德國可再生能源電力的發(fā)展*

張俊勇，張玉梅

（ 1.石家莊鐵道大學經濟管理學院；2.河北科技大學理學院 ）

德國可再生能源電力的發(fā)展*

張俊勇1，張玉梅2

（ 1.石家莊鐵道大學經濟管理學院；2.河北科技大學理學院 ）

德國可再生能源的發(fā)展在人類能源使用歷史上具有里程碑式的意義，這是人類從利用化石能源到擺脫化石能源的一種理性的回歸。德國為實現能源轉型，確定了可再生能源發(fā)展的階段性目標，按照歐盟的指令，從立法、資金、政策支持等多方面加大了扶持力度，取得了良好效果。德國可再生能源的發(fā)展也帶來了整個電力市場相關行業(yè)的利益調整，未來還有許多有待處理的問題。德國的經驗和做法為中國的產業(yè)改革尤其是電力市場改革和發(fā)展提供了有益借鑒。

德國；可再生能源；風電；光伏發(fā)電

德國是世界第四大經濟體，工業(yè)生產一直走在世界前列。在世界經濟衰退、歐債危機蔓延的情況下，德國經濟依然保持了較好的發(fā)展勢頭，德國制造、德國奇跡等依然吸引著世界的目光，成為各國學習和借鑒的樣本。不過，德國的能源自給率嚴重不足，僅為30%左右，一直是一個“富煤、貧油、少氣”的國家，工業(yè)生產和居民生活所需要的石油、天然氣基本靠進口來解決。

自從2011年德國實施能源轉型以來，德國的能源結構發(fā)生了巨大變化。2000年，德國的可再生能源在電力構成中的比例為6%左右，到2014年已經達到25.8%。2014、2015、2016年三年可再生能源在電力能源構成中的比例接連刷新紀錄。在2015年的德國電力能源構成中，煤炭火力發(fā)電占比約為42%，核電14.1%，天然氣、石油等不到10%，可再生能源的比例為30%，其中以風電、光伏發(fā)電最為突出。2016年5月15日，德國完成了人類能源利用上的一次里程碑事件，第一次實現了全國電力需求在瞬間幾乎全部可以由可再生能源供應的局面，使人類有可能放棄以化石能源和核能為基礎的能源供應體系，轉向以可再生能源為基礎的能源體系。

按照德國目前的發(fā)展趨勢，以風電和光伏發(fā)電為代表的可再生能源有望提供德國所需的全部電力。在能源結構上，德國與中國有某種程度的相似性，中國近年來也一直致力于可再生能源的開發(fā)和利用，德國的某些經驗做法或許可供我們借鑒，德國當前遇到的一些問題和困境，或許也能為中國的頂層制度設計提供參考。

1　德國可再生能源發(fā)展狀況

1.1確定能源消費總量控制目標

工業(yè)化高度發(fā)達的德國在能源上并沒有什么優(yōu)勢可言。1990－2013年，德國的石油進口依存度一直在94.6%～100%之間波動，且沒有明顯的下降跡象。同時，歐洲國家進口的天然氣大多來自俄羅斯，俄羅斯與北約、歐盟的關系讓德國感到自身的能源安全缺乏保障。保障能源供應、提高能源利用效率一直是德國致力追求的目標。

德國在2007年、2010年、2014年推出了全國能源效率計劃，在經濟增長和居民生活水平保持不變的情況下，對國家的能源消費總量進行控制。根據最新的能源目標，德國的一次能源消費量以2008年為基準，計劃在2020年減少20%，到2050年減少50%；總電力消耗量計劃在2020年下降10%，到2025年下降25%（見表1）。目前，雖然有一些國家也提出了能源效率目標，但像德國這樣確立能源總消費量下調目標的還很少見。

1.2確定可再生能源發(fā)展目標

縱觀德國可再生能源的發(fā)展，可以分為起步、發(fā)展、快速發(fā)展以及超預期發(fā)展四個階段。1990年之前，可再生能源的開發(fā)和利用在德國還未得到重視；1990年之后，德國政府層面開始采取鼓勵的態(tài)度；2000年后，德國圍繞能源開發(fā)和能源效率開始立法，并從研發(fā)到資金配套，從能源市場改革到制度設計等方面，為發(fā)展可再生能源提供了一定程度的保障；2011年日本福島核電事故發(fā)生后，德國政府加緊了能源轉型的步伐，通過了《可再生能源資源法》，使可再生能源獲得了快速發(fā)展。

