回首十载德国能源转型的初衷

文章来源:交能网周晋羽2020-02-01 22:15

　　2010年9月，德国政府颁布了未来能源规划，次年6月，联邦议会经过慎重讨论，以几乎全票通过的结果做出了一项重大的历史决定，跨度长达几十年的德国能源转型之路就此正式启航。转眼来到2020年，站在转型阶段性成果检测的第一个目标点，回首十载，这场由内而外的深度变革至今为止已硕果累累，虽然有部分目标尚未达成，但不可否认的是，德国通过持续的努力与改变，正在稳步走向安全、经济和环境友好型能源供应的未来。

　　图1：德国能源转型目标情景（发布于2012年）

　　当我们追本溯源的时候不难看到，德国能源转型的背后有诸多复杂的推动因素，其受益面之广，影响之久远，也正是基于此，这条转型之路才走的如此坚定，也为后来者提供了借鉴和学习的方向。

　　1.实现气候保护目标

　　2019年12月，联合国气候变化第25届大会在西班牙马德里召开，根据最新数据显示，全球温室气体水平又创新高，气温与工业革命时期相比升高了1.1摄氏度。显而易见，能源转型已经不仅仅是一次单一的革命，更是现阶段有效阻止广泛破坏性气候影响的关键措施。

　　按照德国2050能源规划，今年的二氧化碳排放量与1990年相比本应该减少40％。但截至2018年底，该比例只有30%，与所设目标仍有很大差距。而同年通过风能、太阳能等可再生能源，温室气体减排量达到了1.837亿吨。因而持续加大力度地推广可再生能源比以往任何时候都显得更为重要，与此相比，通过发放碳排放证书等手段去激励企业对气候友好技术进行投资，虽然措施合理，但影响范围和深度都明显有限。

　　图2：德国温室气体排放变化趋势与所设目标

　　2.大众参与能源供应

　　有可再生能源参与的能源网络，可以使普通大众有机会转换传统身份成为能源运营商。此外，在一系列法律法规与市场激励计划等利好政策的保驾护航下，新能源相关的投资也会变得更加容易。例如德国现在广受欢迎的能源合作社模式，大众只需要50欧元即可参与可再生能源项目（例如民用风电场或者太阳能系统）。从大型的中央能源供应到分布式小型发电厂的转变，可以实现权力下放并由此激发出更多新的商业模式。

　　　图3：德国可再生能源发电装机容量分配（2016）

　　3.公平竞争的电力市场

　　1998是德国电力市场改革的元年，在此之后，虽然供应商的种类有所增加，终端用户拥有了自主选择权，但本国四大发电集团（RWE，E.ON，Vattenfall和EnBW）仍然占据着德国发电量的近50％。2000年通过的《可再生能源法》（EEG）在促进可再生能源方面发挥着核心作用，不仅允许市政公用事业、中型公司和个人能源系统进入电力市场，让电力生产进一步充分竞争，优胜劣汰，也可确保投资安全，使相关的贷款发放更为容易。

　　图4：四大发电集团与可再生能源发电量的趋势对比

　　4.减少原材料进口

　　目前世界能源供应仍然主要基于化石燃料，而其供应国却寥寥可数，对于德国这类成熟的工业化国家以及大型新兴和发展中国家来说，未来都会产生重大影响。一旦化石燃料供应不足，必然会打破国际贸易平衡。2016年，印度净进口支出的近五分之一均用于化石燃料的对外贸易，而在津巴布韦，这一比例竟达到了28.6％。可再生能源的扩张不仅可以减少原材料进口，也可大幅减轻对价格波动的依赖。

　　图5：四国化石燃料在贸易平衡的占比（2016）

　　5.能源价格的透明化

　　德国《可再生能源法》（EEG）的颁布，确保了以固定价格购买每千瓦时可再生能源产生的电力。而EEG的附加费，使来自风能、太阳能和生物质能等可再生能源的成本透明化，这对于传统的能源供应几乎是不可能的。在大众眼中，似乎煤炭或核电公司的电价才更便宜，但实际上，化石和核工业会获得政府补贴，例如赠款，税收优惠和其他优惠，而这些却隐藏在背后不为人知。

