Электросеть Германии является частью Синхронной сети континентальной Европы . В 2020 году из-за условий COVID-19 и сильных ветров Германия произвела 484 ТВт⋅ч электроэнергии, из которых более 50% было получено из возобновляемых источников энергии, 24% из угля и 12% из природного газа, что составляет 36% из ископаемого топлива. [4] Это первый год, когда возобновляемые источники энергии составили более 50% от общего объема производства электроэнергии, и это существенное изменение по сравнению с 2018 годом, когда целых 38% приходилось на уголь, только 40% — на возобновляемые источники энергии и 8% — на природный газ. [5]
В 2023 году 55% произведенной энергии было получено из возобновляемых источников энергии; это на 6,6 процентных пункта больше, чем в 2022 году. [6] Из этих 55% 31,1% приходилось на энергию ветра, 12,1% — на солнечную, 8,4% — на биомассу и оставшиеся 3,4% — на гидроэнергетику и другие возобновляемые источники энергии. [6]
С начала века Германия неизменно производит наибольшие выбросы углекислого газа в Европейском союзе, значительная часть которых приходится на угольные и лигнитные электростанции, 7 из которых включены в список 10 стран с наибольшим уровнем загрязнения CO2 в Европе в 2021 году.
В 2022 году Германия произвела около 635 миллионов метрических тонн выбросов углекислого газа. Это больше, чем совокупные выбросы, произведенные следующими по величине источниками выбросов в ЕС — Италией и Польшей. На эти три страны пришлось около 46 процентов от общего объема выбросов углекислого газа в ЕС в 2022 году.
Установленная мощность Германии по производству электроэнергии увеличилась со 121 гигаватт (ГВт) в 2000 году до 218 ГВт в 2019 году, увеличившись на 80%, в то время как производство электроэнергии увеличилось всего на 5% за тот же период. [7]
Несмотря на то, что производство возобновляемых источников энергии значительно возросло в период с 1991 по 2017 год, производство ископаемой энергии оставалось на более или менее постоянном уровне. В тот же период производство атомной энергии сократилось из-за плана поэтапного отказа, и большая часть прироста возобновляемых источников энергии заполнила пробел, образовавшийся в результате закрытия атомных электростанций. Однако в 2019 и 2020 годах наблюдалось значительное сокращение производства электроэнергии из ископаемого топлива: с 252 ТВт·ч в 2018 году до 181 ТВт·ч в 2020 году. Правительство Германии приняло решение о поэтапном отказе от атомной энергетики к концу 2022 года, однако это было отложено до апреля 2023 года из-за перебоев с поставками, вызванных российским вторжением в Украину [8] , что означает, что для восполнения этого пробела потребуется будущий рост возобновляемых источников энергии. Германия также планирует поэтапно отказаться от угля к 2038 году или ранее. [9]
Цены на электроэнергию в Германии в 2020 году составили 31,47 евроцента за кВт⋅ч для бытовых потребителей (рост на 126% с 2000 года) [10] и 17,8 евроцента за кВт⋅ч для небытовых потребителей (21,8 с налогами). [11] [12] [13]
Немецкие домохозяйства и малые предприятия платят самую высокую цену за электроэнергию в Европе уже много лет подряд. Более половины цены на электроэнергию состоит из компонентов, определяемых государством (53%). Эти налоги, сборы и надбавки утроились с 2000 года [с 5,19 до 16,49 евроцентов]. К ним относятся сборы на финансирование инвестиций в возобновляемые источники энергии (22,1%) и другие виды налогов (например, GST 19%). Сетевые сборы составляют почти 25%, и только оставшиеся 22% используются для фактической выработки электроэнергии.
Германия экспортировала 70 237 ГВтч электроэнергии и импортировала 51 336 ГВтч электроэнергии в 2021 году. [14] Германия является вторым по величине экспортером электроэнергии после Франции , представляя около 10% мирового экспорта электроэнергии. [15] [16] Германия имеет сетевые соединения с соседними странами, составляющие 10% внутренней мощности. [17] : 5
В 2008 году Германия произвела электроэнергии на душу населения, что соответствует среднему показателю по ЕС-15 (ЕС-15: 7409 кВт⋅ч/чел.) и 77% от среднего показателя по ОЭСР (8991 кВт⋅ч/чел.) [18] .