德國歷屆政府把可再生能源的發(fā)展和利用作為施政的基本綱領，把其作為諸多政策的出發(fā)點，例如，應對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，減少能源進口，促進技術創(chuàng)新，發(fā)展綠色經濟，減少核能風險，保障能源安全等，同時促進經濟發(fā)展，確保社會公正。

根據2011年通過的《可再生能源資源法》，德國設定了可再生能源在最終能源消耗、電力、供熱、交通中的比例（見表2）。同時考慮提高能源效率導致總耗能下降的成效?？梢哉J為，即使煤炭還被利用或減量利用，德國在2050年有望實現能源自給。在電力消耗中，可再生能源所占比例達到80%，這意味著除了放棄核能，來自化石能源的電力所占比例非常低。至于供熱、交通運輸，需要更為復雜的產業(yè)銜接，因此提出具體目標存在一定困難。

表1　德國能源消費總量控制目標

表2　德國可再生能源發(fā)展目標

1.3確定溫室氣體減排目標

結合可再生能源的發(fā)展，德國確定了相應的溫室氣體減排指標。德國發(fā)展可再生能源的目的之一也是為了應對氣候變化，為減少溫室氣體排放，德國已設定了各個時間節(jié)點所要完成的減排目標。到2020年，德國的溫室氣體排放量要比1990年基準標準減少40%，2050年減少80%～95%（見表3）。需要指出的是，減少溫室氣體排放是歐盟成員國的一致行動，所有成員都制定了本國的目標。德國工業(yè)基礎雄厚，是歐盟中最大的能源消費國，德國完成溫室氣體減排的情況決定著歐盟總體的減排完成程度。

2　德國政府推動可再生能源發(fā)展的措施

2.1戰(zhàn)略決策與法律保障

2010年后，德國的能源轉型步伐明顯加快。2011年3月日本發(fā)生福島核電事故，德國上下對核電發(fā)展展開了廣泛討論。德國核電在總電力中的比例為20%左右，為避免核電事故可能造成的危害，德國暫時關閉了幾個運營時間較長的核電廠。同年，政府推出《能源政策2011》，確定以可再生能源代替核電和化石能源的戰(zhàn)略，決定暫時關閉的核電廠將永遠不再啟用，剩余的9座核電廠將在2015－2022年分步驟關閉。

德國政府和立法部門于2011年和2012年對《可再生能源資源法》和《能源產業(yè)法》進行了細化和修訂，強化了對可再生能源的制度支持和資金保障。這些政策的出臺，為陸上風能發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電，尤其是海上風能發(fā)電清除了法律障礙，完善了國有發(fā)展銀行支持可再生能源發(fā)展的貸款制度，2011年確定的貸款支持資金就達50億歐元。

德國是歐盟的主要成員國，2007年，歐盟發(fā)出指令，要求成員國到2020年把溫室氣體排放量在1990年的基準上削減20%，可再生能源消費占比達到20%。由于核能在排放標準上符合零碳要求，在統(tǒng)計上被歐盟列入可再生能源，歐盟成員國可自行確定是否采用核電，法國就是憑核電比例較高而符合這一要求。2009年，歐盟再次發(fā)出指令，要求各成員國把可再生能源相關指令上升為本國法律，并在法律框架下，每個成員國都要制訂出本國的行動計劃，確定達到目標所采取的步驟，到2020年，可再生能源必須達到占能源總消費量20%的比例目標。

2.2優(yōu)先上網與補貼政策支持

可再生能源電力的發(fā)展重在解決上網銷售問題，畢竟可再生能源發(fā)電無法與傳統(tǒng)能源大電廠相抗衡，且前期投入成本高，缺乏競爭力。對此，德國對傳統(tǒng)電力競價上網進行了調整。按照原來的方式，只有那些成本最低的電廠才能通過競價優(yōu)先上網，哪家電廠在哪個時段能以最低的化石燃料投入提供電力就可以拍得上網權。德國對可再生能源采取了一種固定電價上網方式，只要是可再生能源產生的電力，不用競標就可以優(yōu)先上網，而且不管是光伏發(fā)電、風能發(fā)電、地熱發(fā)電還是生物介質發(fā)電，都可以獲得不同的補貼。

