中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：棄核、風(fēng)電、光伏、新能源、分布式……任何一個(gè)關(guān)鍵詞都指向素有歐洲心臟之稱的德國(guó)。而在被賦予新能源發(fā)展“急先鋒”、“標(biāo)桿”、“榜樣”等光環(huán)后，質(zhì)疑和批評(píng)之聲也不絕于耳。我們對(duì)正反雙方的觀點(diǎn)進(jìn)行了梳理，同時(shí)也推薦一篇很具有代表性的評(píng)論文章。
德國(guó)是世界上第一個(gè)采用固定上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制（FIT，我國(guó)通常稱為標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)）支持新能源發(fā)展的國(guó)家。2000年，德國(guó)頒布世界上第一部《可再生能源法》，隨后又根據(jù)形勢(shì)變化，先后進(jìn)行了四次大規(guī)模修訂。德國(guó)新能源政策也對(duì)其他國(guó)家產(chǎn)生了示范效應(yīng)，其影響早已超出了德國(guó)本身。然而近一段時(shí)間以來，針對(duì)德國(guó)光伏政策的批評(píng)聲音不絕于耳。
批評(píng)之一：德國(guó)光照條件極差，光伏發(fā)電不具有經(jīng)濟(jì)性
批評(píng)者認(rèn)為，德國(guó)太陽(yáng)能輻射量很低，光伏發(fā)電的年滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)只有800小時(shí)左右（美國(guó)幾乎是德國(guó)的兩倍），折算成容量因數(shù)只有9%。雖然德國(guó)光伏單位造價(jià)只有美國(guó)的一半，但由于利用小時(shí)數(shù)低，最終的度電成本兩國(guó)幾乎持平，從而導(dǎo)致德國(guó)是“高裝機(jī)容量、低發(fā)電量”。由于度電成本很高，德國(guó)需要為光伏提供大量補(bǔ)貼，而這些補(bǔ)貼最終是由用戶承擔(dān)，使得德國(guó)電價(jià)飆升，成為歐盟僅次于丹麥的第二高電價(jià)國(guó)家?！局С终哒J(rèn)為，以上都是事實(shí)，但是有一點(diǎn)，正是德國(guó)過去幾年這種近乎“自我犧牲”式的精神，才使得全球光伏發(fā)電成本快速下降，為光伏發(fā)電在其他國(guó)家的大規(guī)模發(fā)展創(chuàng)造了條件?！?
批評(píng)之二：光伏發(fā)電波動(dòng)性強(qiáng)，光伏補(bǔ)貼大量流向鄰國(guó)
這一條批評(píng)似曾相識(shí)，沒錯(cuò)，丹麥用本國(guó)得到補(bǔ)貼的高價(jià)風(fēng)電置換北歐挪威廉價(jià)水電的事實(shí)也曾受到丹麥本國(guó)某些利益團(tuán)體的批評(píng)和質(zhì)疑，正反雙方還發(fā)生過激烈的筆戰(zhàn)。德國(guó)光伏現(xiàn)在也面臨這一困境。中午是德國(guó)光伏大發(fā)時(shí)段，由于光伏在電力市場(chǎng)上邊際成本最低，并且具有優(yōu)先調(diào)度權(quán)，當(dāng)中午大量光伏上網(wǎng)之后，德國(guó)電力市場(chǎng)就會(huì)供過于求，市場(chǎng)電價(jià)大幅降低，甚至在某些時(shí)段可能出現(xiàn)“負(fù)電價(jià)”。出現(xiàn)負(fù)電價(jià)，意味著如果發(fā)電商想要繼續(xù)發(fā)電，就要反向給用戶付費(fèi)。在供過于求的情況下，德國(guó)電力以非常低的價(jià)格甚至負(fù)電價(jià)向周邊國(guó)家輸送，這就相當(dāng)于德國(guó)對(duì)光伏的補(bǔ)貼隨著外送電量流向鄰國(guó)。【支持者認(rèn)為，此話雖不假，但需要考慮是從哪個(gè)角度看。對(duì)德國(guó)而言，可能的確意味著國(guó)家財(cái)富的損失，但是對(duì)一體化進(jìn)程中的歐盟整體而言，福利是增加了呢，還是減少了呢，這個(gè)還需要進(jìn)一步研究分析?！?
