轉型陣痛：看光伏在德國如何上位？

2011年3月11日，日本宮城縣外海發(fā)生了規模9.0級地震并引起海嘯，造成福島核電站一系列堆芯熔毀、輻射釋放等災害事件，成為1986年切爾諾貝利核電站事故以來(lái)最嚴重的核事故。這次事故造成的最大的后果之一是，德國在兩個(gè)月后宣布2022年前關(guān)閉德國境內所有核電站。連日本也沒(méi)有敢下決心做的事情，德國人做了。

如果德國的核電只是一點(diǎn)點(diǎn)，那么這樣做可能并不會(huì )有多困難，可現實(shí)卻是，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀的發(fā)展，核電已經(jīng)是德國的能源支柱之一。截至2011年5月，德國一共建造了36座核反應堆(含實(shí)驗堆)，其中正在運行的有17座，核能發(fā)電比例占全國總發(fā)電量的22.4%。

德國宣布棄核之初，就有巨大的爭議，很多人認為德國不可能做到完全棄核，因為這樣巨大的能源缺口難以短時(shí)間彌補。

但棄核并不是德國的權宜之計，而是德國更宏大的能源戰略計劃的一部分，當各國還在討論可再生能源的競爭力時(shí)，德國就開(kāi)始思考40年后的事——怎樣才能讓德國的能源系統更加清潔、安全和經(jīng)濟。

德國政府隨后系統提出了“能源轉型”戰略，根據這一戰略，不僅2022年前德國將關(guān)閉所有核電站，而且設立了硬性指標：到2050年可再生能源占到德國能源比例的80%，到2020年實(shí)現二氧化碳減排40%的目標。

不要認為這是一個(gè)模糊的遠景概念，德國根據這一遠景目標分解制定了每一個(gè)階段的具體目標和任務(wù)，并且具有法律約束力。這也就意味著(zhù)，隨著(zhù)這一目標的逐步實(shí)現，不僅是核電，煤炭、石油等化石能源都將逐步退出歷史舞臺，除去少量的天然氣，化石能源的時(shí)代屆時(shí)將在德國宣布結束。

這談何容易呢?可再生能源的主力軍是風(fēng)電和太陽(yáng)能，還有少量的生物質(zhì)能和地熱，在我們的概念里，這些能源的規模與大型煤電站和核電站根本不可比擬。我們一個(gè)大型電站的規模動(dòng)輒上百萬(wàn)千瓦，意味著(zhù)1500千瓦的風(fēng)機，需要大約700個(gè)，加上發(fā)電小時(shí)數的不足，要實(shí)現一個(gè)常規百萬(wàn)千瓦電站的發(fā)電量，差不多需要2000臺這樣的風(fēng)機。

不過(guò)話(huà)又說(shuō)回來(lái)，如果說(shuō)大型電站是極少數大公司的精英領(lǐng)地，那么小型的可再生能源就是人民群眾的汪洋大海，在德國，一根風(fēng)機立在后院里，你的能源公司就可以宣告成立了。德國用事實(shí)證明，積沙成塔，可再生能源一樣可以實(shí)現規?；?。截至目前，約3萬(wàn)架風(fēng)機和150多萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能系統在德國運行，即使扣除水電，可再生能源裝機也已經(jīng)超過(guò)了8500萬(wàn)千瓦。這樣的規模，早已遠超核電頂峰時(shí)的全部裝機?？稍偕茉窗l(fā)電比例在2000年僅占德國的約6%，目前在柏林地區的供電網(wǎng)，可再生能源的比例已經(jīng)達到了40%以上。今年7月25日，德國可再生能源的上網(wǎng)電量單日突破70%，創(chuàng )造了新的世界紀錄。

大家可能會(huì )瞪大眼睛，70%?這怎么可能，我們的電力專(zhuān)家不是告訴我們10%以上不穩定的可再生能源并入電網(wǎng)后就會(huì )導致電網(wǎng)的崩潰嗎?可再生能源的不穩定性不是很可怕的嗎?

