
太陽能是2018年德國各發電類別中成長量最高的一種。資料來源:https://twitter.com/energy_charts/status/1081568370640736256

太陽能成本不斷下降

太陽能每增加1GW,對於躉購費率收費的影響逐漸降低。

在太陽能發電量不斷突破歷史紀錄時,德國太陽能發電成本也不斷下滑,成為德國目前新建發電機組中發電成本最低的選項。

在2018年首度推出的兩次風光聯合競標中,得標的全都是太陽能。太陽能的發電成本實在太低,風能業者根本無法開出足以競爭的價格。這樣的結果是連許多觀察德國能源轉型許久的專家(比如Craig Morris)也倍感意外的。

然而,即使太陽能日益便宜,太陽能業者深知能源轉型必需在風能、光能、以及各種再生能源產業的攜手合作下,才能成功。事實上,德國的太陽能產業和風能產業普遍認為,聯合競標的政策是一場錯誤;政府不應該置兩種發電特性不同的再生能源於無意義的削價競爭上。

這是因為,想要以最小阻力達成2030年65%再生能源的目標,兩種科技都必須兼顧。德國的應用科技研究機構Fraunhofer已經表明,在風光裝置容量接近1:1的情況下,全系統有最小的再生能源削減率。任何獨厚單一技術發展的政策,都有可能造成額外的系統整合成本。

Fraunhofer關於再生能源削減率最小化最適路徑的研究。值得注意的是,目前德國風能裝置容量約59GW,太陽能則為45.5GW,德國政府理論上還是應該多多鼓勵光能發展。

發電自用戶帶動的太陽能產業復興

2018年另外一個德國太陽能產業重要的復興跡象是發電自用戶帶動的新一波商機。過去以躉購費率支撐的時代,太陽能板的裝設以併網售電為主,但隨著躉購費率逐年調降、零售電價的上升,安裝太陽能板以發電自用變成越來越熱門的選項。

隨著這樣的市場興起,居家儲能的需求也跟著指數成長。2018年,德國居家儲能系統數首次突破了10萬件的里程碑。目前,一半以上的居家太陽能系統也都會安裝儲能系統,因此業者預測在兩年內德國的居家儲能系統數量就會突破20萬件。

發電自用戶的成長還會帶動另一種電力系統服務,虛擬電廠(Virtual power plants),的商機。全德最大的居家太陽能-儲能系統服務商之一Sonnen已經和德國四大調度業者之一TenneT談妥,未來Sonnen旗下擁有的30000座居家儲能系統將能提供電力系統的初級和次級控制等輔助服務。這是綠能調度上朝向「彈性再生能源」(flexible renewables)的第一步,也是能源轉型中期很重要的一個新觀念。

過去,已經有電廠級的太陽能電廠證實自己具有彈性調度的能力;而今分散式再生能源若能積少成多,也開始支持電力系統的彈性能力要求,再生能源完全取代傳統電廠的那一天又離現實更接近了

2018年會是德國太陽能產業重新崛起的元年嗎?至少目前德國太陽能產業業者的信心已經回復到2013年以前,中國光能產業還沒有嚴重打擊他們的時候。但是有一件事情是確定的:在非核除煤的政策逐步清晰的情況下,太陽能將繼續在德國能源轉型中扮演重要的角色。

德國太陽能產業對自身的信心近日回復到2013年以前的水準