批評(píng)之三：光伏發(fā)電是上來了，而煤電卻在逆襲
德國(guó)煤電逆襲也是前段時(shí)間媒體熱議的話題。德國(guó)已經(jīng)決定棄核，而且并不像有些人分析的那樣以后還能改變，開弓沒有回頭箭。占國(guó)內(nèi)發(fā)電量10%以上的核電沒有了之后，靠什么來彌補(bǔ)呢?風(fēng)電和光伏等新能源是首選，但現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的事實(shí)卻是：美國(guó)大量廉價(jià)煤炭涌入歐洲，德國(guó)煤電經(jīng)濟(jì)性很好，煤電還可以承擔(dān)調(diào)峰服務(wù)，因此出現(xiàn)了煤電“不降反增”的“奇觀”，由此導(dǎo)致碳排放量也上來了，發(fā)展新能源的減排量并不能抵消煤電增加的碳排放量?！具@一點(diǎn)，也許是“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略制定者也始料未及的。德國(guó)煤電的復(fù)蘇，從目前來看，是有其特殊時(shí)空條件的，但是煤電復(fù)蘇也是市場(chǎng)選擇的結(jié)果。】
當(dāng)然，對(duì)德國(guó)光伏政策批評(píng)的方面還遠(yuǎn)不止于此，比如常規(guī)電源要頻繁升降出力，導(dǎo)致運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性明顯下降，煤電煤耗增加等等。在各種文獻(xiàn)中，最有代表性的文章是美國(guó)人RyanCarlyle所寫的《Should Other Nations Follow Germany’s Lead On Promoting Solar Power?》。
我們也發(fā)現(xiàn)，在對(duì)德國(guó)光伏政策進(jìn)行批評(píng)的聲音中，自然不乏德國(guó)人的自我批判，但批評(píng)德國(guó)最為激烈最為積極的是美國(guó)人。究其背后原因，恐怕與美國(guó)人崇尚自由市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、反對(duì)政府通過補(bǔ)貼實(shí)施干預(yù)的理念不無關(guān)系。在美國(guó)人看來，新能源能不能發(fā)展，關(guān)鍵取決于新能源自身是否具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一切以成本效益為導(dǎo)向。在這一點(diǎn)上，似乎就與德國(guó)所謂“社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”理念有所區(qū)別了。光伏乃至新能源該不該發(fā)展?如何發(fā)展?德國(guó)人在反思，我國(guó)“十三五”規(guī)劃在即，我國(guó)新能源又該何去何從？無論怎樣，對(duì)能源演進(jìn)規(guī)律和歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的認(rèn)識(shí)和把握，總能讓我們少一些一葉障目。
難道德國(guó)真的是光伏發(fā)展的榜樣嗎？
回答顯然是“不”。
太陽(yáng)能本身是有益的技術(shù)，但德國(guó)的可再生能源政策是一個(gè)災(zāi)難。因?yàn)樗鼘?duì)消費(fèi)者不利，對(duì)制造商不利，對(duì)環(huán)境不利。
僅僅家用太陽(yáng)能擁有者和太陽(yáng)能板安裝企業(yè)從中獲利，而德國(guó)媒體和公眾卻越來越反對(duì)和不滿光伏的發(fā)展。
