1. 歐洲電網(wǎng)從分散到統(tǒng)一
歐洲的歷史也是一部統(tǒng)一史，曾有多個(gè)帝國用武力實(shí)現(xiàn)歐洲局部的短暫統(tǒng)一，比如羅馬帝國、法蘭克帝國、法蘭西帝國和納粹德國等，但最終回歸于政治與經(jīng)濟(jì)的共同體：1993年成立的歐盟。歐盟的前身是歐洲煤鋼共同體、歐洲經(jīng)濟(jì)共同體和歐洲原子能共同體，而電網(wǎng)也存在類似的發(fā)展歷程：從分散電網(wǎng)——聯(lián)盟電網(wǎng)。
歐洲互聯(lián)電網(wǎng)成立前，歐洲的歐洲大陸、北歐、波羅的海、英國、愛爾蘭五大同步電網(wǎng)已經(jīng)有6大輸電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟。其中北歐和歐洲大陸輸電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟首先成立，英國、愛爾蘭和波羅的海地區(qū)成立較晚，另有歐洲輸電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟（ETSO）于1999年成立，其為歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的前身。歐洲5大區(qū)域電網(wǎng)由各國輸電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟規(guī)劃和運(yùn)行協(xié)調(diào)。各區(qū)域合作組織分布制定規(guī)則，并協(xié)調(diào)各自區(qū)域內(nèi)的運(yùn)行和發(fā)展規(guī)劃。
2009年歐洲大陸、北歐、波羅的海、英國、愛爾蘭五大電網(wǎng)合并。由于受到歐盟條例約定，歐洲6大輸電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟于2009年7月1日合并。歐洲互聯(lián)電網(wǎng)由歐洲大陸、北歐、波羅的海、英國、愛爾蘭五大同步電網(wǎng)組成。合并后，冰島和塞浦路斯成為兩個(gè)獨(dú)立電網(wǎng)。至今，歐洲互聯(lián)電網(wǎng)覆蓋了34個(gè)國家，裝機(jī)容量為10.54億千瓦，發(fā)電量為33,476億千瓦時(shí)，220千伏及以上輸電線路總長(zhǎng)度約31萬千米，覆蓋面積約450萬千米，供電人口約7億人。
2. 輸變電：跨國電網(wǎng)+柔性輸電網(wǎng)
歐洲地區(qū)一體化程度較高。政治上，歐盟包含了德國、法國、意大利等28個(gè)國家，主要大國都已加入聯(lián)盟。經(jīng)濟(jì)上，歐元區(qū)包含歐盟19個(gè)成員及其他幾個(gè)使用歐元作為官方貨幣的國家。此外，歐洲電網(wǎng)發(fā)展早，配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟、輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟、風(fēng)力協(xié)會(huì)等組織發(fā)展成熟，成員覆蓋全歐，具有建立國際互聯(lián)電網(wǎng)的基礎(chǔ)和需求。
2.2.1 歐洲能源結(jié)構(gòu)一覽
歐洲以化石能源為主，但歐洲各國分布不均。歐洲煤炭、天然氣與原油資源豐富，形成了歐洲長(zhǎng)期火力發(fā)電為主的結(jié)構(gòu)。歐洲及歐亞大陸原油探明儲(chǔ)量為157億噸，占世界總儲(chǔ)量的8%，其中，俄羅斯是世界第一大產(chǎn)油國，原油探明儲(chǔ)量82.2億噸，局世界第八位；中亞哈薩克斯坦原油探明儲(chǔ)量41.1億噸；挪威、英國與丹麥?zhǔn)俏鳉W已探明原油儲(chǔ)量最豐富的三個(gè)國家（10.7/5.3/1.7億噸），挪威是世界第十大產(chǎn)油國。