　　德国生态社会市场经济论坛（F?S）从2017年开始，对化石和核电生产的隐性成本进行了计算。将一千瓦时的风电（9.0美分）与褐煤和硬煤发电厂一千瓦时的总电费（分别为14.3美分和13.4美分）进行了比较，从而发现了煤炭产电的隐藏成本，而核能发电估计也至少为每千瓦时15.1美分。尽管这些款项没有出现在电费单上，但仍必须由国家和公民支付。1970年至2016年期间，德国政府对煤炭以及核能的补贴资金总额为6,740亿欧元，相比之下，可再生能源的补贴仅为1,460亿欧元。这意味着如果考虑这些隐性成本，那么可再生能源其实一直具有相当的竞争力，只不过由于传统能源生产的低透明化被掩盖了。

　　6.通过投资获得经济实力

　　可再生能源通过各方投资正在稳步发展。根据AGEE-Stat代表联邦经济部的计算，2017年德国共投资162亿欧元用于可再生能源系统的建设，风能以110亿欧元占据主导地位，太阳能以23亿欧元位居第二。投资活动的其他重要领域是生物质能以及对地热和环境热的利用。国家对可再生能源投资的每一欧元都会触发大量的私人投资。例如市场激励计划（MAP）支持在供暖市场中购买可再生能源系统，包括热泵、太阳能集热器或木材加热。MAP的每一欧元都会带来大约8欧元的额外投资，最终以收入、就业和税收的形式，创造了使整个经济受益的地方附加值，涉及面覆盖国内外的植物生产商、中小型供应商、当地贸易、农业和林业以及广大群众。

　　7.以数字化为首的创新技术

　　随着2016年9月《能源转型数字化法》的出台，德国已经为创新技术发出了信号。无论是区块链，智能电网还是大数据，数字化都是核心技术。得益于此，天气和消费数据的分析成为了可能，从而提高了通过太阳能和风能等不稳定能源的供应安全性。此外，分布式能源供应与能源市场的交易也需要数字化技术的大力支持，从而使得消费者和生产者在一天中的任何时间，任何天气条件下，都可以就可再生能源电价进行协商而无需考虑中央系统。为了使未来的全数字能源供应成为现实，能源供应商必须成为数据专家，并收集，分析和评估消费者的需求，以便进行正确的产品创新。可再生能源行业中的技术创新无论现在还是未来均是科学研究和商业发展的重点。

　　图6：到2025年电力需求数字化设备和基础设施的发展趋势

　　8.新增就业岗位

　　可再生能源的扩张创造了全新的能源产业链，并因此带来了就业人数的强劲增长。从生产，规划，安装到运行，无论是产业链中的老牌公司还是年轻的初创公司，均可从中获取源源不断的动力。自2000年以来，工作岗位的数量大约增长了四倍之多。2016年，有338,600人受雇于可再生能源领域。风能是该行业的领导者，占劳动力的47％。不远的将来，特别是在数字化浪潮的大力推动下，可以预见会有许多新的工作和活动领域被激活。而每一项工作又进一步增强了购买力，为联邦和地方政府带来了更多的税收。整个经济都将从中受益。

　　图7：德国可再生能源领域338600个工作岗位的分布（2016）

　　除了以上八点之外，德国最初的能源转型的初衷还有很多，包括德国自身对于发达国家责任的认知，对于可再生能源和冬季供暖等成本的考虑，以及出于去石油化、增强创新能力等方面的目的。10年过去，这些当初的初衷，目前实现了吗？或者进行的怎么样？随着能源转型的进行，这些初衷是否有了改变？他们对中国的情况又有什么借鉴意义？