我很驚訝地發(fā)現(xiàn)德國(guó)那些世界著名的能源政策是如此的無用、昂貴和低效。這對(duì)德國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重的問題，對(duì)世界其他想要仿效德國(guó)的國(guó)家和地區(qū)更是嚴(yán)重的問題。大概在去年，政策失敗的影響開始擴(kuò)大。所以我原諒可再生能源支持者們，因?yàn)樗麄冞^去不能意識(shí)到這些問題。但是現(xiàn)在是時(shí)候?qū)ⅰ熬G色運(yùn)動(dòng)”180度轉(zhuǎn)彎了。
首先我列舉一些糟糕的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：
德國(guó)被廣泛地認(rèn)為是太陽(yáng)能領(lǐng)域的全球領(lǐng)袖。它的太陽(yáng)能裝機(jī)容量占全球的三分之一以上。德國(guó)與資源豐富、補(bǔ)貼豐厚、能源成本高的加州相比，擁有兩倍以上的人均裝機(jī)量。
德國(guó)的居民用電成本大約是$0.34/kWh，是全球最高水平之一。其中大約$0.07/kWh直接用于補(bǔ)貼可再生能源，而這甚至比歐洲的批發(fā)電價(jià)更高。（這意味著他們不如用更少的花銷從法國(guó)和丹麥購(gòu)買零碳電力。）每年超過30萬戶用戶因?yàn)樨?fù)擔(dān)不起電費(fèi)而不得不停電。許多人抱怨由于商業(yè)電價(jià)免稅政策而導(dǎo)致居民電價(jià)太高，但是即便剔除這些，他們每個(gè)月頂多可以節(jié)省不到一歐元。政府預(yù)計(jì)電費(fèi)到2020年將會(huì)再增長(zhǎng)40%。
由于過高的上網(wǎng)電價(jià)和電網(wǎng)運(yùn)行管理問題，德國(guó)的供電公司和納稅人損失了大量金錢。環(huán)境部部長(zhǎng)說如果不收縮項(xiàng)目規(guī)模，在未來二十年成本將達(dá)到一萬億歐元。這個(gè)數(shù)額還沒有包括已經(jīng)花費(fèi)的幾千億。西門子估算到2050年能源轉(zhuǎn)型政策的直接成本將達(dá)到4.5萬億美元，相當(dāng)于德國(guó)50年GDP總和的2.5%。這還沒有包括高能源價(jià)格帶來的經(jīng)濟(jì)損失，這很難量化，但是一定是影響很大。
讓人氣餒的是，最新數(shù)據(jù)表明盡管經(jīng)濟(jì)發(fā)展平穩(wěn)，并且人口逐漸減少，德國(guó)的碳排放和對(duì)全球氣候變暖的影響卻在增長(zhǎng)。這是因?yàn)殄e(cuò)誤的可再生能源優(yōu)先的市場(chǎng)機(jī)制，這個(gè)機(jī)制自相矛盾地推動(dòng)了煤電的發(fā)展。大規(guī)模光伏發(fā)電在沒有儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)有一個(gè)明顯缺點(diǎn)，是它每天僅工作5到10個(gè)小時(shí)。電力供需必須瞬時(shí)平衡。德國(guó)在夏季白天利用越多的太陽(yáng)能，則在夜間和冬季需要越多的煤電。因?yàn)榘滋焯?yáng)能的大量發(fā)電使得基荷核電不能運(yùn)行，并使得調(diào)峰氣電非常不經(jīng)濟(jì)，甚至也使得抽水蓄能電站運(yùn)行非常不經(jīng)濟(jì)。煤電是唯一的沒有補(bǔ)貼且尚未虧本的技術(shù)。因此電力企業(yè)必須要做出選擇，煤電，或者停止供電，或者破產(chǎn)。
下面我要講述許多內(nèi)在相關(guān)的問題。
問題1：在錯(cuò)誤的地方、用錯(cuò)誤的技術(shù)開展綠色革命
