中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，歐洲經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使能源消耗也相應(yīng)大幅增加?；茉匆蚱洳豢稍偕约皩?duì)環(huán)境的破壞性使歐洲各國(guó)將目光轉(zhuǎn)向風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生清潔能源。在歐洲，風(fēng)能比太陽(yáng)能發(fā)展早，風(fēng)力發(fā)電因技術(shù)成熟、可靠性高、成本低且規(guī)模效益顯著在歐洲大陸得到廣泛應(yīng)用。雖然光伏發(fā)電技術(shù)在歐洲大范圍應(yīng)用相對(duì)較晚，但增長(zhǎng)迅速，現(xiàn)已成為歐洲最重要的可再生能源之一。
光伏發(fā)電可直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能而不排放任何廢氣的優(yōu)點(diǎn)被人們寄予厚望。雖然在制造光伏組件期間會(huì)消耗一定能量，但光伏組件在其壽命周期內(nèi)卻能產(chǎn)生大于制造能耗約10倍的能量。人們希望通過(guò)光伏發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用來(lái)大幅減少傳統(tǒng)化石能源在能源消耗中的比重。
一些歐洲國(guó)家，如希臘、西班牙、意大利及德國(guó)，近幾年光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。其中德國(guó)作為歐洲最早發(fā)展光伏的國(guó)家在該領(lǐng)域取得的成績(jī)更是令人矚目，政府制定的支持光伏發(fā)電發(fā)展的法案已取得明顯效果。然而，相關(guān)法案的實(shí)施也加重了德國(guó)居民的負(fù)擔(dān)，造成能源貧困的現(xiàn)象。本文利用歐洲光伏協(xié)會(huì)、彭博新能源財(cái)經(jīng)及英國(guó)石油提供的數(shù)據(jù)，介紹德國(guó)光伏的發(fā)展現(xiàn)狀、背后的激勵(lì)政策及現(xiàn)存的一些問(wèn)題，最后結(jié)合中國(guó)國(guó)情探討德國(guó)光伏發(fā)電帶來(lái)的啟示。
1、德國(guó)光伏發(fā)展現(xiàn)狀
早在1991年和1999年，德國(guó)就提出“1000個(gè)屋頂計(jì)劃”和“100000個(gè)屋頂計(jì)劃”；2000年以后，德國(guó)政府可再生能源法的實(shí)施及對(duì)于溫室氣體排放的控制更是促進(jìn)了光伏發(fā)電在21世紀(jì)的大規(guī)模運(yùn)用。特別是在2011年日本福島核電站事故后，德國(guó)政府宣布在2022年前徹底關(guān)閉所有的核電站。這一系列舉措促進(jìn)德國(guó)光伏發(fā)電近20年的蓬勃發(fā)展。
世界各國(guó)2003～2013年的光伏發(fā)電量及截至2013年光伏累計(jì)裝機(jī)量分別如圖1、圖2所示。由圖1可知，2013年，德國(guó)光伏發(fā)電量為30TWh，全球光伏發(fā)電量為124.8TWh，德國(guó)光伏發(fā)電量占全球光伏發(fā)電量的24%。然而其他光伏大國(guó)如日本、中國(guó)和美國(guó)，2013年的光伏發(fā)電量?jī)H約為德國(guó)的1/3。
由圖2可知，德國(guó)2013年累計(jì)光伏裝機(jī)量為35.948GW，全球?yàn)?39.637GW。德國(guó)光伏裝機(jī)量占全球光伏裝機(jī)量的25.7%。相比之下，其他國(guó)家如日本、中國(guó)及美國(guó)，截至2013年光伏裝機(jī)量均遠(yuǎn)不及德國(guó)。
通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知，截至2013年，德國(guó)光伏發(fā)電量及累計(jì)裝機(jī)量均位居世界首位且約占全球1/4，領(lǐng)先其他任何國(guó)家。而就德國(guó)電力供應(yīng)而言，2013年德國(guó)國(guó)內(nèi)140萬(wàn)個(gè)光伏電站產(chǎn)生的30TWh電量占全國(guó)當(dāng)年用電總量的5.7%。在晴朗的工作日，光伏發(fā)電能覆蓋35%的瞬時(shí)電力供應(yīng)；而在晴朗的周末及假日，光伏發(fā)電可提供最多50%的電力供應(yīng)。在政策層面上，德國(guó)政府2020年可再生能源占總能源消耗35%的目標(biāo)還將重點(diǎn)依靠光伏發(fā)電完成。因?yàn)橄噍^于光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電尤其是離岸風(fēng)電，目前已落后于既定目標(biāo)。