隨著可再生能源在整個電力市場中的份額上升，德國政府對補貼進行了調整。來自陸上的可再生能源，不管是風電還是光伏發(fā)電已基本成熟，國家確定海上風電作為發(fā)展可再生能源的重點支持領域。德國政府對海上風電提供了兩種補貼制度由企業(yè)自行選擇：所有在2018年1月1日前投入運營的海上風力發(fā)電機組，可以選擇在初始的12年，按照每千瓦補貼1.5歐元，也可選擇在運營的前8年期間，按照每千瓦補貼1.9歐元。超過補貼期后，按照風電場與陸地的距離，補貼數額相應下調。

德國并不是太陽能豐富的國家，但近年光伏發(fā)電獲得了空前的發(fā)展。一方面是光電上網電價比較高，另一方面是太陽能板價格的下降，更為重要的是居民家庭從政府的措施中得到了實惠，田間、屋頂、空曠地帶等充分利用，除了滿足自己的用電需求，也帶來不菲的收入。實際上，這一輪的可再生能源的發(fā)展浪潮，基本是由個體在政府政策引導下自發(fā)發(fā)展起來的。可再生能源的發(fā)展壯大，也讓曾經對此持懷疑態(tài)度的能源電力巨頭們不得不吞噬因自己消極對待而帶來的惡果。

表3　德國溫室氣體減排目標

3　可再生能源與常規(guī)能源的博弈與發(fā)展前景

3.1化石能源發(fā)電行業(yè)受到沖擊

德國可再生能源產業(yè)發(fā)展的繁榮攪動了電力市場格局，也導致相關利益格局的改變。然而在現有體制下，常規(guī)能源電力對可再生能源電力做出的反應是扭曲的，如何促進電力生產和消費的協(xié)調發(fā)展依然是需要解決的問題。產業(yè)中的經濟問題與現實中的政治問題糾結在一起，難以從純經濟理論角度尋求到最優(yōu)結果。

德國的4家能源巨頭過去占據著常規(guī)能源電力市場2/3以上的市場份額，從事發(fā)電、配送和銷售業(yè)務。歐盟對電力市場進行深化改革，規(guī)定成員國發(fā)電企業(yè)都不得面對終端用戶，終端市場處于完全競爭狀態(tài)。能源巨頭的一體化業(yè)務被分拆和重組，在促進市場公開、透明、競爭的同時，削弱了他們的市場影響力。

可再生能源享受的優(yōu)惠及其蓬勃發(fā)展，對常規(guī)化石能源電力生產帶來很大沖擊。盡管可再生能源取之不盡、用之不竭，沒有溫室氣體排放，環(huán)境友好，但最大的不足在于電力供應不穩(wěn)定。例如，光伏發(fā)電會隨著太陽的照射強弱和天氣的不同狀況而變化，風電也存在類似問題，而電力需求是相對穩(wěn)定的。常規(guī)能源電廠起到了穩(wěn)定電力供應的作用，當可再生能源電力供應增加時，就需要減少常規(guī)能源供電量；當可再生能源電力供應減弱時，再增加常規(guī)電力供應量。

由于電力生產很難與電力需求完全匹配，在電力過度供應時，就產生了負電價，給發(fā)電企業(yè)的經營造成困難。德國最大的公用事業(yè)公司意昂集團（E.ON）2015年虧損額達到30億歐元，被迫關閉不盈利的天然氣發(fā)電業(yè)務。德國第二大公用事業(yè)公司萊茵集團（RWE）封存了花費14億歐元新建的Westfalen-d火電廠。由于可再生能源的快速發(fā)展，德國電力供應飽和，發(fā)電企業(yè)依靠出口電力維持生存，德國已成為歐洲最主要的電力出口國。