可再生能源擁護(hù)者一直認(rèn)為德國(guó)是大規(guī)模屋頂光伏切實(shí)可行的成功例子。但問題是，德國(guó)的光伏政策是失敗的。德國(guó)的晴朗天氣比較少，漢諾威一年中三分之一的時(shí)間是多云，不適宜安裝太陽(yáng)能電池板。
年太陽(yáng)能輻射量
阿爾卑斯山脈阻擋了清晨的陽(yáng)光。德國(guó)的太陽(yáng)能資源情況同美國(guó)的阿拉斯加差不多，甚至比西雅圖更加差。
考慮到德國(guó)的天氣，用太陽(yáng)能發(fā)電簡(jiǎn)直是最糟糕的選擇。
太陽(yáng)能輻射地圖
許多人認(rèn)為，如果德國(guó)在太陽(yáng)能上進(jìn)行大量投資，美國(guó)也應(yīng)該安裝大量的太陽(yáng)能電池板。我認(rèn)為應(yīng)該反過來思考，即使配有豐厚的補(bǔ)貼、世界上最好的太陽(yáng)能資源，美國(guó)的太陽(yáng)能利用還進(jìn)展得如此緩慢，那么德國(guó)的太陽(yáng)能利用就更應(yīng)該少一點(diǎn)。正因?yàn)榈聡?guó)的市場(chǎng)被嚴(yán)重地扭曲，所以他們才追求如此不理想的能源政策。
歡迎你不同意我的觀點(diǎn)，那最簡(jiǎn)單的證據(jù)是容量因數(shù)。受日照小時(shí)數(shù)影響，光伏的容量因數(shù)低于50%，而且如果考慮云層、黎明、黃昏和非最優(yōu)的安裝，美國(guó)大陸的平均容量因數(shù)是18%。與之對(duì)比，德國(guó)2011年太陽(yáng)能容量因數(shù)小于9%。
目前德國(guó)居民太陽(yáng)能電池板安裝成本大約是$2.25/瓦，而美國(guó)是$5/瓦。但是德國(guó)的光伏年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)少于美國(guó)的一半，所以美國(guó)和德國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電成本幾乎持平。加州和德國(guó)的投資回收期基本一樣。許多人抱怨美國(guó)的成本高導(dǎo)致裝機(jī)量太少，但是僅僅經(jīng)濟(jì)性原因并不能解釋裝機(jī)增速的不同。
為什么德國(guó)的人均裝機(jī)量是美國(guó)的16倍呢？原因是在德國(guó)獲取裝機(jī)許可比較容易。我不認(rèn)為德國(guó)民眾比世界其他民眾擁有更多的環(huán)保意識(shí)。對(duì)于寒冷、光照弱、極少白天空調(diào)需求的德國(guó)，太陽(yáng)能并不是適合的能源技術(shù)。在美國(guó)的菲尼克斯和亞利桑那州，太陽(yáng)能技術(shù)是合適的，但是在法蘭克福不合適。因此我的結(jié)論是德國(guó)太陽(yáng)能快速發(fā)展是受政治扭曲的影響。太陽(yáng)能發(fā)展沒有做好經(jīng)濟(jì)性論證，在沒有大量政治干預(yù)的情況下它不可能繼續(xù)。
許多人驚訝于德國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電其實(shí)僅占全部發(fā)電量的4.6%，占全部能源供應(yīng)量的2.0%。因?yàn)樗械男侣勵(lì)^條都報(bào)道夏季高峰時(shí)段太陽(yáng)能發(fā)電量占到50%。所以說光伏太陽(yáng)能是一種低效的大規(guī)模供電方式。用相同的成本，人們可以利用最新核電技術(shù)產(chǎn)生至少四倍的電量，且同樣零碳排放。出于很多的原因，核能是一個(gè)更好的選擇。
未來五年，隨著新增光伏機(jī)組的補(bǔ)貼逐漸減少，太陽(yáng)能增長(zhǎng)趨勢(shì)將開始扭轉(zhuǎn)。裝機(jī)增速已經(jīng)達(dá)到頂峰，正在開始下降。盡管組件和安裝成本降低，當(dāng)補(bǔ)貼停止的時(shí)候大部分新項(xiàng)目也將會(huì)停止。光伏已經(jīng)進(jìn)入了下降通道。
