早在約50年前就已碳達峰，今天能源消費仍然高度依賴傳統(tǒng)的化石能源，不斷上漲的電力價格更令人垢病，德國能源轉(zhuǎn)型具有研究意義
文 | 王能全
德國，可能是國人比較熟悉的國家，滿大街的奔馳、寶馬、奧迪和大眾汽車基本上就等于德國，還有貝多芬、足球和數(shù)不過來的科學家、哲學家等等。作為世界第四大經(jīng)濟體和高度發(fā)達的工業(yè)化國家，德國是世界主要能源消費大國之一，2010年推出“能源轉(zhuǎn)型”以來取得了較好的成效，給世人的印象是氣候和減排的模范生，但事實上早在約50年前就已碳達峰，今天能源消費仍然高度依賴傳統(tǒng)的化石能源，不斷上漲的電力價格更令人垢病。作為高度發(fā)達工業(yè)化國家德國的案例說明，人類社會要實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型任重而道遠。
01
雄心勃勃的能源轉(zhuǎn)型和高調(diào)的氣候中性
根據(jù)世界銀行和國際貨幣基金組織等機構(gòu)的數(shù)據(jù)，2020年德國國內(nèi)生產(chǎn)總值為3.8萬億美元，排名美國、中國和日本之后，是世界第四大經(jīng)濟體，人口約8300萬，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值4.57萬美元，排名世界第19位，是高度發(fā)達的工業(yè)化國家。
德國的能源轉(zhuǎn)型，德語是Energiewende，源于2010年德國政府發(fā)布的“能源政策（Energy Concept）”文件，2011年又進行了補充完善，核心的目標是到2050年，德國的能源體系轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У?、可再生能源主導的低碳和無核化能源系統(tǒng)，主要的目標包括三個方面：效率優(yōu)先原則下，減少所有行業(yè)的能源消費；只要有經(jīng)濟和生態(tài)意義，就直接使用可再生能源；以可再生能源為基礎的電力，來滿足剩余的能源需求。
2014年12月，德國政府批準了《氣候行動計劃2020》，其中包括超過100多項措施，諸如《能源效率國家行動計劃》（NAPE）、《環(huán)境友好建設和房屋戰(zhàn)略》等。2016年，德國政府發(fā)布了《氣候行動計劃2050》，重申了“能源政策”中2050年的排放目標路徑，提出了到2050年基本實現(xiàn)溫室氣體中性（減排80-95%）的長期愿景。2019年3月，德國組成了由總理領導的氣候內(nèi)閣。2019年9月20日，德國政府發(fā)布了《氣候行動計劃2030》，并于2019年12月通過了一系列應對氣候問題的具體政策措施。
綜合上述有關(guān)文件，為了實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，德國政府計劃，以2008年為基準，2020年德國一次能源消費要下降20%，2050年要下降50%；以1990年為基準，2020年德國溫室氣體排放要下降40%，2030年要下降55%，2050年要下降80-95%；來源于可再生能源的發(fā)電，2020年至少要達到35%，2030年要達到50%，2040年要達到65%，2050年要達到80%。
為了實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，德國政府在相關(guān)能源行業(yè)采取的主要措施有：
淘汰煤炭。作為到2030年將能源相關(guān)碳排放減半努力的一部分，德國計劃逐步淘汰燃煤發(fā)電。為了就煤炭淘汰計劃達成廣泛的社會共識，2018年6月德國政府成立了增長、結(jié)構(gòu)變化和就業(yè)委員會，匯集了來自環(huán)境協(xié)會、科學家、工會、經(jīng)濟和能源協(xié)會的代表，以及來自受影響地區(qū)的代表。該委員會于2019年1月提交了報告，建議到2038年完全淘汰燃煤發(fā)電。如果條件允許，可以將淘汰時間提前到2035年，這一選擇將在2032年進行評估。作為子目標，該委員會建議到2022年關(guān)閉12.5吉瓦的燃煤電廠，到2030年關(guān)閉25.6吉瓦的燃煤電廠。此外，該委員會還提議，煤礦地區(qū)、煤礦工人、納稅人和燃煤電廠所有者將獲得數(shù)十億歐元的過渡性援助。2019年5月，根據(jù)委員會的建議，德國政府批準向受影響地區(qū)提供400億歐元的過渡性經(jīng)濟援助。
