城市能源转型 - 当补贴停止的时候，可再生能源何去何从？
可再生能源发电设施运营商的保证薪酬一直是德国能源转型的一个关键组成部分。2000年，国家的可再生能源法案(EEG)引入了上网电价。它们为可再生能源投资者提供了20年的现金流入保障。随着2021年首批先驱性项目的担保期接近尾声，运营商越来越多地需要寻找其他途径，以保持风能和太阳能发电设施的盈利，政府部门也需要制定相关政策，实现经济与可再生能源的平衡。
一旦上网电价开始用尽，德国还能保持多少可再生能源产能？
2018年，德国的太阳能电池板、陆上风力涡轮机和沼气发电厂的可再生电力装机容量为103吉瓦(GW)，占该国118吉瓦(还包括海上风能、水力发电等)可再生电力总容量的大部分。2018年，可再生能源供应了224.6万亿瓦时(TWh)，占全国总发电量的34.9%， 其中92.2 GWh(14.3%)来自陆地风力涡轮机，46.2 GWh(7.2%)来自太阳能电池板，45.1 GWh(7%)来自生物质发电厂。
德国政府的目标是到2030年可再生电力占德国电力需求的65%。根据德国能源与水行业协会(BDEW)的计算，为了实现这一目标，德国必须将目前的可再生电力装机容量提高到215至237吉瓦之间。因此，根据Agora Energiewende的数据，风能和太阳能发电能力每年必须增长约500万千瓦。可再生能源团体BEE将可再生能源的增长率定得更高，约为每年16.5吉瓦。
到2021年，风能、太阳能和沼气装机容量达数十亿瓦的设备将超过20年。因此，根据可再生能源法案(EEG)，这些企业将不再收取上网电价。该法案于2000年首次出台，为期20年。在本世纪20年代，德国越来越多的可再生能源装机容量将达到补贴期的终点。
行业组织Deutsche Windguard计算出，仅陆上风力发电的上网电价就将在2021年1月1日达到400万千瓦，此后到2025年，每年还将达到230万至240万千瓦(总计1600万千瓦)。Fraunhofer IEE研究所发布的数据显示，从2008年到2018年，德国的风能装机容量增长了两倍，从约20吉瓦增至近600吉瓦。
根据行业协会BSW solar的数据，德国在2019年新增的大部分太阳能发电装机容量将在2028年至2033年之间达到其保证报酬的上限。到2028年，这一数字将超过每年1千兆瓦，到2031年将超过7千兆瓦。管理咨询公司普华永道(PwC)表示，到2033年，德国100多万个太阳能电池的运营商将失去他们的补贴。这些太阳能电池阵列的产量为24太瓦时(TWh)。
据Fachverband biogas估计，目前在德国运营的约9400家沼气厂中，约有1000家可能会在2021年其补贴到期后停产。在目前已安装的660万千瓦生物质设施中，到2025年补贴期结束后将有约510万千瓦继续可用，到2030年将仅剩下230万千瓦。最后一批有资格获得EEG支持的工厂将在2034年退出支持计划。
旧的可再生能源装置的法律架构条件是怎样的
尽管20年来收取可再生能源设备上网电价的可再生能源装置最终会失去这笔费用，但它们仍保持着可再生能源发电机的合法地位。这包括“连接优先级”和“电网优先级”，这意味着电网运营商有义务将可再生能源设备连接到网络上，并优先使用可再生能源，而不是传统的电力来源。当电网运营商为了稳定电网而限制旧的可再生能源设备的生产时，它们也将继续收到补贴款项。同时，可再生能源企业必须继续履行义务，例如安装某些计量设备，并向电网运营商和市场登记部门报告。
每年需要增加的可再生能源装机容量（2021到2030年）
旧的可再生能源装置有哪些其他的应用可能性
二十年来，可再生能源装置获得了丰厚的上网电价，但如果补贴终止，它们可能需要修理，导致其规模和产量将非常小，或者不再符合现代标准，那么这些可再生能源装置在经济上可能不再可行。因此，一些可再生能源运营商将选择关闭和拆除它们的设施——一旦风力发电厂停止运营，它们的所有者有法律义务完全拆除所有涡轮机和它们的基础设施。然而，如果可再生能源运营商的设施仍处于良好状态，他们可能会继续经营下去。他们有几个不同的选择:
重新提供动力
