德国能源结构转型升级的原因为什么不包括煤炭资源的枯竭
德国：能源转型评价及启示
能源评论
2022年8月4日17:01
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前不久，德国联邦网络管理局（能源监管机构）发出警告：没有俄罗斯天然气，德国熬不过冬天。如果北溪一号天然气管道不能恢复正常供气或继续限制流量，德国能源形势可能会进一步恶化。这意味着因天然气紧缺带来的价格猛涨必然传导到终端用户。作为主要调节电源的燃气发电受阻，难以配合新能源发电项目运行，电力的稳定供应将面临很大风险。更为悲观的预测是，能源短缺的状况会持续3~5年，成本继续上升，德国正面临由能源危机而引发的国家危机，欧洲最大的经济体将走向衰退。不难发现，这与德国长期以来致力于能源清洁低碳转型的目标背道而驰，令人扼腕叹息。
多年来，德国的能源转型被津津乐道，似乎已成为国际上的样板，我国新能源补贴政策的研究制定也不难看到德国的影子。但自俄乌冲突发生以来，包括德国在内的欧洲国家经历了能源供给短缺、价格飙升的困局，也暴露了能源转型的复杂性和长期性。纵观德国的能源转型历史，并对其实践成果进行分析评估，能为我国的能源电力高质量发展提供有益镜鉴。
能源转型的先行者
德国是欧洲第一大经济体，一次能源消费总量从2005年的4.8亿吨标煤降至2019年的4.3亿吨标准煤（国际能源署数据），目前能源进口依存度（净进口量与可用总能源的比率）约为64%，尤其在原油和矿物油产品方面，德国的进口依存度高达97%，天然气则为89%，煤炭为44%。自20世纪90年代起，德国推行能源转型政策，2020年可再生能源发电量占比达到46%，在大国中位居前列。
德国能源转型的动因主要源于三方面，一是20世纪70年代的石油危机使德国不堪重负，发展可再生能源可以实现就近供应，减轻经济负担；二是应对气候变化，降低温室气体排放量；三是降低化石能源的进口依存度。
经过30多年的转型实践，德国的能源转型取得了显著进展，成为欧洲乃至世界的先行示例。
德国的电力结构发生了重大变化，可再生能源发电量比例已由2000年的6%上升到2020年的46%，其中风电和太阳能发电量占2020年总发电量比重大于31%。德国还制定了2030年将可再生能源发电量提升至65%的目标。
在需求侧，德国一直推进能效提升行动，特别是在建筑领域，采取技术创新和政策措施等综合手段持续改进能效。有数据表明，德国在过去30年将能效提升了近30%。
风电和光伏发电迅猛增长
德国能源转型成功的标志是风电和光伏发电得到了迅猛增长，占比持续上升，这主要取决于三个因素。
首先，此成果离不开政府的强力推动。德国于2000年首次颁布《可再生能源法》，后根据执行情况和效果进行了8次修订，内容涉及新能源上网电价调整、补贴分摊、并网技术管理要求以及如何参与电力市场竞争等。2022年7月8日，德国政府审议通过了包括《可再生能源法》在内的能源政策一揽子法案修订，旨在加快可再生能源发展，强化联邦政府应对天然气发电不足紧急调用备用电力（比如煤电）的政策选择等。持续的修订是由于法律在实施的不同阶段暴露出一些问题，比如过度补贴造成资金入不敷出和消费者负担上升过快的问题、新能源发电新增规模与电网发展不匹配问题、全额保障收购带来的效率损失问题等。政府通过制定出台《可再生能源法》和滚动修订来从法律上激励风电和光伏发电的开发，在相当长时期内以固定价格收购其上网电量并实行全额收购，有力促进了新能源发展。
其次，公众对能源转型的认同度高，也能够承受较高的电价。德国社会对于生态环境有着强烈的危机意识，大多数人对于摆脱化石能源持支持态度，并愿意为此付出经济代价。
最后一个因素是用好了市场这只无形的手。自2017年起，德国政府不再以指定价格收购绿色电能，而是采用拍卖竞价机制来确定每年能享受补贴的新能源开发规模和投资者。这不仅推动了新能源技术进步、成本降低和效率提升，也减轻了消费者的负担。
由于风电和光伏发电固有的间歇性，很多专家担心用户的供电质量和可靠性指标会有所下滑。但实际上，德国多年来全国负荷趋于稳定，2020年最高负荷为7600万千瓦，仅常规电源装机总量就达到1.1亿千瓦，加上跨国联络线2000万~3000万千瓦的交换能力，合计远超过最高负荷，确保德国即使不计新能源发电量，也能支撑起全社会用电需求。在调度管理上，长期以来德国实行“自下而上”的“自平衡”运行模式，全国有2700个平衡单元，实时运行中各平衡单元偏差由四大输电网运营商统筹负责，从而显著降低整个系统的平衡压力。
根据德国联邦网络管理局的公开资料，2020年电网终端用户平均停电时间创造2006年以来的最短纪录，为10.73分钟。由此可见，随着可再生能源占比持续增加，在分布式新能源加快发展的背景下，其供电可靠性并未受到影响。
转型之路突遇“寒冬”
2021年，国际上包括一次能源在内的大宗商品价格大幅上涨，给世界各国的经济社会运行带来较大冲击。特别是俄乌冲突爆发以来，欧洲国家饱受能源短缺和价格飙升之苦，德国也是深受其害，预计今年冬天天然气大量短缺，届时大量工厂将很可能暂停运转。近日，德国副总理兼经济和气候保护部长罗伯特·哈贝克在接受媒体采访时表示，德国企业将不得不停止生产、解雇工人，供应链将崩溃，人们不得不贷款支付取暖费。
此轮能源危机深受地缘政治冲突的影响，其结果是欧洲蒙受的损失不可估量，德国首当其冲，危机何时结束，尚有很大的不确定性。回顾德国的转型之路，从能源转型的“样板”到如今深陷能源危机的局面，有三点教训值得正在经历能源转型的大国汲取。
一是德国的能源战略不够成功。德国早在2013年就宣布将于2022年关闭所有核电站，2019年宣布2038年前淘汰煤电，腾出的空间由新能源发电和气电弥补。但目前核电和煤电发电量总计超过三分之一，这样的激进战略致使德国在当前的能源危机面前举步维艰。一方面，失去俄罗斯气源使德国气电出力大打折扣，冬季取暖能源缺口很大；另一方面，增加的新能源发电弥补不了核电和煤电激进退出所造成的缺口。
据最新报道，德国和欧洲其他多国计划重启煤电度过这场危机。可以说，德国的能源战略忽略了国家的能源安全和外部抗风险能力，短期目标和中长期目标脱节，远水解不了近渴，不能说是成功的战略。