歐洲各地區(qū)間能源差異性大。歐洲各地區(qū)間能源結(jié)構(gòu)具有一定的差異性，如風(fēng)力資源主要分布于北海東西海岸及愛爾蘭地區(qū)，水力資源主要分布于北歐地區(qū)，太陽能資源主要分布于地中海沿岸地區(qū)等等。各地區(qū)能源資源的差異也導(dǎo)致了電力裝機(jī)、發(fā)電能力的差異，巨大的差異性導(dǎo)致了國家間電力交易的需求?？鐕旊娋€路和國際電力交易市場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
德國位于歐洲大陸的中心，煤炭天然氣豐富，同時(shí)也是風(fēng)電光伏大國。① 德國是可再生能源大國，2016年風(fēng)光核裝機(jī)容量比例超過50%（據(jù)德國Fraunhofer，2016年德國電力總裝機(jī)容量達(dá)194.53GW，其中太陽能40.41GW、海上風(fēng)電4.13GW、陸上風(fēng)電44.80GW、天然氣28.27GW、燃油4.19GW、硬煤28.38GW、褐煤20.90GW、核電10.80GW、生物質(zhì)7.06GW、水電5.59GW）。② 德國電網(wǎng)位于歐洲大陸的中心，與周圍許多國家，尤其是法國、荷蘭、丹麥和捷克的電網(wǎng)聯(lián)系非常緊密。德國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到17295兆瓦。
法國一次能源匱乏，主要是風(fēng)光核，并依靠進(jìn)口化石能源電力實(shí)現(xiàn)調(diào)峰。①法國一次能源匱乏，其一次能源生產(chǎn)總量為122百萬噸油當(dāng)量，不足消費(fèi)總量的50%。煤氣油依賴進(jìn)口；2015年法國核電裝機(jī)63GW，占比近50%，核電發(fā)電量4168億kwh，占全國總發(fā)電量的76%。
②法國是世界第一核電大國，但福島事故后歐洲各國均開始削減核電規(guī)劃。法國正處在能源轉(zhuǎn)型的時(shí)期，據(jù)2015年頒布的《能源轉(zhuǎn)型法》與2016年的《巴黎協(xié)定》，法國正在落實(shí)兩大能源部署：提高可再生能源發(fā)展目標(biāo)(到2030年40%的法國電力應(yīng)該來自可再生能源)和逐步關(guān)閉核電站(核電發(fā)電比例在2025年降至50％，大約關(guān)閉10-15臺(tái)核電機(jī)組).
③ 法國電網(wǎng)東接德國電網(wǎng)，北接英國電網(wǎng)，南接伊比利亞半島西班牙電網(wǎng)。法國電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到12395兆瓦，受入容量可以滿足約全年最大負(fù)荷84343兆瓦的15%的供應(yīng)，能夠平衡法國電網(wǎng)由于核電調(diào)峰能力不足所造成的電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題。法國電力公司從衙門式的國有壟斷公司變身為國家控股（持股84.5％）的混合所有制企業(yè)，并拆分成立了法國電網(wǎng)公司、法國配電公司兩個(gè)全資子公司。
丹麥?zhǔn)秋L(fēng)電光伏大國，煤電與氣電也豐富，故電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。①丹麥沒有核電機(jī)組，常規(guī)水電與抽水蓄能電站裝機(jī)容量也幾乎為零，但其風(fēng)電與光伏的發(fā)展居于世界領(lǐng)先地位，是僅有的新能源裝機(jī)超過35%的國家。丹麥風(fēng)電裝機(jī)容量4845MW，光伏裝機(jī)容量601MW，煤電裝機(jī)容量為4847MW，氣電機(jī)組裝機(jī)容量為2941MW。丹麥電網(wǎng)位于歐洲大陸的北部，南鄰德國電網(wǎng)，北靠北歐電網(wǎng)。② 丹麥電網(wǎng)與周圍電網(wǎng)的互聯(lián)傳輸能力，受入容量可以達(dá)到5820兆瓦，與鄰國電網(wǎng)互聯(lián)的容量已經(jīng)超出了本國的最大負(fù)荷，加上丹麥電網(wǎng)內(nèi)部2941兆瓦的氣電容量以及4847兆瓦的煤電容量，丹麥電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)異，這也是丹麥電網(wǎng)在一段時(shí)期風(fēng)電機(jī)組所發(fā)電量超出區(qū)內(nèi)最大負(fù)荷運(yùn)行的一個(gè)重要條件和原因。
