前不久，德國聯邦網絡管理局（能源監(jiān)管機構）發(fā)出警告：沒有俄羅斯天然氣，德國熬不過冬天。如果北溪一號天然氣管道不能恢復正常供氣或繼續(xù)限制流量，德國能源形勢可能會進一步惡化。這意味著因天然氣緊缺帶來的價格猛漲必然傳導到終端用戶。作為主要調節(jié)電源的燃氣發(fā)電受阻，難以配合新能源發(fā)電項目運行，電力的穩(wěn)定供應將面臨很大風險。更為悲觀的預測是，能源短缺的狀況會持續(xù)3~5年，成本繼續(xù)上升，德國正面臨由能源危機而引發(fā)的國家危機，歐洲最大的經濟體將走向衰退。不難發(fā)現，這與德國長期以來致力于能源清潔低碳轉型的目標背道而馳，令人扼腕嘆息。

（來源：微信公眾號“能源評論•首席能源觀”作者：張運洲）

多年來，德國的能源轉型被津津樂道，似乎已成為國際上的樣板，我國新能源補貼政策的研究制定也不難看到德國的影子。但自俄烏沖突發(fā)生以來，包括德國在內的歐洲國家經歷了能源供給短缺、價格飆升的困局，也暴露了能源轉型的復雜性和長期性。縱觀德國的能源轉型歷史，并對其實踐成果進行分析評估，能為我國的能源電力高質量發(fā)展提供有益鏡鑒。

能源轉型的先行者

德國是歐洲第一大經濟體，一次能源消費總量從2005年的4.8億噸標煤降至2019年的4.3億噸標準煤（國際能源署數據），目前能源進口依存度（凈進口量與可用總能源的比率）約為64%，尤其在原油和礦物油產品方面，德國的進口依存度高達97%，天然氣則為89%，煤炭為44%。自20世紀90年代起，德國推行能源轉型政策，2020年可再生能源發(fā)電量占比達到46%，在大國中位居前列。德國能源轉型的動因主要源于三方面，一是20世紀70年代的石油危機使德國不堪重負，發(fā)展可再生能源可以實現就近供應，減輕經濟負擔；二是應對氣候變化，降低溫室氣體排放量；三是降低化石能源的進口依存度。經過30多年的轉型實踐，德國的能源轉型取得了顯著進展，成為歐洲乃至世界的先行示例。德國的電力結構發(fā)生了重大變化，可再生能源發(fā)電量比例已由2000年的6%上升到2020年的46%，其中風電和太陽能發(fā)電量占2020年總發(fā)電量比重大于31%。德國還制定了2030年將可再生能源發(fā)電量提升至65%的目標。在需求側，德國一直推進能效提升行動，特別是在建筑領域，采取技術創(chuàng)新和政策措施等綜合手段持續(xù)改進能效。有數據表明，德國在過去30年將能效提升了近30%。

風電和光伏發(fā)電迅猛增長

德國能源轉型成功的標志是風電和光伏發(fā)電得到了迅猛增長，占比持續(xù)上升，這主要取決于三個因素。

首先，此成果離不開政府的強力推動。德國于2000年首次頒布《可再生能源法》，后根據執(zhí)行情況和效果進行了8次修訂，內容涉及新能源上網電價調整、補貼分攤、并網技術管理要求以及如何參與電力市場競爭等。2022年7月8日，德國政府審議通過了包括《可再生能源法》在內的能源政策一攬子法案修訂，旨在加快可再生能源發(fā)展，強化聯邦政府應對天然氣發(fā)電不足緊急調用備用電力（比如煤電）的政策選擇等。持續(xù)的修訂是由于法律在實施的不同階段暴露出一些問題，比如過度補貼造成資金入不敷出和消費者負擔上升過快的問題、新能源發(fā)電新增規(guī)模與電網發(fā)展不匹配問題、全額保障收購帶來的效率損失問題等。政府通過制定出臺《可再生能源法》和滾動修訂來從法律上激勵風電和光伏發(fā)電的開發(fā)，在相當長時期內以固定價格收購其上網電量并實行全額收購，有力促進了新能源發(fā)展。