3.2大量用煤延緩溫室氣體減排達標

德國傳統(tǒng)化石能源電力生產萎縮，天然氣發(fā)電處于停滯狀態(tài)。但德國煤炭資源豐富，煤炭比天然氣便宜得多。發(fā)電企業(yè)寧可使用碳排放量高的褐煤，寧可進口煤炭出口電力，也不愿意使用天然氣，由此德國整體的碳減排效果被打折扣。

盡管德國所確定的可再生能源發(fā)展目標已提前實現，但是溫室氣體排放效果打了折扣：德國是歐洲人口大國，工業(yè)發(fā)達，人均碳排放量在歐洲國家中仍居于前列。德國確定2014年碳排放水平比1990年降低27.4%，2015年公布的數據僅為27%，距離2020年下降40%的目標仍有很大差距。

當然，碳排放不僅是常規(guī)化石能源企業(yè)的問題，還涉及制熱、交通等行業(yè)。德國在制定可再生能源發(fā)展目標時，未能對制熱、交通行業(yè)提出明確的目標。可再生能源在交通運輸行業(yè)的應用還非常有限，一些大型汽車制造企業(yè)，例如奔馳、寶馬、大眾、奧迪等在開發(fā)可再生能源新型車輛中的行動緩慢。德國政府計劃到2020年有100萬輛電動汽車上路，目前僅有4萬輛，說明可再生能源還有很大的發(fā)展空間，也面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

3.3產業(yè)之間需要協(xié)調

德國的長遠目標是用可再生能源取代化石能源，但核電、化石能源發(fā)電并不能立馬關閉，產業(yè)之間有一個協(xié)調問題。德國上下已對棄用核電達成共識，估計2022年核電將被淘汰，但核能電廠的拆除費用如何分攤？這是一個十分實際的問題。此外，按照德國的可再生能源和能源效率發(fā)展狀況，技術上存在取消煤電的可能性，但由此造成的德國煤炭產區(qū)人員失業(yè)和安置等問題如何解決？對此，議會、政府、工會之間的利益博弈需要調整。

按照德國總理與各州總理達成的改革框架，將限制陸上可再生能源發(fā)電能力，同時加大對海上風電的扶持力度，以彌補關閉核電留下的電力供應缺口。目前，德國海上風電裝機容量為65億瓦，預計2017年增加到77億瓦，2015年僅海上風電就增加了6.7萬億瓦時，相當于德國電力總需求的1.1%。除了電力市場格局的變化，有待解決的還有輸電問題。德國的風力發(fā)電園分布在北部邊境北海地區(qū)，如何實現北電南輸也成為困擾政府的問題。德國政府早有規(guī)劃，雖然簡化了行政審批流程，但一直得不到落實，由此會增加能源轉換成本，高壓輸電線路的建設進程無疑將對整個電力市場格局產生重要影響。

3.4競價上網對個體電力供應者產生沖擊

在可再生能源發(fā)展之初，傳統(tǒng)能源巨頭以及相關資本并不看好其發(fā)展，主要是散戶和個體自然人受到利益驅動，自發(fā)投入分布式陸上風電和光伏發(fā)電。目前，傳統(tǒng)能源巨頭紛紛對業(yè)務進行分拆，加大對可再生能源的投資力度。未來，海上風電是政府優(yōu)先扶持發(fā)展的對象。

根據歐盟的要求和德國電力市場未來的趨勢，可再生能源電力無疑也將競價上網。這將對分散的個體電力供應者造成沖擊，因為他們的成本根本無法與大資本支持的海上風電相抗衡。眾多散戶和個體能否繼續(xù)從分布式能源獲益還有待觀察，能源巨頭和大資本將會借助競價上網，挽回失去的市場份額和利益。

4　德國發(fā)展可再生能源的啟示

4.1發(fā)展可再生能源需要民意支持

德國可再生能源電力的發(fā)展方向和思路值得肯定，其成功經驗在于政府的大力支持、民眾的理解與參與、立法的保障、資金的扶持以及產業(yè)的驅動?？稍偕茉吹陌l(fā)展在德國得到了民眾的理解和大力支持，多項民意調查研究發(fā)現，民眾的支持度都超過90%，這也體現了民眾對綠色生態(tài)文化的追求。