英國作為工業(yè)革命起源的老牌發(fā)達(dá)國家，能源裝機(jī)結(jié)構(gòu)改善明顯。2014年，英國化石能源發(fā)電約占電力供應(yīng)總量的58.7%，其次是可再生能源發(fā)電，占比達(dá)到18.1%；核電占比17.1%；據(jù)MyGridGB，2017年1-5月英國電力供應(yīng)中有51.4TWh來自天然氣發(fā)電，占總量的40.9%，其次是核電（26.3TWh，20.9%）、風(fēng)電（15.7TWh，12.6%）、煤電（10.5TWh，8.3%）、生物質(zhì)發(fā)電（6.9TWh，5.5%）、太陽能（4.0TWh，3.2%）、水電（1.9TWh，1.5%）、儲(chǔ)能（1.1TWh，0.9%）；此外還有7.9TWh來自進(jìn)口，占電力供應(yīng)的6.3%，化石能源發(fā)電裝機(jī)已大大降低。
2.2.2 跨國電網(wǎng)
歐洲特殊的能源結(jié)構(gòu)形成交易型跨國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。為提高電力使用率，歐洲電力交易持續(xù)發(fā)展，國家間電力交易運(yùn)營(yíng)商如北歐電力交易中心Nordpool應(yīng)運(yùn)而生?？鐕ヂ?lián)電網(wǎng)將能源從高能源生產(chǎn)區(qū)以低廉成本輸送至高負(fù)荷消費(fèi)區(qū)，因此提高了低成本的間歇性可再生能源如風(fēng)電和光伏發(fā)電使用率。此舉可以減少北海的風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)、南歐的光伏發(fā)電的大量裝機(jī)由于輸出通道不夠完備而造成的巨大浪費(fèi)，促進(jìn)清潔能源消納。
跨國電力輸送次數(shù)多、體量大。2015年，有12起國家間電力輸送超過100億KWh。頻繁的電力交易從而帶動(dòng)了跨國輸變電線路的建設(shè)與發(fā)展，市場(chǎng)流動(dòng)性不斷提高，市場(chǎng)快速達(dá)成交易的能力提升，成員國日前市場(chǎng)批發(fā)電價(jià)趨同趨勢(shì)不斷加強(qiáng)。
2.2.3. 高密度電網(wǎng)
歐洲輸變電線路主要以220-380kV為主。歐洲互聯(lián)電網(wǎng)成員國中，以德國、法國、波蘭、意大利為代表的大部分國家輸電線路的電壓等級(jí)集中在220-285kV和380-400kV；立陶宛、拉脫維亞、塞爾維亞幾個(gè)國家主要以低壓輸電線路為主。歐洲互聯(lián)電網(wǎng)各成員國之間主要是通過220/285 kV 和380kV交流線路互聯(lián)，部分是通過400kV、330kV、220kV及以下電壓等級(jí)輸電線路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
跨國交流電路鋪設(shè)密集。截止至2015年底，歐洲互聯(lián)電網(wǎng)共包含交流輸電線路328條，包括121條380-400kV交流輸電線路、93條200-285kV交流輸電線路以及88條110-150kV交流輸電線路；直流輸電線路27條。與中國、巴西等過的超長(zhǎng)運(yùn)輸電網(wǎng)相比，歐洲整體以高密度、短距離電網(wǎng)運(yùn)輸為主。
電網(wǎng)互聯(lián)初步解決可再生能源消納問題。歐洲可再生能源富集區(qū)域分布不均衡，且距負(fù)荷中心較為偏遠(yuǎn)，為加快可再生能源的開發(fā)利用，歐盟提出2020年各成員國跨國輸電能力至少占本國裝機(jī)容量的10%，2030年達(dá)到15%。截止2015年年底，歐洲共有跨國電網(wǎng)355條線路，歐洲電網(wǎng)各成員國間交易電量約為4490億kWh，在總發(fā)電量中占比12%。