2、德國(guó)分布式光伏發(fā)電
目前在世界范圍內(nèi)，光伏發(fā)電技術(shù)主要分為大型地面式光伏電站和屋頂分布式光伏發(fā)電兩大類。相較于地面集中式光伏電站，屋頂分布式發(fā)電以其裝機(jī)量大小靈活、成本相對(duì)較低及距離用電負(fù)載近等優(yōu)點(diǎn)，近幾年備受人們重視。
由圖3可知，截至2013年，相較于保加利亞、西班牙等國(guó)大型地面集中式光伏電站占光伏裝機(jī)量80%以上，以德國(guó)為代表如瑞士和奧地利等國(guó)屋頂分布式光伏發(fā)電裝機(jī)占比近80%。具體就德國(guó)而言，居民屋頂分布式光伏電站占總裝機(jī)量的12%，商業(yè)屋頂分布式光伏電站占53%，工業(yè)屋頂分布式光伏電站占10%，大型地面集中式電站只占25%。
3、德國(guó)可再生能源法案
3.1、可再生能源法案主要內(nèi)容
德國(guó)為了保持其國(guó)內(nèi)能源的持續(xù)供應(yīng)力及改善國(guó)內(nèi)自然環(huán)境，于2000年實(shí)施了可再生能源法。2014年8月最新修訂的法案規(guī)定，截至2025年德國(guó)國(guó)內(nèi)40%～45%的電力消耗由可再生能源提供，截至2035年這一數(shù)字為55%～65%，截至2050年這一數(shù)字將達(dá)到80%。該法案被看作是德國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展的原動(dòng)力，主要內(nèi)容包括：優(yōu)先接入電網(wǎng)的權(quán)利、長(zhǎng)期的高于市場(chǎng)價(jià)的固定上網(wǎng)電價(jià)，以及對(duì)用戶收取可再生能源法附加費(fèi)以進(jìn)行發(fā)電成本的再分擔(dān)。
據(jù)2014年8月德國(guó)修訂后的該案，包括光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源繼續(xù)享有在經(jīng)濟(jì)允許的范圍內(nèi)優(yōu)先接入電網(wǎng)的權(quán)利[7]。由于并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)的主要收益來(lái)自于接入電網(wǎng)所獲得的上網(wǎng)電價(jià)，所以優(yōu)先上網(wǎng)權(quán)為光伏發(fā)電在德國(guó)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?？稍偕茉捶ò敢?guī)定光伏電站從并網(wǎng)發(fā)電開(kāi)始20年內(nèi)享有高于市場(chǎng)價(jià)格的固定上網(wǎng)電價(jià)，具體的上網(wǎng)電價(jià)則根據(jù)電站裝機(jī)容量及電站開(kāi)始運(yùn)營(yíng)時(shí)的上網(wǎng)電價(jià)衰減情況而定。上網(wǎng)電價(jià)由德國(guó)政府制定，逐年逐季度逐月衰減下降。下降的目的在于刺激光伏發(fā)電成本的下降及鼓勵(lì)新技術(shù)的運(yùn)用。電站開(kāi)始運(yùn)營(yíng)時(shí)所適用的上網(wǎng)電價(jià)即為此后20年的上網(wǎng)電價(jià)。表1為2013-01-01～2014-01-01德國(guó)光伏發(fā)電固定上網(wǎng)電價(jià)情況。
