ドイツの電力部門

ドイツの電力網は、大陸ヨーロッパの同期送電網の一部です。2020年、COVID-19の状況と強風により、ドイツは484TW⋅hの電力を生産しました。そのうち、50％以上が再生可能エネルギー源、24％が石炭、12％が天然ガスで、化石燃料からの比率は36％でした。^[4]今年は、再生可能エネルギーが総電力生産の50％以上を占めた最初の年であり、2018年から大きな変化です。2018年には、石炭が38％、再生可能エネルギー源が40％、天然ガスが8％でした。^[5]

2023年には、生産されるエネルギーの55％が再生可能エネルギー源から供給され、2022年から6.6パーセントポイント増加しました。^[6] 55％のうち、31.1％は風力、12.1％は太陽光、8.4％はバイオマス、残りの3.4％は水力とその他の再生可能エネルギーによるものです。^[6]

ドイツは今世紀に入ってから一貫して欧州連合内で最も多くの二酸化炭素を排出しており、その大部分は石炭と褐炭を燃やす発電所によるもので、そのうち7つは2021年のヨーロッパで最も二酸化炭素を排出するトップ10のリストに含まれてい_ます。

2022年、ドイツは約6億3500万トンの二酸化炭素を排出しました。これは、EUで2番目に排出量が多いイタリアとポーランドの合計排出量を上回りました。これら3か国は、2022年のEU全体の二酸化炭素排出量の約46％を占めました。

ドイツの発電設備容量は2000年の121ギガワット（GW）から2019年には218GWに増加し、80％増加しましたが、同じ期間の発電量はわずか5％しか増加しませんでした。^[7]

1991年から2017年の間に再生可能エネルギーの生産量が大幅に増加したにもかかわらず、化石燃料による発電量はほぼ一定レベルにとどまった。同時期に原子力発電は段階的廃止計画により減少し、再生可能エネルギーの増加分の多くは原子力発電所の閉鎖によって生じたギャップを埋めた。しかし、2019年と2020年には化石燃料による発電量が大幅に減少し、2018年の252TW⋅hから2020年の181TW⋅hに減少した。ドイツ政府は2022年末までに原子力発電を段階的に廃止することを決定したが、ロシアのウクライナ侵攻による供給途絶のため2023年4月まで延期されており^[8]、ギャップを再び埋めるには再生可能エネルギーの将来的な成長が必要になることを意味している。ドイツはまた、2038年までに石炭を段階的に廃止する計画である。^[9]

2020年のドイツの電気料金は、住宅顧客の場合1kW⋅hあたり31.47ユーロセント（2000年以降126％増加）^[10] 、非住宅顧客の場合1kW⋅hあたり17.8ユーロセント（税込み21.8）であった。^{[11] [12] [13]}

ドイツの家庭や中小企業は、長年にわたりヨーロッパで最も高い電気料金を支払っています。電気料金の半分以上は、国が決定する要素（53%）で構成されています。これらの税金、賦課金、追加料金は、2000 年以降 3 倍になっています（5.19 ユーロセントから 16.49 ユーロセント）。これには、再生可能エネルギーへの投資資金に対する賦課金（22.1%）やその他の種類の税金（GST 19% など）が含まれます。送電網料金はほぼ 25% を占め、残りの 22% のみが実際に電力を生成するために使用されます。

ドイツは2021年に70,237GWhの電力を輸出し、51,336GWhを輸入した。^{[14]ドイツは}フランスに次ぐ世界第2位の電力輸出国であり、世界の電力輸出の約10％を占めている。^{[15] [16]}ドイツは近隣諸国と送電網を相互接続しており、国内容量の10％を占めている。^{[17] : 5}

2008年のドイツの一人当たりの電力生産量はEU15か国平均（EU15か国：7,409kWh/人）に等しく、OECD平均（8,991kW・h/人）の77%であった。^[18]

2016年5月8日、再生可能エネルギーは、非常に好ましい気象条件にもかかわらず、ドイツの国内電力消費量の87.6%を供給しました。^{[19] : 11}

2023年のドイツの電力供給源別割合

•  褐炭: 77.5 TW⋅h (17.7%)
•  石炭: 36.05 TW⋅h (8.3%)
•  天然ガス: 45.79 TW⋅h (10.5%)
•  風: 139.77 TW⋅h (32.0%)
•  太陽光: 53.48 TW⋅h (12.2%)
•  バイオマス: 42.25 TW⋅h (9.7%)
•  原子力：6.72 TW⋅h（1.5%）
•  水力: 19.48 TW⋅h (4.5%)
•  石油: 3.15 TW⋅h (0.7%)
•  その他: 12.59 TW⋅h (2.9%)