重新供电意味着在同一地点用更新的、通常更强大的模式替换旧的可再生设备。这是否可能取决于安装的具体位置和相应的规划规定，因为新单元可能比其前身更大，或者因为当地的规划要求可能已经改变。同时，这需要由工厂所有者进行新的投资。
直接营销
每个可再生能源供应商都可以在电力交易所出售他们的产品。但对于较小的风力发电厂、小型太阳能装置的拥有者或单一沼气发电厂的经营者来说，仅靠他们自己是不可能做到这一点的。相反，他们可以使用直销公司的服务。直接营销人员可以远程访问发电厂，在交易所出售可再生能源，然后根据合同条款减去佣金后将收益转给可再生能源发电厂的所有者。这种模式在德国已经确立，因为许多可再生能源设施(尤其是2016年后开始运行的设施)尽管有上网电价保证，但仍有义务在交易所直接销售其电力。
直销公司还提供其他模式，如购买现有的可再生能源设备，或将不同客户的电力生产集中起来。通过这种方式产生的电力不会在交易所出售，而是直接转给另一家公司或客户。对于较老的设备，尤其是非常小的设备(通常指太阳能电池板)，这些设备是否足够好，值得直销公司采用，还有待观察。
电力购买协议(PPA)
可再生能源运营商可以将他们的电力卖给一个特定的客户。这些长期合同被称为电力购买协议(PPA)，用于资助工厂的运营和/或建设。公私合作伙伴关系可以采取不同的形式，这取决于电力是通过与买方(例如附近的公司)的电网连接进行物理供应，还是由于买方是电力零售商，所以购买电力(电力供应到公共电网)纯粹是合同性质的。在直接向附近的消费者供电的情况下，可再生能源发电机变成了一个电力供应公司(就像一个燃煤电厂)，这需要承担大量的法律和财务义务(如电力税、可再生能源税支付)。买方将对可再生能源的“原产地保证”(GO)十分重视，这能够向自己的客户证明，他们正在处理经过验证的绿色能源。GO证书可以在联邦环境局(UBA)的德国原产地担保登记局(Herkunftsnachweisregister, HKNR)购买。
区块链和社区解决方案
通过将旧的可再生设备整合到地区能源概念中，它们可以被用来为附近的家庭或企业提供电力，通常还可以与热泵、电动汽车充电站和电池库相结合。在未来，点对点供电可能参与区块链解决方案。
自己使用、存储和power-to-x
一旦他们20年的上网电价到期，可再生能源运营商也可以选择自己使用电力，例如在工业、农业企业或自己的家庭，这取决于安装的类型和规模。“自己的电力消费”的法律定义在德国相当严格,因为在这一过程中权力将会(部分)免除。生产电力的风能或太阳能光伏设备生产出的能量可以使用一种存储形式，如电池、氢气等，在有电力需求时使用，这也是一种经济可行的选择。
德国风力发电容量
在不征收上网电价的情况下，风能、太阳能光伏和沼气的区别是什么?
陆上风力
德国风能协会BWE普遍认为，重新供电是老风电场的最佳选择。然而,根据德意志Windguard商业协会发表的一份报告,大约50%的风力公园将不适合重新提供动力。如果满足了法律前提条件，现有的风力发电厂也可以选择自用、储存或直接向附近的工厂供电。在旧的风电场与直销公司签订合同或与消费者签订PPA之前，它将经历一个评估和验证过程。
太阳能光伏
持续运行超过20年的地面太阳能光伏装置将面临类似于陆上风力发电站的挑战和机遇。根据他们的规模和条件，他们将能够继续经营和出售他们的电力。重新供电也是一个选择，特别是当现有的规划许可仍然有效或可以重新获得。现在有一些新的大型太阳能光伏电站将在完全没有政府补贴的情况下运行，专家说，同样的方法也适用于报废但可以重新运行供电的旧光伏装置。
德国私人住宅的屋顶光伏设施数量众多，但规模很小(不足10千瓦)，其中有许多将在本世纪20年代初第一个停止接收上网补贴。太阳能研究人员表示，安装一个电池来储存太阳能，从而消耗掉屋顶上产生的更多电力，可以让太阳能电池板的持续运行对房主有价值。如果在电池存储上的额外投资不是房主的理想选择，房主可以将他们的电力通过直销公司出售。
沼气
与风能或太阳能发电装置不同，旧的沼气发电厂可以通过参与政府设立的拍卖计划，获得一个新的10年期的上网电价。大多数的沼气发电厂成本较高，除了在交易中获得的电价外，没有其他收入，因为与太阳能光伏和风力涡轮机不同，它们必须提供基质(生物质)，并需要持续的监督。到目前为止，生物质能投标一直供不应求。