從表1可看出，2013年德國(guó)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)隨時(shí)間推移逐步衰減下降。這樣的衰減模式可促使人們更積極建設(shè)光伏電站，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)越早收益越高。此外，隨著光伏電站裝機(jī)量的增加，上網(wǎng)電價(jià)也呈下降趨勢(shì)，這是由于裝機(jī)量相對(duì)較大的光伏電站每度電的發(fā)電成本比小型電站要低，因此上網(wǎng)電價(jià)也相對(duì)較低。在2014年8月該法案的修訂版中，光伏發(fā)電20年固定上網(wǎng)電價(jià)政策將繼續(xù)保留，這對(duì)于吸引更多資本進(jìn)入光伏發(fā)電行業(yè)有決定性作用。高于市場(chǎng)價(jià)的上網(wǎng)電價(jià)可保證光伏投資者獲得收益，20年不變的固定電價(jià)可確保投資者在光伏電站壽命周期內(nèi)的大部分時(shí)間內(nèi)擁有穩(wěn)定收益。如此一來(lái)，投資者可使用更加準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)輸入條件來(lái)確定光伏電站的經(jīng)濟(jì)收益，以決定是否進(jìn)行投資。而可再生能源法附加費(fèi)是指電力公司在向電力終端用戶征收電費(fèi)時(shí)，會(huì)額外收取一部分電費(fèi)用于對(duì)可再生能源的補(bǔ)貼。
具體做法為：首先，德國(guó)電力公司會(huì)依據(jù)高于市場(chǎng)價(jià)的固定上網(wǎng)電價(jià)無(wú)條件購(gòu)買(mǎi)可再生能源產(chǎn)生的所有電；其次，德國(guó)4大輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向電力公司購(gòu)買(mǎi)電力并對(duì)電力公司進(jìn)行補(bǔ)償；最后，根據(jù)2009年修訂后的可再生能源法案規(guī)定，德國(guó)4大輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商將電力放到歐洲能源交易所的即期市場(chǎng)，面對(duì)最終消費(fèi)者的能源供應(yīng)公司，通過(guò)能源交易所即期市場(chǎng)以相對(duì)較低成本取得電力并最終賣給終端消費(fèi)者。由于德國(guó)4大輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在這一系列環(huán)節(jié)中主要承擔(dān)可再生能源發(fā)電成本，因此面對(duì)終端消費(fèi)者征收的可再生能源法附加費(fèi)由這4家公司制定并由能源供應(yīng)公司執(zhí)行。值得一提的是，對(duì)于能耗密集型電力消費(fèi)者（如大工廠及大型企業(yè)）所需支付的可再生能源法附加費(fèi)，輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商設(shè)置了繳費(fèi)上限或直接予以免除。
3.2、可再生能源法案帶來(lái)的問(wèn)題
可再生能源法案的實(shí)施在促進(jìn)德國(guó)光伏發(fā)電迅速發(fā)展的同時(shí)，也給德國(guó)社會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，其中最主要的影響來(lái)自于對(duì)終端電力消費(fèi)者可再生能源法附加費(fèi)的征收。在德國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)中，政府規(guī)定征收附加費(fèi)的初衷在于降低光伏發(fā)電成本，但實(shí)際上這種做法將光伏發(fā)電成本直接轉(zhuǎn)嫁給電力終端消費(fèi)者。另外，德國(guó)輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)于能耗密集型電力消費(fèi)者可再生能源法附加費(fèi)的減免，等于是普通居民消費(fèi)者需支付更高的附加費(fèi)以分擔(dān)光伏發(fā)電的成本。
事實(shí)上，德國(guó)居民正在承受著全歐洲最昂貴的電價(jià)。根據(jù)歐盟統(tǒng)計(jì)局2013年歐洲各國(guó)電價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，德國(guó)居民電價(jià)為0.292歐元/kWh，工業(yè)電價(jià)為0.143歐元/kWh；相比之下，歐盟28個(gè)成員國(guó)平均居民電價(jià)為0.199歐元/kWh，工業(yè)電價(jià)為0.120歐元/kWh。通過(guò)數(shù)據(jù)可看出，德國(guó)居民承受著比歐盟平均水平高出一半的居民電價(jià)，而德國(guó)工業(yè)電價(jià)只有居民電價(jià)一半左右，這種居民電價(jià)與工業(yè)電價(jià)的差異正是由于可再生能源附加費(fèi)的征收與減免導(dǎo)致的。