2023年の純発電量^[22]

IEAによると、 2008年の電力総生産量は631TW⋅hで、20​​10年には世界のトップ生産国の中で7位となった。上位7カ国で2008年の電力の59%を生産した。上位生産国は米国（ 21.5%）、中国（17.1%）、日本（5.3%）、ロシア（5.1%）、インド（4.1%）、カナダ（3.2%）、ドイツ（3.1%）であった。^[23]

2020年、ドイツの発電量は、風力27％、石炭24％、原子力12％、天然ガス12％、太陽光10％、バイオマス9.3％、水力3.7％でした。^[4]

2008年には、石炭火力発電は ドイツの総発電量631TW⋅hのうち291TW⋅hを供給し 、46%を占めていたが、 2020年には118TW⋅h（24%）に減少した。 ^[4] 2010年、ドイツは依然として世界最大の石炭消費国の一つであり、中国（2,733TW⋅h  ）、米国（2,133TW⋅h  ）、インド（569TW⋅h ）に次ぐ第4位であった 。^{[23] 2019年までに、}韓国や南アフリカなどの小国に次ぐ第8位に落ち込んだ。^[24]

ドイツは2018年末までにすべての石炭鉱山を閉鎖したが、西部と東部にはまだ褐炭の大規模な露天掘り鉱山が残っている。

2019年1月、ドイツの成長・構造変化・雇用委員会は、 2038年までに国内に残る84基の石炭火力発電所を段階的に廃止し、閉鎖する計画を開始した。^[9]

• 
  ドレスデンのガス発電所Nossener Brücke
• 
  石炭火力発電所 ショルベン

ドイツは、原子力発電の段階的廃止を積極的に推進する方針を固めている。福島原発事故後、8基の原子力発電所が永久に閉鎖された。2022年末までにすべての原子力発電所が段階的に廃止される予定である。

シーメンスはドイツで唯一の主要な原子力建設会社であり、2000年には原子力事業のシェアは3％でした。^[25]

ドイツの原子力発電設備容量は 2008年には20GW、 2004年には21GWであった。原子力発電の生産量は 2008年には148TW⋅h（世界総量の5.4%で第6位）、 2004年には167TW⋅h（世界総量の6.1%で第4位）であった。^{[23] [26]}

2009年の原子力発電は2004年に比べて19%減少し、そのシェアは27%から23%へと徐々に減少した。再生可能エネルギーと電力のシェアが増加し、天然ガスや褐炭燃焼などの化石燃料も増加し、原子力発電に取って代わった。^[18]

ドイツは「世界初の再生可能エネルギー大国」と呼ばれている。^{[27] [28]}ドイツの再生可能エネルギーは主に風力、太陽光、バイオマスに基づいている。ドイツは2014年まで世界最大の太陽光発電設備容量を誇っていたが、2016年現在では40GWで第3位となっている。また、風力発電設備容量では50GWで世界第3位、洋上風力発電では4GW以上で第2位となっている。

アンゲラ・メルケル首相は、大多数の国民と同様、「最初の大工業国として、我々は効率的で再生可能なエネルギーへの転換を達成することができ、それが輸出、新技術の開発、雇用にもたらすあらゆる機会をもたらす」と信じている。^[29]再生可能電力の割合は、1990年の総電力消費量のわずか3.4％から、2005年には10％を超え、2011年には20％、2015年には30％となり、2017年末には消費量の36.2％に達した。^[30]ほとんどの国と同様に、輸送および暖房・冷房部門における再生可能エネルギーへの移行はかなり遅い。

23,000基以上の風力タービンと140万基以上の太陽光発電システムが全国に分布しています。^{[31] [32] [いつ？ ]}公式統計によると、2010年には中小企業を中心に約37万人が再生可能エネルギー分野で雇用されました。^[33]これは2009年（約339,500人）と比較して約8％の増加であり、2004年の雇用数（160,500人）の2倍以上です。これらの雇用の約3分の2は再生可能エネルギー源法に起因しています。^{[34] [35]}