8 мая 2016 года возобновляемые источники энергии обеспечили 87,6% национального потребления электроэнергии в Германии, хотя и при чрезвычайно благоприятных погодных условиях. [19] : 11
.png/1280px-thumbnail.png)
По данным МЭА, валовое производство электроэнергии в 2008 году составило 631 ТВт⋅ч, что дало седьмое место среди крупнейших мировых производителей в 2010 году. Семь ведущих стран произвели 59% электроэнергии в 2008 году. Крупнейшими производителями были США ( 21,5%), Китай (17,1%), Япония (5,3%), Россия (5,1%), Индия (4,1%), Канада (3,2%) и Германия (3,1%). [23]
В 2020 году Германия вырабатывала электроэнергию из следующих источников: 27% — ветер, 24% — уголь, 12% — атомная энергия, 12% — природный газ, 10% — солнечная энергия, 9,3% — биомасса, 3,7% — гидроэлектроэнергия. [4]
В 2008 году электроэнергия из угля составляла 291 ТВт·ч или 46% от общего объема производства Германии в 631 ТВт·ч, но в 2020 году этот показатель снизился до 118 ТВт·ч (24%). [4] В 2010 году Германия по-прежнему была одним из крупнейших потребителей угля в мире, занимая 4-е место после Китая (2733 ТВт·ч), США (2133 ТВт·ч) и Индии (569 ТВт·ч). [23] К 2019 году она опустилась на 8-е место, уступив таким небольшим странам, как Южная Корея и Южная Африка . [24]
К концу 2018 года Германия закрыла все угольные шахты, но в западной и восточной частях страны все еще имеются крупные открытые карьеры по добыче лигнита.
В январе 2019 года Немецкая комиссия по экономическому росту, структурным изменениям и занятости инициировала планы Германии по полному отказу и закрытию 84 оставшихся угольных электростанций на ее территории к 2038 году. [9]
Германия определила твердую политику активного отказа от ядерной энергетики. Восемь атомных электростанций были окончательно закрыты после аварии на Фукусиме . Все атомные электростанции должны быть выведены из эксплуатации к концу 2022 года.
Siemens является единственным крупным производителем атомной энергетики в Германии, и в 2000 году доля атомной энергетики в его бизнесе составляла 3%. [25]
Установленная мощность атомной энергетики в Германии составляла 20 ГВт в 2008 году и 21 ГВт в 2004 году. Производство атомной энергии составило 148 ТВт⋅ч в 2008 году (шестое место по производству электроэнергии с показателем 5,4% от общемирового показателя) и 167 ТВт⋅ч в 2004 году (четвертое место по производству электроэнергии с показателем 6,1% от общемирового показателя). [23] [26]
В 2009 году производство атомной энергии сократилось на 19% по сравнению с 2004 годом, а ее доля плавно снижалась с 27% до 23%. Доля возобновляемых источников энергии и электроэнергии увеличилась, как и доля ископаемого топлива, такого как природный газ и сжигание лигнита, заменяя атомную энергию. [18]
.png/1280px-Germany's_renewable_electricity_generation_from_2000_through_2017_(47958199548).png)
Германию называют «первой в мире крупной экономикой возобновляемой энергии ». [27] [28] Возобновляемая энергия в Германии в основном основана на ветре, солнце и биомассе. Германия имела самую большую в мире установленную мощность фотоэлектрических установок до 2014 года, а по состоянию на 2016 год она занимает третье место в мире с 40 ГВт. Она также является третьей страной в мире по установленной мощности ветроэнергетики — 50 ГВт и второй по офшорной ветроэнергетике — более 4 ГВт.
Канцлер Ангела Меркель , как и подавляющее большинство ее соотечественников, считает: «Как первая крупная индустриальная страна, мы можем достичь такой трансформации в сторону эффективных и возобновляемых источников энергии со всеми возможностями, которые это несет для экспорта, разработки новых технологий и создания рабочих мест». [29] Доля возобновляемой электроэнергии выросла с всего лишь 3,4% от валового потребления электроэнергии в 1990 году до более чем 10% к 2005 году, 20% к 2011 году и 30% к 2015 году, достигнув 36,2% потребления к концу 2017 года. [30] Как и в большинстве стран, переход к возобновляемым источникам энергии в секторах транспорта, отопления и охлаждения был значительно медленнее.