德國在較短時間內促進可再生能源的發(fā)展，向電網出售電力的個體人數占比達到2%，這不僅解決了家庭自用電，也是一項重要的收入來源。就歐盟總體看，德國即期電價相當低，但消費者的電費賬單最高，因為電費賬單中包括了可再生能源電力附加費。一個有趣的現象是，電力即期市場批發(fā)價格節(jié)節(jié)走低，終端電力售價卻節(jié)節(jié)上升，民眾愿意承受這種高電價，應該是德國的成功經驗之一。能源產業(yè)所需投資巨大，由于有了民眾的支持，政府只需有限出資，就能帶動大量資本投入。這種成功的做法，值得我們制定和執(zhí)行產業(yè)政策時借鑒。

4.2常規(guī)電廠的靈活性與電網設計的超前意識

除了可再生能源電力生產增加，值得注意的是，德國化石能源發(fā)電能力具有很大的靈活性。根據電力需求的競價上網結果，常規(guī)電廠可以在瞬間提升或降低發(fā)電能力。另外，德國并沒有因發(fā)展可再生能源而對電網進行升級改造，這體現了德國在電網建設之初的設計具有超前意識。盡管電力供應總在波動變化，但德國的停電時間是最短的，據統(tǒng)計，德國消費者每年斷電時間僅為12分鐘，而美國的每年斷電時間達到200分鐘。

4.3德國經驗對中國具有借鑒價值

德國的經驗表明，人類完全可以減輕或擺脫對化石能源的依賴，這既是科技的進步，也是人類對自然認識的進一步深化。中國在能源結構上與德國存在著很高的相似性，也是“富煤、貧油、少氣”，尤其近年來煤炭消耗對中國的環(huán)境壓力越來越大，而且中國的石油、天然氣對外依存度明顯提高，給能源安全帶來挑戰(zhàn)。中國也提出了大力發(fā)展可再生能源的目標，要抑制火電擴張，推進太陽能、風能、地熱能等多種能源的合理利用。電力行業(yè)是國家基礎產業(yè)，與相關行業(yè)的關聯(lián)度大。優(yōu)化化石能源與可再生能源供需結構，合理調整電力行業(yè)與其他產業(yè)之間的關系，德國的經驗值得中國電力行業(yè)借鑒。

[1] Mischa BECHBERGER, Danyel REICHE. Renewable energy policy in Germany: pioneering and exemplary regulations[J]. Energy for Sustainable Development, 2004, VIII (1).

[2] MARTIN PEHNT. Energy transition, the German energiewende[R/ OL]. Heinrich B?ll Foundation, 2016. http://energytransition. de/wp-content/themes/boell/pdf/en/German-Energy-Transition_ en.pdf.

[3] Wikipedia. Renewable energy in Germany[EB/OL]. https:// en.wikipedia.org/wiki/Renewable_energy_in_Germany.

[4] WILFRIED LUTKENHORST, ANNA PEGELS. Germany's green industrial policy, Stable Policies -Turbulent Markets: The costs and benefits of promoting solar PV and wind energy[R/OL]. International Institute for Sustainable Development, 2014. https:// www.iisd.org/gsi/sites/default/files/rens_gip_germany.pdf.

改回日期：2016-08-16

編輯：黃佳音

編審：周勇

The development of renewable power energy in Germany

ZHANG Junyong1, ZHANG Yumei2
(1. Shijiazhuang Tiedao University; 2. Hebei University of Science & Technology)

The development of renewable energy in Germany has recorded a milestone of energy use in human history, which represents a rational return from using fossil fuels to getting rid of them. In order to realize energy transformation, Germany formulated phased objectives, enhanced the supports from many aspects such as legislation, funds, and policies in accordance with EU directives， and obtained the good results. The development of renewable energy in Germany has also brought the benefits adjustment for relevant industries in the entire electricity market and still have many problems ahead. Germany's experience and practice can provide useful references for China’s industry reform, especially for the reform and development of the electricity market.

Germany; renewable energy; wind power; photovoltaic power generation

控制與化解河北省地方政府債務風險研究，項目編號：15457661D；本研究是留學基金委資助本論文第一作者在英國研修的部分成果。

2016-08-05