德国能源转型的进展及其对中国的启示

/中德可再生能源合作中心 陶光远/

德国能源转型是从2000年开始的，现在大家认为1.0版已经走到头了，在德国能效大会上，正式提出了所谓德国能源转型的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国能源署和中国可再生能源协会联合成立的，中方主任是原科技部秘书长、国务院参事、中国可再生能源协会理事长石定寰教授；德方由德国能源署总裁科勒先生担任。德国能源署是和由德国政府及德国四个最大金融机构联合成立的，在2000年正式成立。2000年德国正式决定用半个世纪的时间告别化石能源和核能时代，进入可再生能源时代，成为世界上第一个进入可再生能源时代的工业大国。为了实现这个任务，成立了德国能源署。德国能源署的工作范围实际上是所有跟二氧化碳减排有关的事宜，包括工业节能、建筑节能、交通运输节能，包括了所有的可再生能源的发展。现在的重点是可再生能源发电并网，这也是德国能源转型2.0版要解决的核心问题，甚至有人说是全部问题。德国能源署从事的工作包括制定标准、市场激励、研究、规范、德国建筑的能耗证书开发。

二、德国政府能源政策目标

人们常说的12个指标：第一，温室气体排放，到2050年相对于1990年减少80%，到2020年减少40%，这里不是按单位GDP，是按绝对量的减少，不是所谓排放强度的减少。德国经济还在持续的发展，每年百分之几的量，虽然没有中国那么快，但是还是在发展中，每年增速大约在2%、3%左右。第二，初级能源的消耗要减少，在节能上要下很大功夫，在能源的效率方面，要得到极大的提高，每年大概提高2%左右，建筑物的热需求要大规模减少，德国的建筑能耗在国家整个能耗中大概占1/3左右，减少建筑采暖能耗非常重要，比如：中国第一个被动房，在秦皇岛建成的在水一方，这个房子不用暖气，最冷稍微有一点空调就可以，建筑能耗大概减少了85%，大部分时间连空调都不用开，这部分工作量非常非常大，基本上每年对德国2%的建筑进行节能改造。电力消耗要减少，电力消耗绝对量现在是减少的，同时，可再生能源的发电量在总能耗中要增加，到2020年达到35%。众所周知，德国是水电比较少的国家，只有百分之几，大部分可再生能源主要是依赖于所谓风光电，到2050年将达到80%。

2013年德国可再生能源的增加量减少了，同时速度放慢了，有一个非常大的趋势，即燃气发电比例在降低。过去大家以为燃气比例会上升，现在大家发现还是燃煤电站的效益好，而且调峰能力也很强，天然气在总比例中下降，当然，也因为煤炭价格的降低，总的来说，可再生能源发展最快。

德国曾经做了很多研究，可再生能源比例还是要不断增长的，特别是可再生能源发电，虽然发电量还没有超过传统能源，但是装机量超过了，风电和光伏发电小时数比传统能源少的多。

三、德国现存问题

德国现在的主要问题是波动问题，根据德国2013年1月的实际情况，风电在发电量很大的情况下对传统能源的压缩很厉害，要大量的停机，没风的时候碰到用电高峰，要求传统能源全力开机。德国能源署分析了未来的情况，认为未来的情况更糟糕，到2020年中午的时候，光伏发电超过全球用电总需求，情况更加恶劣，包括风电也会发现这种情况。2050年德国大概40%的时间是电力过剩，在这40%的时间里，把全国发电站都关了也没用，光伏和风电仍然超过总需求。今天德国认为可再生能源发展的价格不是问题，价格总会降下来，而且价格下降速度远远超过人们的预估，他们认为主要是电网问题，国内现在还没有注意到这个问题，实际上可再生能源发展的重担95%以上落在电网身上，当然，主要是消纳问题。从全年小时数来看，可再生能源发完电以后，给传统能源发电留了多少负荷呢？有很少的小时数，大概在2020年就会出现负需求，现在还没有出现，马上要出现负需求，从2020年开始，不但电用不完了，而且还有富余，到2030年更多，到2050年时候40%时间都是电力过剩。怎么解决这个问题呢？包括扩建输电网和输电网，包括南北输电网，另外是内部电网，特别是要在需求侧做很多工作。

德国可再生能源的附加费中很大一笔钱是给电网的，我们认为电网要大力建设，我认为特高压是可再生能源发电必不可少的，不用特高压也可以把煤运过来，治雾霾也没问题，煤电不见得污染。德国总理府附近有一个燃煤电站，14万千瓦电功率，24万kW的热功率，运行了一百多年，还在照常运行，没看到对柏林空气有多大污染。但是可再生能源输送问题离不开特高压，很多人没有注意到，中国有利用光伏优势，东西之间有4小时的时差，通过东西方向特高压电网，能够把峰消下去，使之变得平缓，光伏电没有大发展时候还没注意到，大发展以后高峰就会出来，到中午12点，各个电场开始关机。所以能源输送的问题必须要解决。

德国对未来电网的要求提出一个问题。发电量很大，到晚上7点用电高峰的时候没风、没太阳，所有传统发电机都要开动，这就出现了一个问题，传统发电能力要保持很大，发电小时数急剧减少，使得发电成本、固定资产成本大幅度提高，所以，就出现了两个成本，一个是电网成本，一个是传统电站的成本，包括装智能电表，德国比较大的电场都安装了用电侧管理系统，比如啤酒厂，有冷藏发酵时间，因为很长，储存几千吨，甚至有些大厂储存上万吨的啤酒，啤酒有一定的热容量，±0.5度，一般-1.5度低温发酵，-1度到-2度之间，制冷机停十几个小时都没问题，便宜的时候拼命开所有制冷机，缺电时候把全部制冷机关掉，当然，各行各业都有很多可以节约用电的地方。德国能源署进行了大量的研究工作，包括对输电网、配电网到2050年德国可再生能源以及电力系统和服务都提出了一系列要求。

电力供应转型，有各种各样的挑战，包括供应方面，保证电网安全，保证需求的，同时又要保证可再生能源上网，但不能说要保持电网稳定就不走这条路了，可再生能源这条路要走，同时，要保证安全。“既要马儿不吃草，又要马儿跑”是不现实的。另外，要提高能源系统的灵活性。

总而言之，整个电力系统的转型不只是使用转型，是从生产到使用的转型，包括电力市场结构包括供电商、用户都要有新的结构，当然，电力系统也需要有某种形式的改革，不一定是行政的，但是至少是运行方面的。

四、德国能源转型对中国的启示

第一，中国发展可再生能源的进程中，风电和光伏电的波动性是中国未来的发展是最大的瓶颈，我国弃风达15%左右，一年将近100亿人民币浪费了，德国现在风电占到接近全国发电量的10%，南北电网还没建成，南北电网建成以后，升到百分之十几都可以，甚至将近20%都不会出现弃风，德国现在的弃风是千分之三，相当于中国1/50的水平，中国的问题已经很严重了。

第二，风电和光伏发电的发展，要求远距离高电压输电网和配电网的大规模发展，需要及早研究和规划。

第三，需要建立合理的可再生能源并网电价体系和电力销售价格体系，大家也知道，德国有电力市场，电最便宜的时候是负的，谁把电拿走，就给谁钱。

德国是在欧洲唯一的一个工业大国，德国今天的工业还保持30%以上的GDP，法国、英国、意大利只有20%左右，德国保持了完整的钢铁工业、水泥工业、玻璃工业。所以，他山之石可以攻玉，德国的经验教训是值得借鉴的。

（文章根据作者在2014中国清洁电力峰会智能电网论坛的演讲整理，未经作者审核。）