淘汰核能。2002年，德國政府決定現(xiàn)有核電站達到法定剩余發(fā)電量后，逐步停止將核能用于發(fā)電的商業(yè)用途。2009年議會選舉之后，德國政府采納了一項經(jīng)過修改的能源政策，其中包括將核能作為通向更多可再生能源的“橋梁技術(shù)”。根據(jù)2010年12月生效的《原子能法》第11號修正案，德國政府將核電站的運行壽命平均延長了12年。
2011年3月，日本福島第一核電站核事故發(fā)生后，德國政府重新評估了核能的風險，決定加快淘汰商業(yè)核電站。2011年8月，《原子能法》第13號修正案生效，撤銷了《原子能法》第11號修正案中分配給每個運行中的核電廠的額外剩余電量。此外，每個正在運行的核電站許可證都受到限制，所有設施最遲將在2022年底關(guān)閉。根據(jù)《原子能法》第16號修正案，德國聯(lián)邦憲法法院決定，為核電廠運營商提供適當?shù)呢攧昭a助。
大力發(fā)展可再生能源。2010年的“能源政策”規(guī)劃了德國可再生能源發(fā)電和總能源供應的目標。到2020年，可再生能源在德國一次能源消費中所占的份額為18%，與歐盟的目標一致。2020年以后，德國政府努力將可再生能源的份額提高到2030年的30%，2040年的45%和2050年的60%。風能和太陽能有望成為可再生能源的主要來源，其次是生物質(zhì)能和水力發(fā)電。
發(fā)電方面，德國的目標是到2020年可再生能源占總用電量的至少35%。2018年，這一比例已經(jīng)上升到約38%。德國政府計劃，2030年將可再生能源在電力中的份額至少提高到50%，2040年提高到65%，2050年提高到80%。此外，2018年3月，德國政府決定，根據(jù)電網(wǎng)容量的擴展，將2030年的目標提高到可再生能源占電力的65%。
《可再生能源法》（EEG）是電力部門擴大可再生能源的核心工具?！犊稍偕茉捶ā酚?000年4月實施，根據(jù)項目規(guī)模、技術(shù)和位置，為可再生能源建立有保障的電網(wǎng)連接和接入權(quán)、優(yōu)先調(diào)度、削減補償和20年的財政支持（上網(wǎng)電價和上網(wǎng)保費）。盡管能源密集型行業(yè)可以獲得豁免，以保持國際競爭力，但電力消費的《可再生能源法》附加費為可再生能源補貼提供了資金。
隨著可再生能源支持成本的上升，《可再生能源法案》2014年法案，為超過最低門檻的新可再生能源引入了市場溢價，并最遲在2017年通過拍賣，確定對可再生能源的財政支持水平。第一次拍賣發(fā)生在2015年，地面光伏發(fā)電作為試點。
《可再生能源法》2017年法案，將可再生能源資金的模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒偁幜透叩某杀拘?，從而限制了以前小型裝置的固定融資利率體系，因為風能和太陽能的部署成本迅速下降，小型裝置成本過高并且必要性已降低。包括陸上和海上風能、大型光伏系統(tǒng)和生物質(zhì)能等容量最大的可再生能源，目前必須在拍賣中競爭，只有最便宜的報價才會被授予合同。
加強可再生電力的系統(tǒng)集成。德國的“能源轉(zhuǎn)型”在發(fā)電領域表現(xiàn)得最為明顯。過去十年中，核能減少了近一半，主要被生物能源、廢棄物、風能和太陽能所取代。在過去幾年里，可再生能源在電力消費中的份額穩(wěn)步增長，從2000年的約6%增長到2018年的近38%。根據(jù)《可再生能源法》，2025年，德國至少40-45%的電力消耗將來自可再生能源。