新能源電力上網(wǎng)仍需要柔性直流輸電實(shí)現(xiàn)。歐洲的多個(gè)國家都已經(jīng)建設(shè)和規(guī)劃了大量的海上風(fēng)電場(chǎng)，其容量都在數(shù)百兆瓦等級(jí)，并且已經(jīng)有部分使用了柔性直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的接入。英國國家電網(wǎng)輸電公共有限公司（NGET plc）規(guī)劃到 2025 年建設(shè)柔性直流近 50 條，以鼓勵(lì)和促進(jìn)新能源的發(fā)展。目前德國在建用于海上風(fēng)電接入的柔性直流輸電項(xiàng)目共 4 項(xiàng)，總?cè)萘考s 2600MW。北歐地區(qū)規(guī)劃到 2030 年通過多端柔性直流（MTDC）實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電的接入，柔性直流輸電被認(rèn)為是最適合的實(shí)現(xiàn)手段。
3. 歐配網(wǎng)：整體系統(tǒng)發(fā)展成熟
歐洲配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)較為成熟。相比于輸電運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)有統(tǒng)一的歐洲互聯(lián)電網(wǎng)組織，歐洲配電運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)由四個(gè)不同的交易協(xié)會(huì)所控制：歐電聯(lián)（Eurelectric）、GEODE、CEDEC、EDSO。歐電聯(lián)和EDSO的成員多為大型配電運(yùn)營(yíng)商，其他二者主要成員為小型配電運(yùn)營(yíng)商。
其中成員最多的歐電聯(lián)組織目前有超過30個(gè) 正式成員，代表32個(gè)歐洲國家的電力產(chǎn)業(yè)。歐電聯(lián)囊括了2485家配電公司，擁有2.6億客戶資源，覆蓋歐盟國家及挪威99%的居民和小型企業(yè)，年配電量達(dá)到27,000億KWh。
歐洲配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)集中度高。歐洲有190家配電公司擁有超過10萬家客戶，約占總體配電行業(yè)的7.6%，市場(chǎng)集中度較高。其中最大的配電運(yùn)營(yíng)商公司包括德國的Innogy，法國的Enedis和瑞典的Vattenfall。
智能電表處于推廣階段，少數(shù)歐盟成員國已經(jīng)覆蓋全國。隨著歐盟委員會(huì)提出2020年歐洲家庭的智能電表覆蓋率達(dá)到80%的規(guī)劃后，歐洲正式踏入智能電網(wǎng)改造階段。在智能電表方面，歐盟總計(jì)有2.81億客戶量，有望在2020年超越亞洲成為全球第一大市場(chǎng)，在預(yù)計(jì)期間增加1億電表安裝量，覆蓋客戶達(dá)到2.25億。
歐盟成員國部分國家智能電表市場(chǎng)龐大，且覆蓋率已達(dá)到100%。意大利、瑞典目前已實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)全用戶覆蓋，總計(jì)電表數(shù)超過4000萬臺(tái)。英、法、西班牙等國也制定了相應(yīng)規(guī)劃，預(yù)計(jì)2020年前可以實(shí)現(xiàn)基本全面覆蓋。此三國為電表用戶大國，總計(jì)可實(shí)現(xiàn)安裝數(shù)超過1.1億臺(tái)，其對(duì)智能電表的推廣對(duì)歐盟80%覆蓋率的規(guī)劃影響巨大。
4. 儲(chǔ)能：峰谷電價(jià)套利可期
歐洲風(fēng)電光伏裝機(jī)仍有較大提升空間。隨著氣候公約的提出、減少碳排放的需要和對(duì)電力能耗的需求提升，一次能源中可再生能源的開發(fā)率逐漸提高，裝機(jī)率逐漸上升。2016年，歐洲互聯(lián)電網(wǎng)風(fēng)力裝機(jī)達(dá)到154Gw，太陽能光伏裝機(jī)達(dá)到101Gw，共計(jì)比例為27.7%，處于世界領(lǐng)先水平。
