德國能源轉型啟示：關鍵建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)

隨著氣候變化問題引發(fā)全球關注，清潔低碳成為新一輪全球能源轉型的主要方向。從世界經(jīng)驗看，各國在發(fā)展過程中都經(jīng)歷了能源轉型，但是不同國家所走過的道路不盡相同。其中，德國作為能源轉型先行國之一，其發(fā)展模式被多國效仿。如何借鑒德國經(jīng)驗，亦是中國一直在思考的問題。

近日，中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院邀請了有著近15年任職經(jīng)驗的德國能源署前總裁斯蒂芬˙科勒對德國能源轉型的背景、過程以及存在問題進行了介紹并深度探討對中國的啟示。

“能源轉型一定是要以二氧化碳減排為目標的轉型，轉型不要談方法，而是要目標管理?！彼沟俜以谄漕}為《能源轉型2．0：德國面臨的機遇挑戰(zhàn)及對中國的啟示》的演講中表示。

以德國為鑒，斯蒂芬認為德國能源轉型過程中存在幾方面的問題可供中國探究。

政策－－可再生能源法

實際上，德國能源轉型不是從退出化石能源、減排二氧化碳開始的，而是源于反核的訴求。其在能源轉型過程中發(fā)展出了兩大目標，一是退出核電，預計2022年最后一個核電站退出現(xiàn)役。二是以1990年為基準，到2050年將二氧化碳排放量減排80％至95％。

在此過程中，政策因素在能源轉型中發(fā)揮了重要作用。德國頒布了《可再生能源法》，使得可再生能源領域的投資成為無風險、高利潤的投資領域，為可再生能源份額的提高提供了法律保障。

據(jù)了解，德國在2000年時，可再生能源比例僅有5％，而當下可再生能源比例已高達33％，其中光伏表現(xiàn)尤為強勢。

不過，在斯蒂芬看來，《可再生能源法》同時帶來了德國能源轉型所遇到的最大的挑戰(zhàn)。一方面，可再生能源優(yōu)先上網(wǎng)、其余能源競價上網(wǎng)對電站造成負擔，發(fā)電多時其余能源難上網(wǎng)，用電不足時煤電等電力資源又供不上。

另一方面，負電價的出現(xiàn)使得在電多的情況下，拿走多余的電則需要國家倒貼。這些問題意味著電力市場不再是一個完整的市場化、智能化的系統(tǒng)，無法調動人們生產、使用可再生能源的積極性。

“國家用法律形式保障做電站的業(yè)主能將電能賣出去，所以沒有人關心這些電是浪費了，還是對電網(wǎng)產生了壓力?！彼沟俜艺J為，雖然《可再生能源法》現(xiàn)已修訂，但在當時可再生能源固定電價20年不變，無條件優(yōu)先上網(wǎng)，而非競價上網(wǎng)，是非常大的錯誤。

對此，中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所副研究員朱彤認為，德國所面臨的負電價等問題是可再生能源份額提高到一定程度后才出現(xiàn)的問題，但是其可再生能源比例之所以能達到如此高的份額，恰恰離不開《可再生能源法》的推進，中國則與之相反。中國的問題在于相關可再生能源法實行幾年后被擱置，沒有強制上網(wǎng)的推進使得風、光等電力資源在現(xiàn)行市場內缺乏競爭力。

波動性及電網(wǎng)建設

“我們的網(wǎng)絡沒有建好，使得有相當數(shù)量的可再生能源不能及時輸送出去?！彼沟俜冶硎?，德國犯下的一大錯誤是電網(wǎng)建設沒有與風光電的發(fā)展同步。

能源轉型下，由傳統(tǒng)化石能源轉向可再生能源，而光伏、風電兩大電力波動性尤為劇烈，波動性是目前可再生能源并網(wǎng)建設、政策制定和行業(yè)運營最大的挑戰(zhàn)。為適應其波動性，也需要電網(wǎng)的配合與改造。

如何解決波動性及電網(wǎng)難題？“要么電多時能存起來，要么電多時多用，電少時少用。”斯蒂芬表示，解決這一問題的兩條路徑，一條在存儲側，一條在用戶側。其中的關鍵是建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)、智能用電系統(tǒng)。

以電動汽車為例，電動汽車功率大，如果所有電動汽車在同一時間充電則會對城市電網(wǎng)造成壓力，這就需要電動汽車智能充電，避免同時充電。并且需要能夠在電多時多充，電少時少充，解決電力過?；虿蛔愕膯栴}，這些就是智能電網(wǎng)所能做到的。

國家發(fā)改委能源研究所研究員劉虹認為，能源轉型是一項系統(tǒng)工程，供應端的波動性需要靈活性的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡和能源系統(tǒng)都要智能化。其表示：“未來轉型之路還很長，可再生能源會越來越從整體性、系統(tǒng)性和長期性下手，這是中國可以學習的經(jīng)驗?！?/p>

未來能源形態(tài)

供應端的波動性與需求端的靈活性之間的調節(jié)需要系統(tǒng)化的配合，除電網(wǎng)建設外，斯蒂芬認為，可再生、易儲存的氫能會是未來能源形態(tài)上解決能源問題的主力。

“氫氣與二氧化碳可以合成天然氣，進入天然氣網(wǎng)絡。沼氣、氫氣、天然氣這三種氣體燃料是未來的重要能源，都可作為存儲能源?！彼沟俜冶硎荆娏蜌怏w會是未來能源的兩大支柱。

目前氫能應用面臨的問題是，從制造到儲存，再到使用，氫能的價格仍處于較高水平，難以推廣普及。

中國能源轉型過程中逐步形成以電力為轉換中心的能源供給結構，計劃在終端能源結構中，電力占比將由2015年的22％逐步提高到2030年的30％，2050年進一步提到38％左右。同時大力加強天然氣供給能力。

“未來的能源形態(tài)，一定是混合型的能源形態(tài)。但是具體走哪一條路，每個國家都會有差別?！敝焱J為，中國未來能源系統(tǒng)無疑是多元的，但是由于各個國家起點、技術、設施等條件不一樣，選擇也會不一樣。

針對中國能源轉型，斯蒂芬建議：中國能源轉型需要以二氧化碳排放的減少作為衡量一切的標準。以此為中心，配合跟上必備的智能電網(wǎng)、智能用電等建設。同時，能源轉型需要全民的參與，一定要發(fā)揮民眾的積極性和力量。

不過，與德國成熟的經(jīng)濟體、法律、預算相比，中國是發(fā)展中的經(jīng)濟體，供應端、需求端、能源及消費都在不斷變化，如何轉型需要深思。同時，中國的能源轉型有著清潔低碳、經(jīng)濟高效以及安全可靠的高質量能源體系追求，到2050年如何才能做到將短期與長期規(guī)劃結合起來向高質量邁進？

“能源轉型只是剛剛開始，艱巨的事情還在后面，能源轉型沒那么簡單?！彼沟俜冶硎荆Ｍ袆?chuàng)意的科學家、工程師能夠共同利用創(chuàng)新解決這些問題。

來源：能源雜志

作者：李佩聰