據(jù)調(diào)查顯示，16%的德國(guó)居民正在經(jīng)歷著能源貧困。能源貧困定義為居民花費(fèi)在能源消耗上的支出占其凈收入的10%以上。德國(guó)政府為了鼓勵(lì)可再生能源尤其是光伏發(fā)電的發(fā)展，對(duì)居民收取的可再生能源附加費(fèi)正是造成能源貧困的重要原因。事實(shí)上，這種能源貧困正在德國(guó)蔓延并加劇。德國(guó)可再生能源附加費(fèi)在2014年為6.420歐分/kWh，相較于2013年的5.277歐分/kWh增長(zhǎng)了21%。然而，扶持可再生能源的成本在2014年比2013年只增長(zhǎng)了6.3%。德國(guó)收取的6.420歐分/kWh的附加費(fèi)中只有2.54歐分真正用于補(bǔ)貼可再生能源發(fā)電成本。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可看出，德國(guó)收取的可再生能源附加費(fèi)已偏離其降低包括光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源技術(shù)發(fā)電成本的初衷。
可再生能源附加費(fèi)在2014年大幅增長(zhǎng)的主要原因?yàn)椋?）光伏發(fā)電的大量并網(wǎng)導(dǎo)致零售電價(jià)的下跌。光伏發(fā)電技術(shù)在運(yùn)行周期內(nèi)沒(méi)有燃料成本。根據(jù)價(jià)格秩序效應(yīng)，光伏發(fā)電接近零的發(fā)電邊際成本降低了整個(gè)市場(chǎng)的電價(jià)。電價(jià)的下降促使德國(guó)輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商需征收更高的附加費(fèi)以填補(bǔ)電價(jià)下跌帶來(lái)的虧損。2）擁有可再生能源附加費(fèi)豁免權(quán)的企業(yè)數(shù)量正在增加。2011年德國(guó)只有603家企業(yè)擁有豁免權(quán)，而這一數(shù)字在2013年增加為1691家。3）德國(guó)在2013年1月引入了上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)溢價(jià)模型。目前有10%的光伏電站利用這一模型以高于固定上網(wǎng)電價(jià)的價(jià)格并網(wǎng)發(fā)電。這一部分的差價(jià)最終也要通過(guò)可再生能源附加費(fèi)的增加來(lái)彌補(bǔ)。
4、德國(guó)光伏發(fā)電前景
德國(guó)的光伏發(fā)電發(fā)展勢(shì)頭良好。但目前由于可再生能源法案的實(shí)施將光伏發(fā)電的成本轉(zhuǎn)嫁給了居民，使居民陷入能源貧困的境地。對(duì)此，德國(guó)政府需找到切實(shí)可行的方法實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電成本的合理分配，德國(guó)光伏發(fā)電前景在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)是光明的。
歐洲光伏行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的一份關(guān)于全球光伏市場(chǎng)未來(lái)展望的報(bào)告中一共采用了3種不同的預(yù)測(cè)模型，不同國(guó)家根據(jù)其光伏發(fā)電發(fā)展情況適用于不同模型。其中歐洲各國(guó)只有德國(guó)與英國(guó)兩個(gè)國(guó)家適用于最有利于光伏發(fā)電發(fā)展的模式——轉(zhuǎn)移模型。在這種模型下所有政策與技術(shù)障礙都被移除，并且預(yù)計(jì)截至2020年全歐洲12%的電力供應(yīng)來(lái)自于光伏發(fā)電。根據(jù)此模型預(yù)測(cè)，截至2020年德國(guó)光伏發(fā)電年均裝機(jī)量將達(dá)5.9GW，光伏發(fā)電裝機(jī)總量將可達(dá)80GW。