По всей стране распределено более 23 000 ветряных турбин и 1,4 миллиона солнечных фотоэлектрических систем . [31] [32] [ когда? ] По официальным данным, в 2010 году в секторе возобновляемой энергии было занято около 370 000 человек, особенно в малых и средних компаниях. [33] Это примерно на 8% больше, чем в 2009 году (около 339 500 рабочих мест), и более чем в два раза больше, чем в 2004 году (160 500). Около двух третей этих рабочих мест связаны с Законом о возобновляемых источниках энергии . [34] [35]
Федеральное правительство Германии работает над повышением коммерциализации возобновляемой энергии , [36] уделяя особое внимание морским ветровым электростанциям . [37] Основной проблемой является развитие достаточных сетевых мощностей для передачи электроэнергии, вырабатываемой в Северном море, крупным промышленным потребителям в южных частях страны. [38] Энергетический переход Германии, Energiewende , обозначает существенное изменение энергетической политики с 2011 года. Этот термин охватывает переориентацию политики со спроса на предложение и переход от централизованной к распределенной генерации (например, производство тепла и электроэнергии в очень малых когенерационных установках), что должно заменить перепроизводство и предотвратимое потребление энергии мерами по энергосбережению и повышением эффективности. В конце 2020 года в Германии было 2,3 ГВт⋅ч домашних аккумуляторных батарей, часто в сочетании с солнечными панелями. [39]
Владельцами сетей в 2008 году были RWE , EnBW , Vattenfall и E.ON. По мнению Европейской комиссии, производители электроэнергии не должны владеть электросетью, чтобы обеспечить открытую конкуренцию. Европейская комиссия обвинила E.ON в злоупотреблении рынком в феврале 2008 года. В результате E.ON продала свою долю в сети. [40] По состоянию на июль 2016 года четырьмя немецкими TSO являются:
В Германии также существует однофазная сеть переменного тока, работающая на частоте 16,7 Гц, для питания железнодорожного транспорта , см. список установок для электрификации железных дорог переменным током напряжением 15 кВ в Германии, Австрии и Швейцарии .
В сети электропередач Германии есть некоторые особенности. Они также не оказывают прямого влияния на эксплуатацию, но являются примечательными с технической точки зрения.
Многие линии электропередач в Баден-Вюртемберге, построенные компанией Energie-Versorgung-Schwaben (EVS, теперь часть EnBW), оснащены кабелем связи, который висит как гирлянда на заземляющем проводе. Некоторые из этих линий также имеют второй кабель связи, висящий на вспомогательном проводе, который обычно закреплен на вершине опоры под заземляющим проводом. Такие устройства обычно устанавливаются на линиях с напряжением 110 кВ и выше, но существовала также линия 20 кВ около Эбердингена, на которой кабель связи был закреплен как гирлянда на проводящем тросе. Хотя кабели связи, закрепленные как гирлянда, были заменены в последние десятилетия свободно висящими кабелями связи, многие из этих устройств все еще используются. Если необходима нисходящая линия связи кабеля от уровня подвески до земли, что, например, имеет место на усилительных станциях, линии, построенные бывшей Energie-Versorgung-Schwaben (EVS), используют кабель в центре башни, натянутый на пруду, вместо кабеля, закрепленного на конструкции башни. Этот тип конструкции можно встретить как на линиях с гирляндными кабелями связи, так и на линиях со свободно провисающими кабелями связи.
Неподалеку от Штаде есть два перехода линий электропередачи через реку Эльба, опоры которых являются одними из самых высоких сооружений в Европе.