所有的光伏支持者在繪制光伏發(fā)展曲線時(shí)候，只繪制到2011年。因?yàn)?011年是光伏快速發(fā)展的最后一年。根據(jù)2013年的數(shù)據(jù)和官方預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，光伏曲線已經(jīng)不再是一條快速發(fā)展曲線。和所有其他技術(shù)一樣，它變成S曲線，畢竟世界上沒有無限快速增長(zhǎng)的技術(shù)。
需要注意的是裝機(jī)量與實(shí)際發(fā)電量歷史曲線的不同。綠色媒體只報(bào)道光伏的裝機(jī)容量或者夏季晴朗天氣發(fā)電比重。這兩個(gè)值需要除以10得到全年的情況才算客觀。
事實(shí)上，盡管太陽(yáng)能獲得了更多的政府支持，但它相對(duì)于傳統(tǒng)能源的增長(zhǎng)更緩慢。這幅圖顯示每種能源技術(shù)達(dá)到總能源供應(yīng)1%以后第一個(gè)十年發(fā)展情況。（注：縱坐標(biāo)是每種能源技術(shù)供能量占總能源供應(yīng)的比重，三種技術(shù)均從1%起始；橫坐標(biāo)是到達(dá)1%后的年份，從第一年到第十年，天然氣的起始年份是1965年，核能的起始年份是1974年，太陽(yáng)能的起始年份是2001年）
可再生能源中只有四分之一是太陽(yáng)能（主要是生物質(zhì)能、風(fēng)能和垃圾焚燒）。所以2001-2011年太陽(yáng)能真實(shí)增長(zhǎng)速度只有1974-1984年核能增速的1/4，只有1965-1975年天然氣增速的1/6。
當(dāng)一個(gè)新能源技術(shù)比舊技術(shù)更好時(shí)，它會(huì)快速發(fā)展。但是太陽(yáng)能沒有做到，即便它已經(jīng)獲得大量政府支持。
所有這些意味著如果沒有政府支持，光伏不可能是并網(wǎng)發(fā)電的主要電源。目前德國(guó)向其他能源技術(shù)征稅，以便給太陽(yáng)能提供大量補(bǔ)貼，使得太陽(yáng)能具備了經(jīng)濟(jì)性。電力企業(yè)被迫以數(shù)倍于市場(chǎng)電價(jià)的價(jià)格從分布式光伏發(fā)電用戶購(gòu)買電力，這產(chǎn)生了大量的損失。德國(guó)可再生能源法案僅僅在2013年8月就給電網(wǎng)公司造成直接經(jīng)濟(jì)損失5.40億歐元。（譯者注：此處是可再生能源附加費(fèi)不足造成的電網(wǎng)公司虧損，根據(jù)德國(guó)可再生能源政策，將在下一年度通過提高可再生能源附加費(fèi)來彌補(bǔ)電網(wǎng)公司虧損。）這是巨額的財(cái)富轉(zhuǎn)移。從電力公司（電網(wǎng)運(yùn)行管理和傳統(tǒng)電源存在經(jīng)濟(jì)損失）和所有沒有安裝屋頂光伏的人們的口袋中轉(zhuǎn)移財(cái)富到擁有或者安裝太陽(yáng)能電池板的人們口袋里。所以這不僅僅是一個(gè)巨大的市場(chǎng)扭曲，還是對(duì)窮人的征稅。
政府設(shè)計(jì)了一個(gè)意圖很好但是不利的轉(zhuǎn)移機(jī)制，即財(cái)富從沒有太陽(yáng)能電池板的人轉(zhuǎn)移到擁有太陽(yáng)能電池板的人。這相當(dāng)于對(duì)沒有南面屋頂、或者不能初始投資、或者租賃房屋的人們征稅。面對(duì)迅速飛漲的能源價(jià)格和政府幾乎可以忽略的努力，福利申請(qǐng)者和老年人已經(jīng)深受打擊。甚至貧困群體不得不生活在黑暗中，以節(jié)省電費(fèi)。能源轉(zhuǎn)型不利于社會(huì)公平。