ドイツ連邦政府は再生可能エネルギーの商業化を促進するために取り組んでおり、^[36]特に洋上風力発電所に重点を置いている。^[37]大きな課題は、北海で発電された電力を国内南部の大規模産業消費者に送電するための十分なネットワーク容量の開発である。^[38]ドイツのエネルギー転換、Energiewendeは、2011年からのエネルギー政策の大幅な変更を指す。この用語には、需要から供給への政策の方向転換と、集中型発電から分散型発電（たとえば、非常に小さなコジェネレーションユニットで熱と電力を生成する）への移行が含まれており、過剰生産と回避可能なエネルギー消費を省エネ対策と効率性の向上に置き換える必要がある。2020年末の時点で、ドイツには2.3GW⋅hの家庭用蓄電池があり、多くの場合、太陽光パネルと組み合わせて使用​​されている。^[39]

2008年時点での送電網所有者には、RWE、EnBW、Vattenfall、E.ONが含まれていた。欧州委員会によると、自由競争を確保するため、電力生産者は電力網を所有すべきではない。欧州委員会は2008年2月にE.ONが市場を悪用していると非難した。その結果、E.ONはネットワークの持ち分を売却した。^[40] 2016年7月現在、ドイツのTSO4社は以下のとおりである。

• 50Hertz Transmission GmbH (Elia 所有、以前は Vattenfall 所有)
• アンプリオン GmbH (RWE)
• Tennet TSO GmbH（ TenneT所有、旧E.ON所有）
• TransnetBW （EnBW Transportnetze AGから改名され、 EnBWの100%子会社）

ドイツでは、鉄道輸送 に電力を供給するために 16.7 Hzで稼働する単相交流グリッドも存在します。ドイツ、オーストリア、スイスにおける 15 kV 交流鉄道電化設備のリストを参照してください。

ドイツの送電網にはいくつかの特殊な特徴があります。それらは運用に直接影響はありませんが、技術的な観点からは注目に値します。

バーデン＝ヴュルテンベルク州の電力線の多くは、Energie-Versorgung-Schwaben (EVS、現在はEnBWの一部) によって建設されたもので、通信ケーブルが接地導体に花輪のように垂れ下がっています。これらの送電線の中には、補助線に2本目の通信ケーブルが垂れ下がっているものもあり、補助線は通常、接地導体の下の鉄塔の先端に固定されています。このような装置は通常、電圧110 kV以上の送電線に設置されますが、エーバーディンゲンの近くには、導体ロープに花輪のように固定された通信ケーブルを備えた20 kVの送電線もありました。花輪のように固定された通信ケーブルは、ここ数十年で垂れ下がった通信ケーブルに置き換えられましたが、これらの装置の多くは現在でも使用されています。増幅ステーションなどで、吊り下げレベルから地上への通信ケーブルのダウンリンクが必要な場合、旧エネルギー供給公社 (EVS) が建設した線路では、塔構造に固定されたケーブルではなく、池によって張られた塔の中央のケーブルが使用されます。この構造タイプは、ガーランド型通信ケーブルを使用する線路だけでなく、フリースパン通信ケーブルを使用する線路でも見られます。

• 
  110kVの送電線と通信ケーブルが接地導体に花輪のように垂れ下がっている
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  380 kV/110 kV 線路 Pulverdingen-Oberjettingen では、電力導体の上にロープで花輪のように吊るされた 2 本の通信ケーブルが設置されている。
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  110 kV ライン、2 本の通信ケーブルが、最下部のクロスバーの半分の接地ロープに花輪のように固定されている
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  エーバーディンゲン近郊の20kV線路。最下層の導体に通信ケーブルが花輪のように垂れ下がっている。
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  鉄塔の中央に通信ケーブルが通っている

シュターデの近くにはエルベ川を渡る送電線が 2 か所あり、その鉄塔はヨーロッパで最も高い建造物の一つです。

エルベ渡河橋1は、エルベ川を横断する220kVの三相交流電力線の架空渡河を提供するマスト群である。^{[41] 1959年から1962年にかけて}シュターデからハンブルク北部への線路の一部として建設され、4本のマストで構成されている。2本のポータルマストはそれぞれ、高さ50メートル（160フィート）の支線マストで、横梁の高さは33メートル（108フィート）である。これらのマストのうち1本はエルベ川のシュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州岸に、もう1本はニーダーザクセン州岸に立っている。高さ189メートル（620フィート）、重量330トン（320長トン、360ショートトン）の同一の支持マスト2本により、エルベ川上空の75メートル（246フィート）の必要な通過高度が確保されている。 1 つはリューエザント島にあり、もう 1 つはシュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州側のブーネンフェルトにあります。

