陶光遠：The Practice of Germany‘s Energy Transition and Its Implications for China

編者按：2023年9月12-14日，以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來(lái)能源大會(huì )”在江蘇常州武進(jìn)召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，中德可再生能源合作中心執行主任陶光遠發(fā)表了《The Practice of Germany's Energy Transition and Its Implications for China》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

陶光遠：首先非常感謝大會(huì )主持人李若梅老師邀請我來(lái)作這個(gè)演講。尊敬的周院士、黃會(huì )長(cháng)，尊敬的朱總，尊敬的各位同行們，大家下午好。我今天講的題目是“智慧能源是構建新型電力系統的關(guān)鍵”，我是來(lái)自中德可再生能源合作中心的陶光遠，我是執行主任。

我同時(shí)也是德國能源署駐北京辦事處的主任，我簡(jiǎn)要介紹一下德國能源署不是管常規能源的，它是2000年為了實(shí)現能源轉型，2000年是德國能源轉型的元年，社民黨的領(lǐng)袖施羅德和綠黨1998年競選成功擔任總理，2000年正式開(kāi)始能源轉型，就成立了這么一個(gè)機構，我們這個(gè)機構據說(shuō)除了世界氣候保護組織之外，全世界最大的氣候保護的咨詢(xún)機構，我們這個(gè)機構的一個(gè)特點(diǎn)是上管天、下管地，也就是說(shuō)既管政策、法律等等各方面的制定、市場(chǎng)的推廣，同時(shí)還有一個(gè)很重要的任務(wù)，就是做技術(shù)經(jīng)濟性的分析，我們有點(diǎn)像能源研究院，不是像能源電力科學(xué)院，不像周院士在的那個(gè)單位。德國有一個(gè)特點(diǎn)，不可能說(shuō)向其他國家學(xué)習來(lái)制定我的政策，因為他是能源轉型的領(lǐng)頭羊，所以他必須對技術(shù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟性的論證，這個(gè)技術(shù)能不能進(jìn)行推廣，這個(gè)技術(shù)如果要示范經(jīng)過(guò)多長(cháng)的時(shí)間才能經(jīng)濟性，大概有三百人做這個(gè)工作。

我們在中國開(kāi)展了非常多的活動(dòng)，從2004年開(kāi)始我就負責德國能源署在這方面的工作，也是負責19年了。我們在中國做了非常多的項目，比如說(shuō)大家知道的被動(dòng)房，超低能耗建筑，就是我協(xié)助當時(shí)的德國能源署的署長(cháng)斯蒂芬科勒引入到中國的，2015年以前中國所有的被動(dòng)房沒(méi)有一個(gè)例外，所有的都是德國能源署提供的咨詢(xún)，包括我們給最大的一桶油最近還提供了氫能發(fā)展戰略等等。比較有名的一件事情就是大氣污染治理，這里面有很多故事我就不說(shuō)了，大家在網(wǎng)上找一下，有很多很有意思的事情，也有很多有爭議的事情。

我們簡(jiǎn)單看一下德國能源轉型的三大支柱，第一個(gè)就是節能，當時(shí)德國能源轉型初期，可再生能源還是比較貴的，所以德國重點(diǎn)就是節能，其次是通過(guò)可再生能源的示范，有限的示范利用來(lái)努力降低可再生能源的成本，大概在2014年的時(shí)候，德國已經(jīng)意識到，大概在2020年風(fēng)光電成本就能低于煤電，所以從2014年開(kāi)始德國宣布進(jìn)入能源轉型2.0時(shí)代，也就是說(shuō)把工作重點(diǎn)從節能轉移到怎么樣開(kāi)發(fā)可再生能源方面，當然節能還繼續做，但是這個(gè)重點(diǎn)就轉向利用可再生能源。當然可再生能源出現了一個(gè)很大的問(wèn)題，就是波動(dòng)問(wèn)題，我們后來(lái)講到。還有一個(gè)就是在不能使用電能的地方要使用氫能，主要四個(gè)領(lǐng)域，冶金、化工，一部分交通運輸能源，還有一個(gè)就是補償發(fā)電。