問題2：光伏供電的波動(dòng)性
太陽(yáng)能快速增長(zhǎng)所帶來的最有諷刺意味的問題是：供給過剩。當(dāng)然這是匪夷所思的，因?yàn)樘?yáng)能發(fā)電量占全部發(fā)電量低于5%，但是卻要為電力過剩負(fù)責(zé)。在夏天陽(yáng)光充足的下午，相比發(fā)電成本，德國(guó)光伏發(fā)電實(shí)際上是虧本的：2012年歐洲平均出口電價(jià)為0.056歐元/千瓦時(shí)，[18]但2000-2011年裝機(jī)的光伏發(fā)電平均度電成本為0.165歐元/千瓦時(shí)。[14]（最樂觀的條件是，光伏組件有40年使用壽命和10%的容量系數(shù)，則大約0.2歐元/千瓦時(shí)）在夏天陽(yáng)光充足的日子，火電的發(fā)電商不得不在高成本維持鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)，因而得到補(bǔ)償。
你可以說多余的太陽(yáng)能發(fā)電是免費(fèi)的，但是因?yàn)樘?yáng)能多發(fā)而降低出力或關(guān)停的火電卻是費(fèi)用高昂的。這意味著大規(guī)模光伏接入使得其他電源單位發(fā)電運(yùn)行成本更高。多余的太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)電力經(jīng)濟(jì)有很強(qiáng)的拉動(dòng)作用（譯者注：此句為作者反語(yǔ)）。因?yàn)槟惚緛碇挥弥Ц兑环N發(fā)電電源，而現(xiàn)在卻需要支付兩次——一次在陰天時(shí)傳統(tǒng)能源的峰值發(fā)電時(shí)，一次在晴天時(shí)太陽(yáng)能發(fā)電的峰值發(fā)電時(shí)——而后出口這些過剩的電力而獲得微薄的收益。
為什么德國(guó)要賠本出口電力呢？因?yàn)榭稍偕茉捶ú辉试S電網(wǎng)棄光。電網(wǎng)被強(qiáng)制支付光伏發(fā)電用戶高于市場(chǎng)價(jià)格的電價(jià)，同時(shí)，鄰國(guó)享受了整個(gè)歐盟的低電價(jià)，更沒有動(dòng)力去建設(shè)清潔能源了。這確實(shí)是一個(gè)浪費(fèi)的扭曲的能源政策。
電能的生產(chǎn)和消費(fèi)必須是同時(shí)的。大規(guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)目前并不成熟，成本過高。小規(guī)模的抽水蓄能電站可以很多，但歐洲和美國(guó)適合建抽蓄的廠址已經(jīng)用光了。目前唯一的大規(guī)模儲(chǔ)能計(jì)劃是使用電動(dòng)汽車。但是要滿足大規(guī)模光伏波動(dòng)，目前電動(dòng)汽車的量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果人們?cè)谙掳嗪蠼o汽車充電，一般太陽(yáng)已經(jīng)落山了，此時(shí)電力供需不匹配的情況會(huì)更糟糕。加州電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商最近表示日落是光伏發(fā)展的最大障礙。最典型的體現(xiàn)就是“鴨圖”（形狀像鴨子一樣的曲線）。圖中顯示傍晚時(shí)，光伏發(fā)電出力急劇下降，此時(shí)需要傳統(tǒng)電源以很大的爬坡率支撐負(fù)荷。（譯者注：“鴨圖”選自美國(guó)加州電網(wǎng)公司的報(bào)告Flexibility Resource Adequacy Criteriaand Must-Offer Obligation, Dec13,2012。圖中曲線由上至下代表加州2012年至2020年逐年的凈負(fù)荷，加州電網(wǎng)預(yù)測(cè)2015年可再生能源發(fā)電會(huì)有大幅增長(zhǎng)。凈負(fù)荷=用電負(fù)荷-風(fēng)電發(fā)電功率-光伏發(fā)電功率）