德國電力市場于1998年全面開放，此后又頒布了其他政策措施，以適應電力系統(tǒng)的最新變化。最重要的是，2016年7月通過了《電力市場進一步發(fā)展法》，對電力市場進行重大的市場化改革，目標是使電力市場適應不斷增長的可再生能源份額，并為靈活供應、靈活需求和存儲之間的競爭制定規(guī)則。按照綠皮書和白皮書的程序，德國政府決定逐步消除監(jiān)管框架中的扭曲，基于競爭的自由價格建設更先進的電力市場（即所謂的電力市場2.0）。
德國的大部分風力發(fā)電能力位于北部，而大部分需求來自南部和西部的大都市和工業(yè)區(qū)，由于電網(wǎng)限制，阻止了從北方到南方的輸電，北方各州面臨著電力過剩，而南方各州則面臨著電力短缺，這種不平衡將隨著德國最后一座商業(yè)核電站的關(guān)閉和海上風力發(fā)電的上線而進一步惡化。發(fā)電和電力消費的這種不平衡，導致了德國南方的“重新調(diào)度”（電網(wǎng)運營商命令發(fā)電站提高發(fā)電量，以補償采購到的無法進入南方的風電），北方的削減措施（電網(wǎng)運營商命令風電關(guān)閉，以避免擁堵），德國消費者為此每年花費數(shù)億歐元，這種不平衡還造成了德國的鄰國不得不投資電網(wǎng)建設和特殊變壓器，以維持電力供應的安全。
德國將風電從北向南輸送的電網(wǎng)不足，公眾對南北高壓輸電線路的反對，使得地下互聯(lián)線路的建設成本更高，而公眾的反對仍然是目前電力基礎設施選址的障礙。到目前為止，電網(wǎng)擴展的延遲已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的阻塞管理成本。因此，電網(wǎng)擴建是德國政府“能源轉(zhuǎn)型”的一個優(yōu)先事項。
持續(xù)提高能源效率。在提高能源效率、實現(xiàn)能源需求與經(jīng)濟增長脫鉤方面，德國取得了進展。盡管如此，德國仍未能如期實現(xiàn)“能源政策”文件，即2020年將一次能源消耗較基準年2008年減少20%。
《國家能效計劃》（NAPE），于2014年生效，標志著朝著減少能源需求的方向邁出了重要的一步。第一個重點領域，是向消費者提供關(guān)于能源效率的信息和建議；第二個重點領域是通過激勵措施，促進能源效率方面的定向投資；第三個重點領域是要求采取更多行動，包括要求對大公司進行能源審計，并對家電和新建建筑采用新標準。
目前，德國政府正在制定一項覆蓋所有部門的新能源效率戰(zhàn)略，原則是“效率第一”。德國計劃為2021-30年制定具體的能效措施，以實現(xiàn)2030年的目標，這是一項新的《國家能效計劃2.0》的一部分，也是為了遵守歐盟的能效指令。此外，德國政府計劃準備一個路線圖，以支持到2050年將一次能源消費減半（與2008年相比）的國家目標，其中特別關(guān)注供暖部門和建筑的能源需求。
02
與氣候無關(guān)的二氧化碳排放達峰和高度依賴傳統(tǒng)的化石能源
正是由于起步早和較大的宣傳力度，在世人的印象里，德國是能源轉(zhuǎn)型的模范生，是氣候減排“政治正確”的典型國家，但是，從冷冰的統(tǒng)計數(shù)字中，我們看到的卻是德國的另一面。
從統(tǒng)計數(shù)字看，德國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放量最高的年份，是49年前的1973年，為11.164億噸，自此之后就再也沒有超過這個數(shù)字。因此，可以說，早在約50年前德國就已經(jīng)實現(xiàn)了碳達峰，德國能源消費的二氧化碳達峰，與后來逐漸大熱的氣候問題和減排，沒有任何直接的關(guān)系。
從1973年至1990年的18年里，除1979年為11.042億噸外，德國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放保持在10億噸略多一點。從1991年開始，德國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放跌破10億噸，1997年跌破9億噸，2009年跌破8億噸，2019年跌破7億噸，2020年為6.048億噸，是1965年有統(tǒng)計數(shù)字以來的最低水平。