二是新能源补贴政策难以为继。德国的补贴政策虽然刺激了光伏发电和风电的快速发展，但羊毛出在羊身上，高额补贴同样带来高电价问题。2015年，德国居民用电量占比为26%左右，其平均价格为2~2.4元/千瓦时，在西欧国家中是最高的，其中新能源补贴附加在居民电价中占比达到20%以上，家庭用电负担沉重，后来的补贴退坡政策也是不得已而为之。
三是电网基础设施滞后问题始终未能解决。德国的新能源早期主要采用分散开发的模式，考验的是配电网的适应水平和接纳能力。近年来，随着北海及波罗的海风电的规模化开发，北电南送问题逐步显现。新建南北直流输电通道的方案进展缓慢，主要是由建设输电走廊涉及征地难度大、环保政策制约、周期长、干扰多等因素造成的。从某种意义上讲，电网基础设施滞后是影响德国新能源继续大规模增长的主要瓶颈。
激进转型必有代价
通观德国能源转型，我国也能从中得到三点启示。
第一，能源安全始终是首要目标。推动能源清洁低碳转型、应对气候变化是人类的共同使命，大力开发风电及太阳能发电是加快能源转型的战略性举措，必须长期坚持。然而，能源转型必须建立在确保能源安全的基础之上，先立后破，不能急于求成。德国能源战略的失误源于激进的弃核弃煤政策。其传统能源的供应主要来源于外部，由于俄乌冲突何时结束难以预料，德国的能源危机注定会持续几年，德国寻求俄罗斯能源替代方案的经济代价预计会更高，加之新冠肺炎疫情和通胀冲击，若出现经济衰退就不足为奇了。相比之下，我国政府一直高度重视能源安全问题，反复强调立足国情推动煤炭清洁低碳高效开发利用，抓住机遇大力发展可再生能源，截至目前成功地应对了此轮全球性能源危机。这充分证明了我国政府高水平的战略预判能力和宏观调控能力。
第二，长远来看，发展新能源能够明显降低能源供应风险。据英国石油公司统计，2021年全球化石能源消费占比仍达到82%左右，石油、天然气和煤炭跨国贸易主要依靠美国、俄罗斯、中东等国家及地区，存在因政治、经济、军事干预而中断的风险，给世界能源安全带来持久的忧患。另外，风电和太阳能发电资源丰富，分布相对均衡，随着技术进步和成本下降，开发潜力巨大，就地就近分散供应是减少化石能源集中配置风险的有效对策。经历本轮能源危机，国际上也得到了新能源发展步伐还需进一步加快的启示。我国也应从中汲取教训，加大新能源的发展力度，提高抵抗能源风险的能力。
第三，应树立系统思维，推动新能源高比例融合发展。按照目前的趋势，我国新能源在未来相当长时期内将保持高速增长。新能源出力具有间歇性的特点，而用户的可靠性指标又不能降低，这给电力系统保供带来的挑战不可低估。实际上，国内专业机构对新型电力系统发电的构建和运行规律的认知尚处于初级阶段，比如，构建一个区域级高比例新能源发电（电量占比为30%~60%）的仿真型电力系统，并进行电力电量平衡仿真研究、稳定特性解析的案例至今没有出现，在这方面德国的现有经验值得借鉴。
下一步，我国应抓紧研究论证，坚持以电力为中心推进能源转型，坚持电力系统源网荷储整体协同配置，坚持电源的多元化路径，坚持电源与电网协调发展。一边发展，一边探索，不断解决暴露出来的问题，为我国的能源转型提供有力支撑，助力“双碳”目标顺利实现。
（作者系国网能源研究院原院长）
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用户ya1pyck
太阳能电池板
江苏网友
8月6日
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用户ya1pyck
每家每户安装独立的太阳能电池板，多余的电卖给国家电网
江苏网友
8月6日
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“德国2000年颁布了可再生能源法，其主要特点之一是固定上网电价政策，电网公司必须全额收购光伏发电的上网电量；日本的政策倾斜体现为给用户补贴。”
再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。
美国立法权在国会
法国议会由国民议会和参议院两院组成。主要行使立法权，财政权，监督权。
德国议会拥有立法、组织和监督政府（内阁）等权力。
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测，全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量，世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计，全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的，将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明，全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为，到2030年世界能源需求将增长60%，届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门，运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出，C02排放也将增多，减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为，中东将增加投资以扩增常规石油资源产能，非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用，氢能将有少量应用，可再生能源将有更大发展潜力。