人們總是抱怨風(fēng)電不可靠，但當(dāng)在相當(dāng)大的區(qū)域有足夠的風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，從電網(wǎng)的層面總體來看，風(fēng)電出力是平滑的。但是所有太陽(yáng)能電池板將在同一時(shí)刻發(fā)電，意味著夜晚同時(shí)斷電，白天同時(shí)過剩。至少在炎熱的國(guó)家，白天空調(diào)負(fù)荷是與光伏發(fā)電時(shí)間匹配的。但是在德國(guó)并沒有大量使用空調(diào)，大規(guī)模光伏成了電網(wǎng)調(diào)度的噩夢(mèng)。由于能源轉(zhuǎn)型，德國(guó)電網(wǎng)的頻率/電壓的故障風(fēng)險(xiǎn)提高了三級(jí)。
德國(guó)不得不依靠鄰國(guó)的電網(wǎng)來消納本國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電，以維持電網(wǎng)平衡。夜晚光伏發(fā)電出力下降的速率快于其他電源出力上升的速率，這意味著人們下班后可能會(huì)停電，或者使用的電能來源于鄰國(guó)。下圖是德國(guó)一天的太陽(yáng)能發(fā)電曲線，顯示了德國(guó)凈進(jìn)出口電力隨著光伏波動(dòng)而變化。（注：凈進(jìn)出口電力在最靠近橫坐標(biāo)的位置）
如果德國(guó)鄰國(guó)也有那么多的太陽(yáng)能電池，則所有國(guó)家的電力將同時(shí)過?；蚨倘保罱K導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。歐盟電網(wǎng)整個(gè)的光伏接納能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于德國(guó)、西班牙目前達(dá)到的光伏接入水平。
光伏支持者總是說用戶需要改變他們的用電行為以匹配光伏發(fā)電，而不是讓光伏發(fā)電匹配用電行為。這也許可行，通過改變用電大戶比如電解鋁廠的用電行為，大約20%的負(fù)荷是可以轉(zhuǎn)移的。但是現(xiàn)代人有自己的作息規(guī)律，而且很難改變，大規(guī)模負(fù)荷很難轉(zhuǎn)移。不可能要求人們晚上不做飯或看電視，或者等待太陽(yáng)落山后三個(gè)小時(shí)再打開電燈。周末的用電負(fù)荷與工作日的用電負(fù)荷肯定會(huì)截然不同。
總之，光伏發(fā)電與負(fù)荷在時(shí)間上不匹配，這在很大程度上限制了電網(wǎng)接入光伏的比例。德國(guó)能接入光伏的比例上限大約是4%。他們現(xiàn)在正在尋找能夠更進(jìn)一步提高比例的措施。
問題3：光伏置換了錯(cuò)誤的能源
你可以注意到在日發(fā)電曲線圖中，當(dāng)光伏大發(fā)時(shí)，風(fēng)電壓低出力。用戶側(cè)的光伏相對(duì)地區(qū)內(nèi)的風(fēng)電具有優(yōu)先發(fā)電權(quán)。太陽(yáng)能發(fā)電實(shí)際上首先取代的是其他可再生能源發(fā)電。其次是取代燃?xì)獍l(fā)電和核電。
注意鋸齒狀的灰色代表傳統(tǒng)能源（煤、氣）發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電部分取代了每天承擔(dān)基荷的發(fā)電，看上去是取代了化石能源，但是長(zhǎng)期來看，是起到了相反的作用。（譯者注：按照德國(guó)政府目前的承諾，2020年德國(guó)將關(guān)停幾乎所有核電）