德國能源轉型的目標實(shí)現的是非常順利的，當時(shí)是斯蒂芬科勒，既是我的老師，也是我的朋友，也是我的頂頭上司，他和現任總統施泰因邁爾，施泰因邁爾當時(shí)是施羅德的州辦公廳主任，他們兩個(gè)牽頭為施羅德制定了競選綱領(lǐng)，2000年又制定了能源轉型計劃，我不得不說(shuō)非常佩服這一代人，非常有前瞻性的一代人，他們在2000年制定的目標，說(shuō)以1990年德國碳達峰的時(shí)候的碳排放為基準，到2020年減排40%，到2050年減排80%，2020年那一年，德國非常精準的二氧化碳減排40%，誤差不超過(guò)1%。2020年的時(shí)候，德國同時(shí)宣布德國能源轉型目標提前，原來(lái)是2050年80%提前到2045年超過(guò)95%，所以我們很佩服這一代有遠見(jiàn)的專(zhuān)家。

大家也知道二氧化碳排放主要集中在三個(gè)領(lǐng)域，工商業(yè)、交通運輸和建筑，有兩個(gè)重要的二次能源，一個(gè)是電能，這沒(méi)有什么說(shuō)的，一個(gè)是氫能，氫能將來(lái)占的比例會(huì )比較低，悲觀(guān)的人說(shuō)占15%，樂(lè )觀(guān)的人說(shuō)占20%，甚至20%多一點(diǎn)，不管怎么說(shuō)氫能是一個(gè)新秀，引起了大家的重視。德國是一個(gè)在發(fā)達國家中，和中國的能源結構、用能特點(diǎn)很相近的國家，富煤、缺油、少氣、重工業(yè)非常重，所以德國的經(jīng)驗和教訓，中國人特別重視來(lái)學(xué)習。

我們今天的時(shí)間關(guān)系只重點(diǎn)談一下發(fā)電領(lǐng)域，這是以前的發(fā)電領(lǐng)域，這個(gè)是實(shí)現碳中和的主線(xiàn)，首先是節能，因為成本比較低，所以從它開(kāi)始，節能完了用可再生能源怎么用?用電能，當時(shí)就已經(jīng)預計到風(fēng)光電就很便宜，干脆電能化簡(jiǎn)單，然后可再生能源化，可再生能源最主要的問(wèn)題是波動(dòng)，就要靠智慧能源來(lái)解決，最后剩下不能用電能解決的問(wèn)題用氫能解決，這個(gè)路線(xiàn)是非常清晰的。這個(gè)用字的大小就說(shuō)明了現在能源轉型中的任務(wù)艱巨，我想時(shí)間關(guān)系我就不細說(shuō)了，我這個(gè)PPT文件不能給出去，我們單位說(shuō)了給出去要審查，所以你們需要拍照就拍照，你們拍照沒(méi)問(wèn)題，但是我要給出去，聽(tīng)說(shuō)有人告狀，上次就告我一狀，說(shuō)我說(shuō)了一句話(huà)不合適，我們單位是央企，有人告狀我還受不了，所以我講話(huà)可以講，我給出去就麻煩了。

這個(gè)是德國能源轉型，大家看風(fēng)光電的比例到2020年就接近40%了，特別是2020年當時(shí)疫情的原因，德國風(fēng)光電的比例發(fā)電量功率都是超過(guò)了40%，德國的電網(wǎng)還是很穩定的。這也是它的計劃，大家認為它的計劃可以提前實(shí)現，到2030年可再生能源達到80%。大家也都知道現在實(shí)現可再生能源比例高成本已經(jīng)不是問(wèn)題，這是在中國的風(fēng)電成本，這是光伏的成本，這個(gè)都沒(méi)有任何問(wèn)題了，今天這些都不用講了?，F在的大問(wèn)題是波動(dòng)，這也是德國2020年就出現可再生能源發(fā)的電已經(jīng)超過(guò)了總用電的負荷，這是今天要解決的主要問(wèn)題。中國也出現這個(gè)問(wèn)題，第一次出現負電價(jià)就在山東，也就是2022年出現了。