　　【能源数字化】

　　图1德国能源转型目标情景（发布于2012年）

　　9.作为为工业发达国家需要承担的责任

　　发达国家的繁荣，在很大程度上取决于对廉价能源和原材料的使用。近几十年来，石油和天然气，煤炭和铀的开采对人类和环境产生了负面影响，气候变化只是其中之一。虽然中国、印度这样的发展中国家人口众多，但不容忽视的是，工业化国家的人均温室气体排放量是这些新兴国家的几倍（例如，德国的人均温室气体排放量几乎是印度的7倍，而澳大利亚或美国等国家，人均产值甚至是德国的两倍），这意味着发达国家本就应该扛起能源转型和气候保护的大旗，是不可推卸的责任。

　　根据国际能源署（IEA）在《2017年世界能源展望》中得出的结论，到2040年，能源消耗量将增长30％。发展中国家尤其受到气候变化后果的影响，例如作物歉收，自然灾害或各种疾病。我们的子孙后代也将承受当今能源供应的后果，物价上涨，空气，土壤和水受到污染，放射性废物的储存库的缺乏。面对未来可能层出不穷的问题与危机，能源转型是唯一可以修正路线的方式。

　　图8 世界各国碳排总量1970-2018

　　10.可再生能源电价不断下降

　　可再生能源正在变得越来越便宜。根据德国科研机构Frauenhofer所属太阳能系统研究所（ISE）在2018年3月的一项研究显示，未来可再生能源的发电成本将低于传统的发电成本。根据能源系统的位置和类型，光伏发电将介于每千瓦时（kWh）4到12美分之间，而陆上风力发电机的发电成本仅为4至8美分/千瓦时。与此相关的是，来自硬煤的电力成本在6至10美分/千瓦时之间。可以预见，随着科技的不断发展与产业链规模的形成与扩大，与传统能源技术相比，可再生能源的竞争力正在显著提高。

　　图9 一千欧元可投资的光伏装机量变化（2006-2017）

　　11.节约供暖成本

　　取暖和热水占德国家庭能源消耗的近80％，而供热技术的更新迭代太快，导致本国70％的供暖系统都是过时的。在供暖领域，通过推广新型高效设备可以在环保的同时节约相关支出。《可再生能源热法》（EEW）要求建筑商承担部分新建筑的热量需求，其中一部分来自太阳能，生物质或环境热。市场激励计划会在对加热系统进行现代化改造时，为太阳能，木材采暖和热泵提供投资补助，从石油或天然气供热转换为可再生热能时，消费者可以大大降低其供暖成本。

　　12.交通领域的去石油化

　　在德国一半以上的石油消耗都来自交通部门，而通过可再生能源可以有效减少温室气体排放。2018年，德国使用生物燃料实现了770万吨的减排量，其中生物柴油和生物乙醇是主要的燃料来源。因而交通领域的能源转型是重中之重。此外，电动汽车的推广使用也是去石油化的一项重要举措，为此需要配套充足的充电站设备，提升电池储能潜力，开发更经济的电动汽车，并通过可再生能源发电来覆盖充电需求。交通领域的能源转型除了公路，还应涉及到铁路运输的电气化。

　　图10交通领域可再生燃料占比

　　13.为本国新创增值

　　受益于可再生能源，2012年，联邦和州政府从中受益超过110亿欧元。生态经济研究所（I?W）代表联邦经济事务和能源部对可再生能源的扩张在工作、公司利润和税收方面的影响进行了研究。由于避免了一些支付给罗斯天然气公司或阿拉伯石油酋长国的能源账单，能源支出便成为市政增加值。此外，该地区的小型手工业企业和中型公司参与负责了系统的建设，运营和维护工作，因为市政当局从收入和贸易税以及租赁市政财产中又获得了收入。通过将这些收入再投资于教育，文化和地方基础设施，所有公民都将从中受益。