到2030年，替代能源尤其是可再生能源，不仅将成为不可或缺的重要能源，而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分，目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%，世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测，目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50，大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年，中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量，原油和天然气的生产则不能满足需求，特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约，提高能源利用效率，加快可再生能源的开发利用，对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足，各国努力寻求稳定充足的能源供应，都对发展能源的战略决策给予极大的重视，其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应，污染环境等，这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看，大规模的开发利用可再生能源，已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快，世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展最快，产业前景最好，其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源，因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术，风电是世界上增长最快的能源，年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明，在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下，到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%，可再生能源在能源消费中总的比例将达30%，无论从能源安全还是环境要求来看，可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年，美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%；到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年将都提高到20%以上；到2050年，德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度，2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元，其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划，克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里，安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》，为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发，迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年，德国可再生能源发电量占总发电量的8%，年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%，太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划，2007年之前将生物燃料的产量提高3倍，使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂，年均生产能力达到20万吨，生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨，用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍，法国已出台一系列优惠措施，鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口，设立了5000万英镑的专项资金，重点开发海洋能源。不久前，在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展，目前风电装机总量已达650兆瓦，可满足44万多个家庭的电力需求，近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告，将从2010年正式启动生物能源计划，并与美国和欧盟共同开发可再生能源，建设500个示范区。预计将投资2600亿日元，而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家，越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》，编制了《可再生能源中长期发展规划》，将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部，政府全力推动可再生能源资源的开发利用，目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划，包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划，到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦，其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
德国国民对风力发电认识较深，他们经常建议政府扶持风电，开发风能，限制核能。现在德国正在逐步减少核电，计划在20年内完全取消核电，取而代之的便是可再生能源。德国政府已把环境保护和开发清洁能源作为基本国策，对于风电开发给予强有力的政策支持。德国可再生能源中心是以开发绿色能源，改善环境为工作目标的民间组织。该组织的会员有厂商、用户以及科教界的人士。中心主要开展技术培训，技术交流、出版杂志等工作，为风电的发展发挥了较大的作用。
德国政府对风力发电实施鼓励政策, 正是政府的资助对风力发电市场的发展和风力发电技术进步起到了决定性作用, 使风电能够蓬勃发展
