德國能源轉型進入2.0時代

陶光遠

德國的可再生能源電力將結束無條件補貼全額并網的計劃時代，今后也將與傳統電力一樣，在電力市場上進行交易，進入市場經濟時代。

自德國從本世紀開始決定用半個世紀的時間實現德國的能源轉型以來，該國的可再生能源獲得了人類歷史上前所未有的高速發展。短短十多年的時間，德國的風力發電和光伏發電裝機功率之和就超過了德國用電負荷的平均功率。預計2014-2015年間，德國將會出現，在某個時間點風力發電和光伏發電的實際發電功率之和，超過德國彼時的用電負荷總功率的現象。

在2013年11月召開的德國能效大會上，“德國能源轉型2.0版”成為新的名詞。德國環境部長彼得·阿爾特邁亞和德國能源署總裁斯蒂芬·科勒先生在大會發言中都“旗幟鮮明”地要求對德國現行的可再生能源法進行脫胎換骨的改革，結束可再生能源電力的“計劃經濟”時代，邁入“市場經濟”時代。就在大會期間 ，傳出了德國基民盟/基社盟與社民黨達成組成聯合政府協議的消息。德國新政府組成后，預計將在2014年初確定德國的能源發展新政策，對2000年開始實施的“德國能源轉型1.0版”進行全面修正，推出德國能源轉型的“2.0版”。

什么樣的“2.0版”

目前德國采用的是可再生能源發電全額補貼無條件并網，這個政策在德國現時也被稱為德國能源轉型的1.0版。很多德國人認為，在十多年的時間里，德國能源轉型的1.0版對德國的能源轉型、特別是可再生能源電力的發展，發揮了巨大的積極作用。但是，到了今天，當可再生能源電力的功率發展到現在的水平，這個政策就顯得不合時宜，并對電力系統的穩定安全和經濟性產生了很大的負面影響。

其主要的問題是，由于風光電發展得很快，且非常不穩定，多的時候恨不得讓所有的發電設備停機，但一旦風停日落，則需要大量的其它發電設備填補電力的缺口。在目前的情況下，除了少量的抽水蓄能電站外，就需要保持巨大的化石能源發電廠發電能力。風光電的發電量越大，化石能源發電設備的使用率就越低，設備的折舊和運行成本就越高，這種不合經濟性的運行推動了電力成本的上升，最終又轉嫁到電力用戶的身上，這不僅增加了民眾的生活成本，而且使得德國工業的用電成本提高，使那些電力成本在產品成本中所占比例較高的工業，在國際競爭中吃虧。

在這次會議上，德國的傳統發電公司提出，誰是主電源，誰對電力供應的安全負責。既然未來可再生能源電力成為主電源，就應該承擔電力安全的成本，現在風光電的發電裝機容量增長很快，但為了保證有足夠的在風光電發電量過低時的后備發電能力，化石能源的發電能力功率消減有限。于是，風光電發電越多，傳統發電設備單位發電功率的年發電小時數就越低，這種讓化石能源發電企業承擔可再生能源電力波動造成的附加成本的做法，在經濟上顯得非常不合理。

保證后備電源的裝機容量和這種后備供電能力在經濟上得到合理的補償，成為能效大會上的一個熱點話題。從會議的發言和討論看，對后備供電能力進行經濟補償勢將成為德國能源轉型2.0版的重要內容。

除了保留一定的傳統化石發電能力外，未來可再生能源的不穩定問題將有賴于三個主要的解決辦法：可靈活調節的可再生能源發電能力，蓄能以及智能靈活的用電。當然，在這三個領域的進展越大，則需要保留的化石能源發電后備功率就越低，電力的綜合成本就越低。

在這里，虛擬電廠的作用最為引人注目。所謂虛擬電廠技術，就是通過減少負荷來起到與多發電同樣效果的電力調節方法。由于在德國用戶為降低用電最大負荷功率的負荷管理系統普遍應用，因而為虛擬電廠技術的引入創造了很好的軟硬件條件。用電戶的電力負荷管理系統與虛擬電廠技術的差別，幾乎僅在于前者的控制目標是穩定的，即用電戶的最大用電負荷功率為最小；而后者的控制目標是隨電力供應的情況波動的：電力供應過剩時，電力價格很低，盡量多用電；電力供應不足時，電力價格很高，盡量減少用電。

使用虛擬電廠技術，就要采用靈活的隨時可調節的電價，于是智能電表的應用就提上了議事日程。德國計劃到2022年，智能電表的推廣率達到68%；到2029年達到100%。

德國的可再生能源電力將結束無條件補貼全額并網的計劃時代，今后也將與傳統電力一樣，在電力市場上進行交易，進入市場經濟時代，盡管在德國對此仍有很高的反對呼聲，但這個政策趨勢不可逆轉。當然，風光電的成本多年持續不斷地大幅度下降，也給實現可再生電力進入市場經濟時代創造了條件。無論這場變革如何，有一點是可以肯定的，德國能源轉型的2.0版不會減緩德國可再生能源發展的步伐，反而會促生新的技術。

催生新技術

風光電的波動帶來了問題，但也同時產生了機遇。一位專家如此表示：在人類的用電史上，從來沒有想到過還會有這么便宜的電能，這必將促使在工業過程中研發出產生經濟的大規模使用廉價的但卻是不穩定的電力的大量的新工藝。而正在研發的新工藝中的一種就是所謂的E-Gas。

在德國能源署國際能效大會上，E-Gas成為交通運輸領域利用可再生能源的明星話題，E-Gas的化學成分是甲烷，與天然氣相同，可供燃氣汽車使用。所謂E-Gas，就是以過剩的風電和光伏電電解生成的氫氣與沼氣洗氣后排出的二氧化碳作為原料制備合成甲烷。德國已建成兆瓦級E-Gas示范項目。電動汽車價格高和行駛里程短是其致命傷，在可以見到的未來難于根本改變。但E-Gas與現在技術上已經成熟的壓縮天然氣或液化天然氣機動車和燃料供應系統無縫接軌，就繞開了上述的障礙。

E-Gas的唯一障礙是電價。而越來越多且越來越便宜的過剩風電和光伏電將很快會掃除這一障礙，E-Gas未來很有可能會替代電動汽車成為綠色能源汽車的主流。可以想象，在2050年左右，德國全年發電能力過剩的時段將會達到40%左右，在電力過剩時段，電力價格非常便宜，用便宜的電力電解氫，并進而制備天然氣，供機動車使用，有可能會成為未來機動車重要甚至是主要的動力模式。

德國的可再生能源電力建設需要大量的投資，其中很大一部分來自于民眾的集資。德國集體所有制協會介紹了德國民眾集資參與可再生能源項目投資的情況。德國在可再生能源電力領域廣泛采用了所謂的項目投資和項目貸款模式進行建設融資。十多年來的實踐證明，對可再生能源進行項目融資是一種非常安全的投資模式，融資失敗的機率遠低于1%，德國在這方面的經驗很值得中國借鑒。endprint