德國能源轉型的進展及其對中國的啟示

/中德可再生能源合作中心 陶光遠/

德國能源轉型是從2000年開始的，現在大家認為1.0版已經走到頭了，在德國能效大會上，正式提出了所謂德國能源轉型的2.0版。

一、中德可再生能源合作中心

中德可再生能源中心是由德國能源署和中國可再生能源協會聯合成立的，中方主任是原科技部秘書長、國務院參事、中國可再生能源協會理事長石定寰教授；德方由德國能源署總裁科勒先生擔任。德國能源署是和由德國政府及德國四個最大金融機構聯合成立的，在2000年正式成立。2000年德國正式決定用半個世紀的時間告別化石能源和核能時代，進入可再生能源時代，成為世界上第一個進入可再生能源時代的工業大國。為了實現這個任務，成立了德國能源署。德國能源署的工作范圍實際上是所有跟二氧化碳減排有關的事宜，包括工業節能、建筑節能、交通運輸節能，包括了所有的可再生能源的發展。現在的重點是可再生能源發電并網，這也是德國能源轉型2.0版要解決的核心問題，甚至有人說是全部問題。德國能源署從事的工作包括制定標準、市場激勵、研究、規范、德國建筑的能耗證書開發。

二、德國政府能源政策目標

人們常說的12個指標：第一，溫室氣體排放，到2050年相對于1990年減少80%，到2020年減少40%，這里不是按單位GDP，是按絕對量的減少，不是所謂排放強度的減少。德國經濟還在持續的發展，每年百分之幾的量，雖然沒有中國那么快，但是還是在發展中，每年增速大約在2%、3%左右。第二，初級能源的消耗要減少，在節能上要下很大功夫，在能源的效率方面，要得到極大的提高，每年大概提高2%左右，建筑物的熱需求要大規模減少，德國的建筑能耗在國家整個能耗中大概占1/3左右，減少建筑采暖能耗非常重要，比如：中國第一個被動房，在秦皇島建成的在水一方，這個房子不用暖氣，最冷稍微有一點空調就可以，建筑能耗大概減少了85%，大部分時間連空調都不用開，這部分工作量非常非常大，基本上每年對德國2%的建筑進行節能改造。電力消耗要減少，電力消耗絕對量現在是減少的，同時，可再生能源的發電量在總能耗中要增加，到2020年達到35%。眾所周知，德國是水電比較少的國家，只有百分之幾，大部分可再生能源主要是依賴于所謂風光電，到2050年將達到80%。

2013年德國可再生能源的增加量減少了，同時速度放慢了，有一個非常大的趨勢，即燃氣發電比例在降低。過去大家以為燃氣比例會上升，現在大家發現還是燃煤電站的效益好，而且調峰能力也很強，天然氣在總比例中下降，當然，也因為煤炭價格的降低，總的來說，可再生能源發展最快。

德國曾經做了很多研究，可再生能源比例還是要不斷增長的，特別是可再生能源發電，雖然發電量還沒有超過傳統能源，但是裝機量超過了，風電和光伏發電小時數比傳統能源少的多。

三、德國現存問題

德國現在的主要問題是波動問題，根據德國2013年1月的實際情況，風電在發電量很大的情況下對傳統能源的壓縮很厲害，要大量的停機，沒風的時候碰到用電高峰，要求傳統能源全力開機。德國能源署分析了未來的情況，認為未來的情況更糟糕，到2020年中午的時候，光伏發電超過全球用電總需求，情況更加惡劣，包括風電也會發現這種情況。2050年德國大概40%的時間是電力過剩，在這40%的時間里，把全國發電站都關了也沒用，光伏和風電仍然超過總需求。今天德國認為可再生能源發展的價格不是問題，價格總會降下來，而且價格下降速度遠遠超過人們的預估，他們認為主要是電網問題，國內現在還沒有注意到這個問題，實際上可再生能源發展的重擔95%以上落在電網身上，當然，主要是消納問題。從全年小時數來看，可再生能源發完電以后，給傳統能源發電留了多少負荷呢？有很少的小時數，大概在2020年就會出現負需求，現在還沒有出現，馬上要出現負需求，從2020年開始，不但電用不完了，而且還有富余，到2030年更多，到2050年時候40%時間都是電力過剩。怎么解決這個問題呢？包括擴建輸電網和輸電網，包括南北輸電網，另外是內部電網，特別是要在需求側做很多工作。