風(fēng)電光伏裝機(jī)比例上升。歐洲目前風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)已經(jīng)取代煤炭成為第二大歐洲電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)主體，首位為天然氣能源裝機(jī)。2016年德國占風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)量的25%，與煤電裝機(jī)比例持平。
歐洲風(fēng)力裝機(jī)投資持續(xù)攀升。2016年，歐洲市場(chǎng)新增430億歐元投資，投放于新的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)、再融資操作、項(xiàng)目收購和公開市場(chǎng)籌資，同比上漲22%。投資額大部分用于海上風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)。
歐洲峰谷電價(jià)套利市場(chǎng)巨大。歐洲互聯(lián)電網(wǎng)的高峰負(fù)荷時(shí)間為2月5日，峰值為528Gw。最低負(fù)荷時(shí)間為8月16日，谷值為240Gw。各國間高峰負(fù)荷月份主要集中在11月至次年3月，高峰負(fù)荷每日時(shí)間點(diǎn)主要集中在12：00至20：00。
歐洲電力交易實(shí)行峰谷電價(jià)機(jī)制。日前，峰谷電價(jià)、季節(jié)電價(jià)在歐洲很多國家已廣泛推行。如英國、意大利、挪威等國。實(shí)行峰谷電價(jià)機(jī)制和財(cái)政補(bǔ)貼，有利于提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的收益。英國在歐盟28國中電價(jià)屬于中等水平，故選取英國作為參考對(duì)象。按照英國能源機(jī)構(gòu)GreenEnergy UK提供的電價(jià)，我們計(jì)算出歐洲地區(qū)的峰谷差價(jià)為每度0.146英鎊（約1.27元），高峰時(shí)段可維持3小時(shí)（下午四點(diǎn)-下午七點(diǎn)）。
歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)空間打開。我們從峰谷電價(jià)套利和光伏風(fēng)電調(diào)峰調(diào)頻兩方面進(jìn)行測(cè)算：
① 儲(chǔ)能市場(chǎng)峰谷電價(jià)套利：據(jù)歐洲互聯(lián)電網(wǎng)數(shù)據(jù)，歐洲地區(qū)2015年用電量約33,014億kWh，假設(shè)保持 3%的增長(zhǎng)，到2020年用電量上升到38,000億kWh左右，考慮使用峰谷電價(jià)套利的比例3%、10%、25%三種情況進(jìn)行測(cè)算，峰谷電價(jià)差使用歐洲大陸地區(qū)平均價(jià)差1.27元/kWh，分別對(duì)應(yīng)1448億元、4826億元、12065億元的市場(chǎng)空間。
② 光伏風(fēng)電電站配套：據(jù)歐洲互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)劃，預(yù)計(jì)2020年光伏、風(fēng)電裝機(jī)分別達(dá)到171GW、230GW，我們假設(shè)2020年歐洲光伏風(fēng)電儲(chǔ)能配套比例達(dá)到 3%，利用小時(shí)上升到6小時(shí)，則對(duì)應(yīng)72GWh 的儲(chǔ)能容量，假設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)單位投資下降到20億元/GWh（鉛碳電池0.5元/kwh，4000次循環(huán)），則對(duì)應(yīng)1444億元的市場(chǎng)規(guī)模。