其次，公眾對能源轉型的認同度高，也能夠承受較高的電價。德國社會對于生態(tài)環(huán)境有著強烈的危機意識，大多數人對于擺脫化石能源持支持態(tài)度，并愿意為此付出經濟代價。

最后一個因素是用好了市場這只無形的手。自2017年起，德國政府不再以指定價格收購綠色電能，而是采用拍賣競價機制來確定每年能享受補貼的新能源開發(fā)規(guī)模和投資者。這不僅推動了新能源技術進步、成本降低和效率提升，也減輕了消費者的負擔。

由于風電和光伏發(fā)電固有的間歇性，很多專家擔心用戶的供電質量和可靠性指標會有所下滑。但實際上，德國多年來全國負荷趨于穩(wěn)定，2020年最高負荷為7600萬千瓦，僅常規(guī)電源裝機總量就達到1.1億千瓦，加上跨國聯絡線2000萬~3000萬千瓦的交換能力，合計遠超過最高負荷，確保德國即使不計新能源發(fā)電量，也能支撐起全社會用電需求。在調度管理上，長期以來德國實行“自下而上”的“自平衡”運行模式，全國有2700個平衡單元，實時運行中各平衡單元偏差由四大輸電網運營商統(tǒng)籌負責，從而顯著降低整個系統(tǒng)的平衡壓力。根據德國聯邦網絡管理局的公開資料，2020年電網終端用戶平均停電時間創(chuàng)造2006年以來的最短紀錄，為10.73分鐘。由此可見，隨著可再生能源占比持續(xù)增加，在分布式新能源加快發(fā)展的背景下，其供電可靠性并未受到影響。

轉型之路突遇“寒冬”

2021年，國際上包括一次能源在內的大宗商品價格大幅上漲，給世界各國的經濟社會運行帶來較大沖擊。特別是俄烏沖突爆發(fā)以來，歐洲國家飽受能源短缺和價格飆升之苦，德國也是深受其害，預計今年冬天天然氣大量短缺，屆時大量工廠將很可能暫停運轉。近日，德國副總理兼經濟和氣候保護部長羅伯特·哈貝克在接受媒體采訪時表示，德國企業(yè)將不得不停止生產、解雇工人，供應鏈將崩潰，人們不得不貸款支付取暖費。此輪能源危機深受地緣政治沖突的影響，其結果是歐洲蒙受的損失不可估量，德國首當其沖，危機何時結束，尚有很大的不確定性。回顧德國的轉型之路，從能源轉型的“樣板”到如今深陷能源危機的局面，有三點教訓值得正在經歷能源轉型的大國汲取。一是德國的能源戰(zhàn)略不夠成功。德國早在2013年就宣布將于2022年關閉所有核電站，2019年宣布2038年前淘汰煤電，騰出的空間由新能源發(fā)電和氣電彌補。但目前核電和煤電發(fā)電量總計超過三分之一，這樣的激進戰(zhàn)略致使德國在當前的能源危機面前舉步維艱。一方面，失去俄羅斯氣源使德國氣電出力大打折扣，冬季取暖能源缺口很大；另一方面，增加的新能源發(fā)電彌補不了核電和煤電激進退出所造成的缺口。據最新報道，德國和歐洲其他多國計劃重啟煤電度過這場危機。可以說，德國的能源戰(zhàn)略忽略了國家的能源安全和外部抗風險能力，短期目標和中長期目標脫節(jié)，遠水解不了近渴，不能說是成功的戰(zhàn)略。二是新能源補貼政策難以為繼。德國的補貼政策雖然刺激了光伏發(fā)電和風電的快速發(fā)展，但羊毛出在羊身上，高額補貼同樣帶來高電價問題。2015年，德國居民用電量占比為26%左右，其平均價格為2~2.4元/千瓦時，在西歐國家中是最高的，其中新能源補貼附加在居民電價中占比達到20%以上，家庭用電負擔沉重，后來的補貼退坡政策也是不得已而為之。三是電網基礎設施滯后問題始終未能解決。德國的新能源早期主要采用分散開發(fā)的模式，考驗的是配電網的適應水平和接納能力。近年來，隨著北海及波羅的海風電的規(guī)模化開發(fā)，北電南送問題逐步顯現。新建南北直流輸電通道的方案進展緩慢，主要是由建設輸電走廊涉及征地難度大、環(huán)保政策制約、周期長、干擾多等因素造成的。從某種意義上講，電網基礎設施滯后是影響德國新能源繼續(xù)大規(guī)模增長的主要瓶頸。