當帶著(zhù)這樣的疑問(wèn)到德國訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，德國最大輸電公司之一50Hertz的首席執行官BorisSchucht熱情接待了我們。訪(fǎng)問(wèn)那天是周六，他特意穿了條暗紅色的純棉休閑褲，配上深藍色的西裝，一看就是很潮的樣子。搞新能源，可能確實(shí)更需要年輕人的朝氣。

他饒有興趣地給我們講了個(gè)故事，今年3月的日全食在天文愛(ài)好者們眼里是個(gè)激動(dòng)人心的事件，可以在歐洲觀(guān)測這次百年不遇的天象。不過(guò)德國的電力系統卻非常緊張，因為隨著(zhù)太陽(yáng)被月亮全部擋住后，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將會(huì )受到很大的影響，這部分減少的電力如何補充將是一個(gè)挑戰。這個(gè)數字說(shuō)出來(lái)嚇我們一跳，當日全食來(lái)臨的時(shí)候，整個(gè)德國的電力損失最多達到了600萬(wàn)千瓦，一下子相當于停掉了十來(lái)個(gè)常規的大規模電廠(chǎng)，電網(wǎng)供電安全能保證嗎?

Boris和他們的同事對此早有預測，對日全食的電力波動(dòng)提前就有充分的預測及情況發(fā)布，由于德國已經(jīng)建立了十分發(fā)達的電力交易市場(chǎng)，用電方和供電方也提前在交易系統中達成了臨時(shí)的供電方案，在日全食來(lái)臨時(shí)，電力供應完全正常，并沒(méi)有發(fā)生大家擔心的電網(wǎng)崩潰等問(wèn)題。而且讓Boris這些電網(wǎng)企業(yè)感到長(cháng)出一口氣的是，這次他們仍然是無(wú)為而治，并沒(méi)有采取任何強制調度的措施，通過(guò)市場(chǎng)化的行為，供電方和購電方自己就解決了問(wèn)題。

Boris告訴我們，20年前當他作為年輕的畢業(yè)生剛到電網(wǎng)公司上班的時(shí)候，行業(yè)內的老專(zhuān)家告訴他，如果波動(dòng)性較強的可再生能源接入電網(wǎng)達到5%以上的比例，電網(wǎng)就有崩潰的危險。今年夏天，在50Hertz的供電區平均可再生能源的上網(wǎng)電量已經(jīng)達到了44%，比去年又提高了2個(gè)百分點(diǎn)，當初擔心的問(wèn)題并沒(méi)有發(fā)生。50Hertz的情況具有代表性，因為它為整個(gè)德國差不多三分之一的面積供電。

在Boris給我們的演示中，他強調了供電曲線(xiàn)的變化幅度與可再生能源所占比例關(guān)系并不大，尤其是在40%比例以?xún)鹊臅r(shí)候，供電負荷仍然是最主要的決定因素。與我們想象的不同，這樣新能源大規模的使用也并沒(méi)有帶來(lái)多大調峰調度的壓力，德國的自由電力交易市場(chǎng)解決了絕大部分的調峰問(wèn)題，德國政府也專(zhuān)門(mén)制定了政策，有10%容量的電廠(chǎng)專(zhuān)門(mén)作為備用應急電站運行。Boris認為，我們國內熱議的儲能技術(shù)對可再生能源的用處有限，在他看來(lái)即使可再生能源比例達到70%，也并不需要儲能。

當然挑戰還是有的，居于首位的就是預測技術(shù)，不僅包括對天氣的預測，也包括了對用戶(hù)用電變化的預測，大數據會(huì )大有用武之地。在西門(mén)子公司訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候，年輕的能源管理公司總裁Robert就系統展示了將能源系統數字化的構想，在這樣一個(gè)系統里，能源將具備智慧，它會(huì )不斷學(xué)習客戶(hù)的需要及可以利用的資源，最優(yōu)化匹配供需的關(guān)系。

不過(guò)談到急需增加的輸電線(xiàn)路建設，Boris表達了對我們的無(wú)比羨慕。為了滿(mǎn)足德國北電南送的需要，大概要新建1000多公里高壓輸電線(xiàn)路，可是德國的老百姓實(shí)在太不喜歡輸電架塔矗立在自己后院，征地是最大的難題。德國政府不得不苦口婆心勸導民眾，希望大家做出些犧牲來(lái)支持國家的能源發(fā)展。新建一條輸電線(xiàn)路，從論證到建成，差不多要十年時(shí)間。這樣的事情在中國就不至于這么困難?，F在德國已經(jīng)在論證采取地下電纜的方式輸電，盡管這樣會(huì )大大提高成本。這讓我想起我們常說(shuō)的一句話(huà)：“把人民的利益永遠放在第一位。”

在德國的幾天都是藍天白云，沿途總是讓人感受到寧靜祥和的氣氛。我覺(jué)得，這些應該感謝德國的能源轉型實(shí)踐，他們正在以先驅的精神開(kāi)創(chuàng )一個(gè)范例，憑借體制創(chuàng )新和技術(shù)進(jìn)步的力量，年輕的Boris和Robert們正在創(chuàng )造一個(gè)新的時(shí)代。