　　图11区域新创增值因素

　　14.及时行动比等待更经济

　　现今的气候保护要求对高效和低碳技术进行投资，然而在公司和私人家庭中，通常会在能耗下降几年后才能得到回报，但气候变化的后果却并不会延迟。英国经济学家尼古拉斯·斯特恩爵士（Sir Nicholas Stern）在2006年发表的报告中强调，迅速采取措施稳定CO2排放量将需要约占世界国内生产总值（GDP）的1％。如果不采取任何措施，每年的气候变化成本将越来越高。环球生态基金会（FEU）最近的一项研究估计，2017年气候变化给美国造成的损失高达3000亿美元。该研究在计算气候变化的后续成本时考虑了极端天气事件和由于空气污染引起的医疗保健支出的增加。此外，IPCC的科学家也指出，到2050年，全球二氧化碳排放量必须减半，以防止温度升高超过2°C。对于工业化国家而言，这意味着将温室气体减少80％。如果不立即推广可再生能源，这一目标将无法实现。另一方面，由于目前的污染权价格太低，欧盟的排放权交易并未为气候保护提供任何动力。

　　图12德国发电的环境成本和内部化份额（2014）

　　15.创造新的出口市场

　　“德国制造”在世界范围内都得到了认可和口碑的保证。可再生能源的销售额约为90亿欧元，是德国出口的热门产品之一。风能和水力发电行业处于领先地位：德国风能行业的出口配额估计约为67％，全球50％的水力发电厂都拥有德国的专有技术，太阳能行业的出口配额约为70％。许多德国公司的发展都是基于促进可再生能源，以将创新技术推向市场并提高其效率。不仅是在德国，在全球范围内对绿色能源技术的投资下，新的销售市场正在打开。仅在2016年，全球在可再生能源产能上的投资就达到了2420亿美元。德国从中受益良多。根据联邦经济部委托进行的一项研究，德国约有一万个工作岗位可以归因于可再生能源技术的出口。来自美国，中国和印度的公司也越来越多地进入可再生能源市场。为了保持竞争力和领先优势，必须要不断持续深入推进能源转型。

　　16.加强全球增长

　　如果能源转型仅限于德国，那么对气候保护和全球范围内可靠的能源供应的影响将微不足道。然而事实上，全球范围内可再生能源正在上升。中国，欧洲和美国处于可再生能源投资的最前沿，占据了全球可再生能源投资的75％，除此之外，新兴国家和发展中国家也显示出对可再生能源的投资的日益重视。良好的法律框架条件，例如《可再生能源法》（EEG）等一系列法律法规，保证了可再生能源不断上升的基础。到2016年底，德国新的太阳能生产商能够以每1000欧元投资620瓦的峰值安装光伏发电，这是2009年底的两倍多。这种发展也促进了其他国家可再生能源的增长。虽然目前在一些发展中国家例如中国和印度，仍然有大量的政府和经济资金投入在化石燃料上，但可以预见的是，随着未来不断增长的能源需求，此类投资将不得不流入可再生能源项目。

　　除了以上所列原因之外，还有诸多其他的因素，例如能源安全保障，维护世界政局稳定等，因而能源转型不仅仅是对于德国而言，对于整个世界都十分重要。我国作为传统能源和核能的消费大国，虽然自然资源储备远远优于德国，但随着经济的不断高速发展与城市化进程的加快，未来必然会遇到能源需求的爆炸期。为了保证可持续发展，为人民创造稳定良好的生存环境，必须坚定不移地进行能源转型。虽然在转型过程中，不可避免地会遇到来自各方的障碍，但这是能源革命所必须经历的问题，在这个过程中将会涉及到新旧利益方的转换，所以政府的宏观调控与法律法规的保障对于能源转型之路能否顺利推进至关重要。长远来看，能源转型将给世界带来政治，经济，环境等各个领域诸多的益处，但这条脱胎换骨之路必将任重而道远。