我們要解決什么問(wèn)題呢?一年8760個(gè)小時(shí)，未來(lái)大概有50%多一點(diǎn)的時(shí)間是電力不夠，電力不夠指的是風(fēng)光電發(fā)完以后電力不夠，還有40%多的時(shí)間是過(guò)剩，其實(shí)我們要做的工作就是把過(guò)剩時(shí)間的用電移到電力不夠的時(shí)候用，把電力發(fā)電移到電力不夠的時(shí)候發(fā)電，基本說(shuō)要求靈活性是50%左右。于是就出現了一個(gè)新家族，這個(gè)我認為講的是最全面的一個(gè)圖，今天的電力結構就是這樣的結構，特別是智慧能源，這個(gè)新家族里面有智慧發(fā)電、智慧用電，還有儲能，我要跟大家說(shuō)明的一點(diǎn)智慧用電占的比例是最高的，只不過(guò)搞電力系統的人對用戶(hù)不太熟悉，我馬上會(huì )講一下這個(gè)問(wèn)題出在什么地方。

于是乎智慧能源就是四大金剛，存儲、消納、補償，還有更大的電網(wǎng)?，F在中國智慧能源的主力是什么呢?很遺憾，我們用了兩個(gè)很昂貴的辦法，一個(gè)是蓄電池，一個(gè)是抽水蓄能，這兩個(gè)這么高的成本作為儲能，就大大提高了我們能源轉型的成本，這是現在的一大問(wèn)題。德國不走這條路，我們再看一下電池，我們現在電池配的很少，如果要配的話(huà)，一個(gè)千瓦應該是配兩個(gè)千瓦時(shí)，我們現在都是配0.4、0.6，最多的時(shí)候山東配的0.8，實(shí)際上真正要滿(mǎn)足電力系統，要兩個(gè)千瓦時(shí)，我們現在都把這個(gè)重擔壓到電網(wǎng)上去，結果電網(wǎng)沒(méi)辦法，就拿手里僅有的這點(diǎn)煤電和氣電來(lái)進(jìn)行調節，所以說(shuō)這個(gè)事情很麻煩，大風(fēng)光基地居然配煤電，真是意想不到，將來(lái)怎么辦?將來(lái)要實(shí)現碳中和這些煤電到哪里去，這是很大的一個(gè)問(wèn)題。

德國怎么辦?德國經(jīng)過(guò)研究發(fā)現終端用能50%是冷和熱，還有一部分是機械能，是汽車(chē)用的，將來(lái)是氫和充電，這一部分占到總用能的75%，都是可以靈活用能的，今天之所以覺(jué)得缺乏智慧能源去調節，是因為今天的電力系統提供的這部分能源不是給它們的，它們現在直接用的是化石能源，所以大家不熟悉，找不到靈活能源在哪兒，找不到調節能源在哪兒，所以才上電池。德國是從2004年，我印象特別深刻，有一個(gè)工程師跟我說(shuō)，那一年默克爾還當德國最北部的一個(gè)州的環(huán)境部長(cháng)，他當時(shí)攻擊施羅德的政策，他說(shuō)他是物理學(xué)博士，他說(shuō)風(fēng)光電頂多4%就不行了，另外我們開(kāi)大會(huì )，那個(gè)工程師很激動(dòng)的說(shuō)，自人類(lèi)工業(yè)革命以來(lái)，從來(lái)沒(méi)有這么便宜的能源，你想那個(gè)能源會(huì )便宜到0，就是風(fēng)光電過(guò)剩，2004年人們就預見(jiàn)到風(fēng)光電將來(lái)有0電價(jià)，怎么辦?整個(gè)工業(yè)要進(jìn)行改變，使用波動(dòng)的風(fēng)光電，我們中國的工業(yè)到今天為止還在睡覺(jué)，還沒(méi)有在研究怎么使用波動(dòng)的風(fēng)光電，只有很少部分的人在研究，這一部分的人不是搞電力系統的人，是每一個(gè)工業(yè)的工業(yè)工程師要研究的這個(gè)問(wèn)題，這是中國今天能源轉型的困難所在。

當然了，這個(gè)需要拿電價(jià)來(lái)進(jìn)行調整，所以德國也實(shí)行靈活的電價(jià)，剛才黃會(huì )長(cháng)講的，就是不要靠政府，主要是不靠調度調節，德國電力市場(chǎng)主要靠?jì)r(jià)格調節，不是靠調度調節，當然它有一個(gè)特殊的情況，它有基本單元，時(shí)間關(guān)系就不講了。