激進轉型必有代價

通觀德國能源轉型，我國也能從中得到三點啟示。

第一，能源安全始終是首要目標。推動能源清潔低碳轉型、應對氣候變化是人類的共同使命，大力開發(fā)風電及太陽能發(fā)電是加快能源轉型的戰(zhàn)略性舉措，必須長期堅持。然而，能源轉型必須建立在確保能源安全的基礎之上，先立后破，不能急于求成。德國能源戰(zhàn)略的失誤源于激進的棄核棄煤政策。其傳統(tǒng)能源的供應主要來源于外部，由于俄烏沖突何時結束難以預料，德國的能源危機注定會持續(xù)幾年，德國尋求俄羅斯能源替代方案的經濟代價預計會更高，加之新冠肺炎疫情和通脹沖擊，若出現經濟衰退就不足為奇了。相比之下，我國政府一直高度重視能源安全問題，反復強調立足國情推動煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用，抓住機遇大力發(fā)展可再生能源，截至目前成功地應對了此輪全球性能源危機。這充分證明了我國政府高水平的戰(zhàn)略預判能力和宏觀調控能力。

第二，長遠來看，發(fā)展新能源能夠明顯降低能源供應風險。據英國石油公司統(tǒng)計，2021年全球化石能源消費占比仍達到82%左右，石油、天然氣和煤炭跨國貿易主要依靠美國、俄羅斯、中東等國家及地區(qū)，存在因政治、經濟、軍事干預而中斷的風險，給世界能源安全帶來持久的憂患。另外，風電和太陽能發(fā)電資源豐富，分布相對均衡，隨著技術進步和成本下降，開發(fā)潛力巨大，就地就近分散供應是減少化石能源集中配置風險的有效對策。經歷本輪能源危機，國際上也得到了新能源發(fā)展步伐還需進一步加快的啟示。我國也應從中汲取教訓，加大新能源的發(fā)展力度，提高抵抗能源風險的能力。第三，應樹立系統(tǒng)思維，推動新能源高比例融合發(fā)展。按照目前的趨勢，我國新能源在未來相當長時期內將保持高速增長。新能源出力具有間歇性的特點，而用戶的可靠性指標又不能降低，這給電力系統(tǒng)保供帶來的挑戰(zhàn)不可低估。實際上，國內專業(yè)機構對新型電力系統(tǒng)發(fā)電的構建和運行規(guī)律的認知尚處于初級階段，比如，構建一個區(qū)域級高比例新能源發(fā)電（電量占比為30%~60%）的仿真型電力系統(tǒng)，并進行電力電量平衡仿真研究、穩(wěn)定特性解析的案例至今沒有出現，在這方面德國的現有經驗值得借鑒。

下一步，我國應抓緊研究論證，堅持以電力為中心推進能源轉型，堅持電力系統(tǒng)源網荷儲整體協同配置，堅持電源的多元化路徑，堅持電源與電網協調發(fā)展。一邊發(fā)展，一邊探索，不斷解決暴露出來的問題，為我國的能源轉型提供有力支撐，助力“雙碳”目標順利實現。

（作者系國網能源研究院原院長）