德國的“能源轉(zhuǎn)型”起自2010年，當年德國能源消費排放的二氧化碳為7.832億噸，2020年為6.048億噸，這也就是說大力開展能源轉(zhuǎn)型的10年里，德國能源消費排放的二氧化碳減少了1.784億噸，僅占自1973年達峰以來二氧化碳減少總量的34.87%。
與能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放基本一致的是，早在1979年，德國的能源消費就已經(jīng)實現(xiàn)了達峰，為15.75艾焦爾（Exajoules，EJ，1exajoule = 1 quintillion joules，即10的18次方焦耳，100億億焦耳）。從1991年開始，德國的能源消費就基本上處于不斷下降的過程中，2009年為13.15艾焦爾，2019年為13.05艾焦爾。
2020年，德國一次能源消費總量為12.11艾焦爾，排名中國、美國、印度、俄羅斯和日本之后，是世界第六大能源消費國，占世界一次能源消費總量的2.2%。
具體細分，德國的能源消費高度依賴傳統(tǒng)的化石能源。2020年，德國一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油是第一大能源來源，占比34.76%；天然氣第二，占比25.76%；可再生能源第三，占比18.25%；煤炭第四，占比15.19%；核能第五，占比4.71%；水電第六，占比1.4%。
作為傳統(tǒng)的化石能源，石油、天然氣和煤炭合計，占2020年德國一次能源消費總量的75.71%，是德國能源消費的主要來源。如果再加上傳統(tǒng)的核能和水電，傳統(tǒng)能源在德國2020年一次能源消費結(jié)構(gòu)中所占的比重，更高達81.75%。
將時間線拉長，就在實現(xiàn)碳達峰時的1973年，當時的聯(lián)邦德國，即我們通常所稱的西德一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油、煤炭和天然氣是絕對主體，還沒有可再生能源的統(tǒng)計數(shù)字。正式提出能源轉(zhuǎn)型的2010年，石油、煤炭和天然氣仍是德國能源消費的絕對主體，核能排在第四的位置，可再生能源排名第五。到了2020年，可再生能源排名雖然上升到了第三位，但石油、煤炭和天然氣三大化石能源仍占據(jù)著德國一次能源消費的主體地位，與2010年對比，可再生能源搶占的更多是煤炭和核能的市場份額。
德國的能源消費還高度依賴進口，特別是來源于俄羅斯的石油和天然氣。作為能源消費大國，除風、光等可再生能源和核能、水電外，德國基本上不生產(chǎn)石油，2020年天然氣產(chǎn)量僅45億立方米，煤炭產(chǎn)量僅1億噸。因此，德國一次能源消費總量的約70%依賴進口，其中石油全部依賴進口，天然氣消費的約97%依賴進口，煤炭消費的約88%依賴進口。俄羅斯是德國最大的石油和天然氣進口來源國，其中德國石油消費的約31.5%和天然氣消費的約57%，都來源于俄羅斯。
2020年，德國人均一次能源消費144.6吉焦，是世界平均水平的2倍，大大低于美國、俄羅斯和加拿大等國，與日本人均一次能源消費的134.7吉焦基本相當，僅高出9.9吉焦。從簡單的數(shù)字對比可以看出，作為世界上第三和第四大經(jīng)濟體，同時也是經(jīng)濟高度依賴出口和能源高度依賴進口的國家，德國和日本的人均一次能源消費數(shù)量驚人地趨同。
03
不斷增長的可再生電力與不斷攀升的電力價格并存
通過多年的努力，德國能源轉(zhuǎn)型最有成效的領域，應該是在發(fā)電行業(yè)。2020年，來自可再生能源產(chǎn)生的電力，是德國發(fā)電第一大能源來源，占比40.64%；煤炭是第二大能源來源，占比23.57%；天然氣是第三大能源來源，占比16.07%。此外，還有核能、水電和石油等。