德國用什么儲能更便宜?啤酒儲能，德國的啤酒發(fā)酵45天以上，中國的啤酒不好喝，是發(fā)酵15天以下往里面摻大米，德國不讓摻大米，中國摻大米就發(fā)酵快，45天以上就有大量的啤酒，很簡(jiǎn)單一度的溫差來(lái)做存儲，電多的時(shí)候拼命的制冷，等到?jīng)]電了就不制冷，用一度的溫差，在德國整個(gè)啤酒加起來(lái)，50千瓦時(shí)的電池一分錢(qián)不要，0成本，另外德國電廠(chǎng)都進(jìn)行了改造，都搞了儲熱罐，時(shí)間關(guān)系我也不說(shuō)了。

我們再講一個(gè)零碳園區，我們經(jīng)常講到EUREF，基本上使用風(fēng)光電，然后有少量的用了沼氣、熱電聯(lián)供，這是它的能源結構，這是它的能源站，最主要的是這張圖，這個(gè)事情就決定了怎么樣做，把靈活用能做到50%，一個(gè)城市能做到50%，我曾經(jīng)聽(tīng)說(shuō)了上?？偨Y自己說(shuō)靈活用能5%，德國說(shuō)一個(gè)城市園區50%，差了10倍，這就是德國為什么有底氣說(shuō)我能2030年80%能使用可再生能源，原因就是我有便宜的調節能力，很簡(jiǎn)單50%基本是0成本，我就拿建筑物，因為新建建筑，混凝土新儲能、混凝土新儲冷、電動(dòng)汽車(chē)智能充電，汽車(chē)一停車(chē)接了慢速充電樁，就是智慧能源。這是很典型的，非?？上?，2020年因病去世，整個(gè)EUREF是他主持設計的，德國的能源轉型也是他設計，這是一個(gè)非常杰出的工程師，既能設計一個(gè)國家的能源轉型，又能設計一個(gè)園區、一個(gè)建筑、一個(gè)城市的能源轉型，做到零碳園區。

最后講三個(gè)問(wèn)題，誰(shuí)是能源轉型的最大收益者?經(jīng)常有人講發(fā)達國家整我們，就像我們進(jìn)WTO一樣，說(shuō)進(jìn)了WTO要倒霉，現在西方在議論最大的受益者就是中國，中國是全球氣候保護、能源轉型最大的受益者。第二發(fā)達國家為什么不兌現援助?很簡(jiǎn)單，可再生能源已經(jīng)很便宜了，比化石能源還便宜，不給你援助也得用它，第二我給你錢(qián)，你拿去買(mǎi)中國的光伏組件，我腦子是不是進(jìn)水了，所以說(shuō)我估計氣候談判以后這事都沒(méi)了，發(fā)達國家慢慢錢(qián)基本就不給了。最后是一個(gè)最敏銳的問(wèn)題，中國哪一年會(huì )實(shí)現碳達峰?說(shuō)實(shí)話(huà)我的個(gè)人看法2024年到2026年，我把這張圖給大家，大家拍一下慢慢看，很多人有爭議，我們的光伏確實(shí)非常了不起，我們只要達到2.6，大家看一下，只要達到紅線(xiàn)那個(gè)高度，那一年就達峰了，大家看這張圖覺(jué)得那一年應該是哪一年，那一年就達峰了，是一個(gè)非常保守的分析，我總結的是4億噸，其實(shí)比4億噸還少，所以我的看法是中國很快就會(huì )達峰。

最后我想說(shuō)一下開(kāi)發(fā)智慧能源的關(guān)鍵詞，不要問(wèn)電網(wǎng)為我做了什么，而要問(wèn)我為電網(wǎng)做了什么，大家都把調節的責任都往電網(wǎng)身上推，這是非常不公正的，所有的人都要上網(wǎng)，沒(méi)有人關(guān)心我怎么給電網(wǎng)做調節，所有的用電戶(hù)將來(lái)都是調節者。最后說(shuō)我不是電網(wǎng)的托兒，我也沒(méi)拿電網(wǎng)的錢(qián)，謝謝大家。