德國可再生能源的附加費中很大一筆錢是給電網的，我們認為電網要大力建設，我認為特高壓是可再生能源發電必不可少的，不用特高壓也可以把煤運過來，治霧霾也沒問題，煤電不見得污染。德國總理府附近有一個燃煤電站，14萬千瓦電功率，24萬kW的熱功率，運行了一百多年，還在照常運行，沒看到對柏林空氣有多大污染。但是可再生能源輸送問題離不開特高壓，很多人沒有注意到，中國有利用光伏優勢，東西之間有4小時的時差，通過東西方向特高壓電網，能夠把峰消下去，使之變得平緩，光伏電沒有大發展時候還沒注意到，大發展以后高峰就會出來，到中午12點，各個電場開始關機。所以能源輸送的問題必須要解決。

德國對未來電網的要求提出一個問題。發電量很大，到晚上7點用電高峰的時候沒風、沒太陽，所有傳統發電機都要開動，這就出現了一個問題，傳統發電能力要保持很大，發電小時數急劇減少，使得發電成本、固定資產成本大幅度提高，所以，就出現了兩個成本，一個是電網成本，一個是傳統電站的成本，包括裝智能電表，德國比較大的電場都安裝了用電側管理系統，比如啤酒廠，有冷藏發酵時間，因為很長，儲存幾千噸，甚至有些大廠儲存上萬噸的啤酒，啤酒有一定的熱容量，±0.5度，一般-1.5度低溫發酵，-1度到-2度之間，制冷機停十幾個小時都沒問題，便宜的時候拼命開所有制冷機，缺電時候把全部制冷機關掉，當然，各行各業都有很多可以節約用電的地方。德國能源署進行了大量的研究工作，包括對輸電網、配電網到2050年德國可再生能源以及電力系統和服務都提出了一系列要求。

電力供應轉型，有各種各樣的挑戰，包括供應方面，保證電網安全，保證需求的，同時又要保證可再生能源上網，但不能說要保持電網穩定就不走這條路了，可再生能源這條路要走，同時，要保證安全。“既要馬兒不吃草，又要馬兒跑”是不現實的。另外，要提高能源系統的靈活性。

總而言之，整個電力系統的轉型不只是使用轉型，是從生產到使用的轉型，包括電力市場結構包括供電商、用戶都要有新的結構，當然，電力系統也需要有某種形式的改革，不一定是行政的，但是至少是運行方面的。

四、德國能源轉型對中國的啟示

第一，中國發展可再生能源的進程中，風電和光伏電的波動性是中國未來的發展是最大的瓶頸，我國棄風達15%左右，一年將近100億人民幣浪費了，德國現在風電占到接近全國發電量的10%，南北電網還沒建成，南北電網建成以后，升到百分之十幾都可以，甚至將近20%都不會出現棄風，德國現在的棄風是千分之三，相當于中國1/50的水平，中國的問題已經很嚴重了。

第二，風電和光伏發電的發展，要求遠距離高電壓輸電網和配電網的大規模發展，需要及早研究和規劃。

第三，需要建立合理的可再生能源并網電價體系和電力銷售價格體系，大家也知道，德國有電力市場，電最便宜的時候是負的，誰把電拿走，就給誰錢。

德國是在歐洲唯一的一個工業大國，德國今天的工業還保持30%以上的GDP，法國、英國、意大利只有20%左右，德國保持了完整的鋼鐵工業、水泥工業、玻璃工業。所以，他山之石可以攻玉，德國的經驗教訓是值得借鑒的。

（文章根據作者在2014中國清潔電力峰會智能電網論壇的演講整理，未經作者審核。）