不過，從總的分類來看，由煤炭、石油和天然氣構(gòu)成的傳統(tǒng)化石能源，占2020年德國發(fā)電用能源的比重，為40.39%，與可再生能源產(chǎn)生的電力基本上相當。
與石油和天然氣等不同的是，德國是電力的凈出口國。德國是歐洲電力市場的核心，與許多鄰國相連，使國際電力貿(mào)易成為可能。隨著可再生能源的快速發(fā)展，德國已成為一個電力凈出口國。2018年，德國出口了80太瓦時的電力，進口了32太瓦時的電力，電力的凈出口量為49太瓦。德國凈出口電力的最大份額流向了荷蘭、奧地利和波蘭，而進口主要來自法國。
雖然通過多年的艱苦努力，德國的能源轉(zhuǎn)型在電力行業(yè)取得了較可喜的成績，但是，當前德國能源轉(zhuǎn)型最令人垢病的地方也在電力行業(yè)，就是高昂的電力價格。
我們知道的是，為了推進能源轉(zhuǎn)型，德國花費了巨額的財政支出，其中自2000年以來，德國在能源轉(zhuǎn)型過程中的稅收減免和可再生能源補貼總支出就超過了2430億歐元。羊毛當然是出在羊身上，這些巨額的財政支出最終都轉(zhuǎn)嫁給了德國的普通百姓。因為征稅、收費和稅收，包括用于支付可再生能源補貼的稅收，德國消費者支付的電價在國際能源署成員國中是最高的。2018年，盡管能源密集型行業(yè)的價格大幅下降，但德國在國際能源署成員國中工業(yè)電價排名第三，其中稅收占整個工業(yè)電價的48%，是國際能源署成員國中最高的；家庭用戶支付的總電價中，大約一半是公共費用，僅次于丹麥，排名第二。
與幾個鄰國相比，德國的電價在過去十年中上漲幅度最大。盡管2015年電價下降，但德國工業(yè)和家庭用戶的電價在過去10年里上漲了約10%。2018年，工業(yè)用戶平均支付的電價為145美元/兆瓦時，比2008年增長13%；家庭用戶支付的電價為353美元/兆瓦時，比2008年增長9%。德國的高電價主要由高稅收導致，其中《可再生能源法》的負擔主要由家庭來承擔，2018年《可再生能源法》附加費的總額就高達256億歐元。
根據(jù)歐盟官方的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年，家庭電價和工業(yè)電價最高的國家都是德國，分別為0.3043歐元/千瓦時和0.18歐元/千瓦時。
進入2021年以來，德國的電價更是創(chuàng)出了歷史新高。2021年7月，德國的批發(fā)電價躍升至83.67歐元/兆瓦時，8月初已經(jīng)超過90歐元/兆瓦時，今年以來的漲幅已經(jīng)超過了60%。
從具體的數(shù)字看，雖然德國超過40%的電力來自可再生能源，但進入平價階段的“風光”等電力顯然沒有在拉低電價方面發(fā)揮作用，因為隨著大規(guī)模波動性的可再生能源并網(wǎng)，為了維持電網(wǎng)供需平衡，必須打造一個更加靈活、頻繁爬坡調(diào)節(jié)、更多備用發(fā)電資產(chǎn)的電網(wǎng)系統(tǒng)，對德國而言，過快的能源轉(zhuǎn)型和過慢的電網(wǎng)擴建加大了經(jīng)濟成本和風險。正因為如此，面對歐洲消費者越來越大的電價負擔，有評論指出，能源轉(zhuǎn)型是為了更清潔的未來，但不應以增加國民生活壓力為前提，高電價正在將歐洲拉入“能源貧困”的境地，有可能影響到整個歐洲的能源轉(zhuǎn)型進程。
通過以上的分析，我們看到的是，德國二氧化碳排放達峰并非來自當下不斷高漲的氣候壓力，而是二戰(zhàn)經(jīng)濟恢復后的20世紀70年代初期，并在20世紀70年代末期實現(xiàn)了能源消費的達峰，這一切都為進入21世紀后德國應對氣候和減排奠定了非常好的基礎。進入21世紀以來高調(diào)的能源轉(zhuǎn)型，為德國贏得了“政治正確”并站在了道德制高點，但帶來的卻是國內(nèi)不斷攀升的高電價這一令人垢病的問題。作為世界性的經(jīng)濟大國，高電價不至于會使德國陷入“能源貧困”，但對于作為最大的發(fā)展中國家的我國來說，德國的能源轉(zhuǎn)型過程及其出現(xiàn)的問題，值得我們進行深入的研究并應盡最大的努力加以避免。