Elbe Crossing 1 — это группа мачт, обеспечивающих воздушный переход трехфазной линии электропередачи переменного тока напряжением 220 кВ через реку Эльба . [41] Построенный между 1959 и 1962 годами как часть линии от Штаде до Гамбурга на север, он состоит из четырех мачт. Каждая из двух портальных мачт представляет собой мачту с оттяжками высотой 50 метров (160 футов) с поперечной балкой на высоте 33 метра (108 футов). Одна из этих мачт стоит на Шлезвиг -Гольштейнском берегу Эльбы, а другая — на Нижнесаксонском берегу. Две одинаковые несущие мачты высотой 189 метров (620 футов), каждая весом 330 тонн (320 длинных тонн; 360 коротких тонн), обеспечивают необходимую высоту прохода 75 метров (246 футов) через Эльбу. Один стоит на острове Люэсанд , другой — в Буненфельде на стороне Шлезвиг-Гольштейна.
Из-за болотистой местности фундамент каждой мачты построен на сваях, вбитых в землю. Портальная мачта Люхезанда покоится на 41 свае, а на Буненфельде — на 57. В отличие от обычной конструкции таких решетчатых стальных опор передачи , направление линии проходит по диагонали над квадратным поперечным сечением опоры, что приводит к экономии материала. Две перекладины для приема шести токопроводящих кабелей находятся на высоте 166 метров (545 футов) и 179 метров (587 футов). Мачта на Буненфельде несет на высоте 30 метров (98 футов) радиолокационную установку, принадлежащую Водному и навигационному управлению порта Гамбург . Каждая портальная мачта имеет лестницы и проходы для обслуживания маяков безопасности полетов, а также имеет подъемник для тяжелых грузов.
Пересечение Эльбы 2 представляет собой группу опор линий электропередачи, обеспечивающих воздушные линии для четырех 380 кВ трехфазных цепей переменного тока (AC) через немецкую реку Эльба . [42] [43] Она была построена между 1976 и 1978 годами в дополнение к Пересечению Эльбы 1 и состоит из четырех опор:
Огромная высота двух несущих пилонов обеспечивает выполнение требования по высоте прохода в 75 метров (246 футов) над Эльбой, требуемого немецкими властями. Требование по высоте обеспечивает возможность входа больших судов в глубоководный порт Гамбурга .
В отличие от большинства других стран, существует лишь несколько трехуровневых или дельта-опоров. Вместо этого широко используются двухуровневые решетчатые опоры, называемые de:Donaumast. Они несут два кабеля на верхней и четыре кабеля на нижней траверсе. В частности, в Восточной Германии также использовались одноуровневые опоры. Линии электропередач с напряжением менее 100 кВ в настоящее время в основном проходят под землей. В отличие от США и многих других стран, придорожные воздушные линии среднего напряжения не существуют. [44]
Градирня высотой 302 метра на электростанции Шольвен в Гельзенкирхене, которая используется четырьмя блоками этой тепловой электростанции, оборудована тремя стрелами, несущими проводники цепи напряжением 220 кВ, выходящей из одного из этих блоков.
С 1977 по 2010 год опора линии электропередачи Оберцир-Нидерзехтем высотой 74,84 метра была оборудована общественной смотровой площадкой на высоте 27 метров, на которую можно было подняться по лестнице. После того, как произошло слишком много вандализма, что поставило под угрозу также целостность пилона, эта смотровая площадка была демонтирована.
Как и во многих других странах, энергетические компании в Германии используют радиорелейные линии связи для передачи данных. В большинстве случаев используемые антенны устанавливаются на решетчатых башнях, но на некоторых объектах для этой цели используются бетонные башни. Радиорелейная башня высотой 87 метров на горе Гусиная шея (нем. Gänsehals) около Белла — единственная из этих башен, оборудованная общественной смотровой площадкой. Она расположена на высоте 24 метра и доступна по лестнице.
*Потребление = Генерация - Экспорт + Импорт - Потери при распределении
В 2000 году установленная мощность Германии составляла 121 гигаватт, а вырабатывалось 577 тераватт-часов, что составляет 54 процента от того, что она теоретически могла бы вырабатывать (то есть 54 процента — это ее коэффициент использования мощности). В 2019 году страна произвела всего на 5 процентов больше (607 ТВт⋅ч), но ее установленная мощность была на 80 процентов выше (218,1 ГВт), поскольку теперь у нее было две генерирующие системы.
Германия, один из крупнейших в мире потребителей угля, закроет все 84 свои угольные электростанции в течение следующих 19 лет, чтобы выполнить свои международные обязательства по борьбе с изменением климата, сообщила правительственная комиссия в субботу.