沼地の多い地形のため、各マストの基礎は地面に打ち込まれた杭の上に構築されています。リューエサンドのポータルマストは41本の杭の上に、ビューネンフェルトのポータルマストは57本の杭の上に立っています。このような格子鋼の 送電塔の通常の構造とは対照的に、送電線の方向は鉄塔の正方形の地面の断面を斜めに通るため、材料が節約されます。6本の導体ケーブルを引き込む2本の横梁は、166メートル（545フィート）と179メートル（587フィート）の高さにあります。ビューネンフェルトのマストは、30メートル（98フィート）の高さに、ハンブルク港の水路航行局に属するレーダー施設を支えています。各ポータルマストには、飛行安全ビーコンのメンテナンス用の階段と通路があり、重量物を持ち上げるためのホイストも備えています。

エルベクロッシング2は、ドイツのエルベ川を横切る4つの380kV三相交流（AC）回線に架空線を供給する 送電塔群である。^{[42] [43]}エルベクロッシング1を補完するために1976年から1978年の間に建設され、4つの塔で構成されています。

• エルベ川南岸のニーダーザクセン州に位置する高さ 76 メートルのアンカー パイロン。
• 2 本の支柱はそれぞれ高さ 227 メートル (745 フィート) です。1 本はリューエサンド島にあり、もう 1 本は北岸のシュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州ヘトリンゲン付近にあります。

これらの鉄塔はヨーロッパで最も高く、世界で 6 番目に高い鉄塔です。建物の地盤が不利なため、95 本の支柱の上に立っています。各鉄塔の土台は 45 x 45 メートル (148 フィート x 148 フィート) の大きさで、各鉄塔の重量は 980 トン (960 長トン、1,080 短トン) です。電力ケーブルを支える横梁は、172 (564)、190 (620)、208 メートル (682 フィート) の高さにあります。横梁の長さは、56 メートルまたは 184 フィート (最も低い横梁)、72 メートルまたは 236 フィート (中間の横梁)、57 メートルまたは 187 フィート (最も高い横梁) です。各鉄塔には、航空機の警告灯のメンテナンス用に自走式の昇降機があります。各エレベーターはマストの中央にある鋼管内を走行し、その周囲には螺旋階段があります。

• シュレースヴィヒ＝ホルシュタイン州側にある高さ 62 メートル (203 フィート) のアンカー パイロン。

2本の支柱の巨大な高さにより、ドイツ当局が要求するエルベ川の通行高度75メートル（246フィート）の要件が満たされます。この高さの要件により、大型船がハンブルクの深水港に入港できるようになります。

他のほとんどの国とは異なり、3段式またはデルタ式の鉄塔はごくわずかである。代わりに、ドナウマストと呼ばれる2段式の格子鉄塔が広く使用されている。これらは、上部に2本のケーブル、下部の横架材に4本のケーブルを通す。特に東ドイツでは、1段式の鉄塔も使用されていた。100kV未満の電力線は、現在では主に地中を走っている。米国や他の多くの国とは異なり、道路沿いの中電圧架空線は存在しない。^[44]

ゲルゼンキルヒェンのショルヴェン発電所の高さ 302 メートルの冷却塔は、これらの火力発電所の 4 つのユニットによって使用されており、ユニットの 1 つから出る 220 kV 回路の導体を運ぶブーム 3 本が装備されています。

1977 年から 2010 年まで、オーバーツィアー・ニーダーゼヒテム送電線の74.84 メートルの高さのストレーナに、階段でアクセスできる高さ 27 メートルの公共展望台が設置されていました。あまりにも多くの破壊行為が発生し、鉄塔の完全性も危険にさらされたため、この展望台は撤去されました。

他の多くの国と同様に、ドイツの電力会社はデータ伝送に無線中継リンクを使用しています。ほとんどの場合、使用されるアンテナは格子状の塔に設置されていますが、一部の場所ではこの目的にコンクリートの塔が使用されています。ベル近くのグースネック山 (ドイツ語: Gänsehals) にある高さ 87 メートルの無線中継塔は、公共の展望台を備えた唯一の塔です。高さ 24 メートルに位置し、階段でアクセスできます。

*消費 = 発電 - 輸出 + 輸入 - 配電損失

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• ドイツのエネルギー

• エヴァンス、サイモン、ピアース、ロザムンド（2016年9月20日）。「ドイツの発電方法の地図」。Carbon Brief。ロンドン、イギリス。 2016年10月6日閲覧。
• 2006～2017年の家庭用電気料金（CC画像）