相比之下，德國(guó)政府根據(jù)國(guó)內(nèi)自身光伏發(fā)電發(fā)展情況制定的可再生能源計(jì)劃行動(dòng)2020年目標(biāo)相對(duì)偏低。根據(jù)此行動(dòng)計(jì)劃，2020年德國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)總量為51.8GW。歐洲光伏行業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)德國(guó)目前光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)這份計(jì)劃進(jìn)行了評(píng)估，認(rèn)為德國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展勢(shì)頭良好，預(yù)計(jì)在2016～2020年間德國(guó)將會(huì)實(shí)現(xiàn)該計(jì)劃目標(biāo)。
5、德國(guó)光伏發(fā)電帶來(lái)的啟示
德國(guó)的光伏發(fā)電發(fā)展在全世界范圍內(nèi)起到了示范性的作用。具體來(lái)講，德國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展路線為：在光伏發(fā)電早期，整個(gè)光伏發(fā)電行業(yè)由政府主導(dǎo)，政府通過(guò)立法強(qiáng)制補(bǔ)貼等措施通過(guò)保障光伏發(fā)電從業(yè)者的利益并促進(jìn)整個(gè)行業(yè)發(fā)展；之后隨著技術(shù)的進(jìn)步，光伏發(fā)電的成本逐年降低，政府通過(guò)對(duì)相關(guān)法案的修訂將補(bǔ)貼逐年降低，使整個(gè)行業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化。另外，通過(guò)表1中精細(xì)化的電價(jià)可看出，德國(guó)光伏發(fā)電主要向分布式發(fā)電傾斜（容量低的光伏電站補(bǔ)貼高）。作為同樣大力發(fā)展光伏發(fā)電的中國(guó)，德國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)可帶來(lái)很多啟示。
首先，光伏行業(yè)發(fā)展初期，政府應(yīng)起主導(dǎo)作用。國(guó)家政策的導(dǎo)向是決定一個(gè)行業(yè)興衰的關(guān)鍵。德國(guó)正是由于其2000年可再生能源法案的實(shí)施才推動(dòng)了整個(gè)光伏行業(yè)的發(fā)展。在這一點(diǎn)上，中國(guó)政府也做了很多工作。中國(guó)政府近幾年也開(kāi)始明確光伏發(fā)電作為國(guó)家重要的戰(zhàn)略性新興發(fā)電的地位。國(guó)家能源局在2014年9月、10月連續(xù)兩個(gè)月發(fā)文確立了光伏發(fā)電在發(fā)電升級(jí)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)以及防治大氣污染方面的重大戰(zhàn)略意義。中國(guó)政府對(duì)于光伏發(fā)電的發(fā)展明確地表達(dá)支持態(tài)度，起到了應(yīng)有的主導(dǎo)作用。
其次，由于光伏發(fā)電技術(shù)尚未成熟，導(dǎo)致發(fā)電成本相對(duì)于傳統(tǒng)能源較高，政府應(yīng)提供強(qiáng)有力的補(bǔ)貼政策來(lái)促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。德國(guó)可再生能源法案規(guī)定的20年固定上網(wǎng)電價(jià)就是對(duì)光伏發(fā)電行業(yè)最強(qiáng)有力的補(bǔ)貼政策。中國(guó)政府在2009～2012年期間，由財(cái)政部、科技部及國(guó)家能源局發(fā)起的“金太陽(yáng)示范工程”承諾政府會(huì)在光伏電站建設(shè)期間根據(jù)裝機(jī)容量給予適當(dāng)補(bǔ)貼[13]。2013年至今，國(guó)家能源局實(shí)施在分布式光伏建設(shè)期間不進(jìn)行補(bǔ)貼、但對(duì)分布式光伏電站按發(fā)電量進(jìn)行0.42元/kWh的補(bǔ)貼政策。