一般來說煤電和核電承擔(dān)基荷，他們單機(jī)容量大、效率高、成本低。但是基荷發(fā)電機(jī)加出力和減出力非常困難，而且成本很高。核電不可能隨著光伏的增減出力速度而相應(yīng)調(diào)節(jié)。需要許多天才能關(guān)停或重啟一個(gè)核電站，除法國(guó)以外，其他國(guó)家的核電并不參與調(diào)峰，所以核電出力不可能隨著太陽(yáng)能發(fā)電變化而波動(dòng)。供給不能匹配需求，最終導(dǎo)致供電短缺和過剩時(shí)有發(fā)生。
許多人以為德國(guó)因?yàn)楦u核事故正在減少核電比例，可惜德國(guó)沒有選擇。他們正在強(qiáng)迫停止使用核電，并用太陽(yáng)能取代，這是一個(gè)非常非常大的問題——德國(guó)的核電發(fā)電量是太陽(yáng)能發(fā)電的四倍，所以太陽(yáng)能并不能馬上補(bǔ)上核電的缺口。德國(guó)必須開發(fā)其他電源以彌補(bǔ)核電。
一般通過燃?xì)獍l(fā)電機(jī)來調(diào)峰。但是德國(guó)燃?xì)赓Y源較少，并且燃?xì)庹{(diào)峰成本也高，所以德國(guó)建立了更多的燃煤電廠，并重新開啟老的燃煤電廠。煤電很貴且效率低，但卻可以運(yùn)行一整夜并在需要減出力的時(shí)候減下去。煤電比核電具有很好的跟蹤負(fù)荷能力。德國(guó)的綠黨從70年代開始就在反對(duì)核電，并最終取得勝利。核電沒了，煤電又來了。
用煤電取代核電對(duì)環(huán)境保護(hù)而言必然是一個(gè)錯(cuò)誤的決定。核電比煤電清潔安全是無可置疑的。福島核電事故可以認(rèn)為是核電最嚴(yán)重的事故——一次超強(qiáng)的地震、前所未有的海嘯，七個(gè)反應(yīng)堆堆芯融化，三個(gè)氫站爆炸——但是沒有一個(gè)人員傷亡由核輻射導(dǎo)致的預(yù)期壽命下降率幾乎為零。甚至驚人的核災(zāi)難也對(duì)公眾幾乎無害。研究表明因撤退時(shí)的恐懼致死的人比呆在原地受輻射致死的比例還高。
對(duì)比來看，煤炭每年約殺死100萬人，它使得海洋里面充滿汞和砷，釋放更多的二氧化碳，也是工業(yè)化過程中破壞環(huán)境的最重要的原因。
光伏發(fā)電占電能總需求1-2%時(shí)，將意味著核電減少，火電增加。由此產(chǎn)生的環(huán)境損害可能完全超過光伏自身帶來的環(huán)境收益。各國(guó)需要避免建設(shè)大量的光伏，以免減少其他清潔能源的使用。當(dāng)光伏已經(jīng)發(fā)展到“鴨圖”階段時(shí)，有些事情開始變得糟糕了?？赡茏罱K的結(jié)果還不如開始什么都不做，就好像德國(guó)已經(jīng)在光伏發(fā)展中陷入兩難境地。
所以整個(gè)事情都很失敗。德國(guó)光伏正在傷害民眾和地球，而且還會(huì)加劇。
問題4：生物質(zhì)能源問題
以上圖中的生物質(zhì)能發(fā)電，實(shí)際上都是在燃煤電站中燃燒木材。德國(guó)38%的“可再生能源”來自于森林砍伐和從別國(guó)進(jìn)口木材。我們好像回到了中世紀(jì)。由于激進(jìn)的可再生能源目標(biāo)，以及歐盟的碳稅中認(rèn)為木材是碳中性的（譯者注：即樹木生命周期中，所吸收的二氧化碳和燃燒所排放的二氧化碳可以相抵），歐洲正在以一定的速度砍伐森林并把木材作為可再生能源燃燒。
環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)花了將近200年的時(shí)間對(duì)抗工業(yè)化過程中的森林退化，但這一目標(biāo)瞬間被虛偽的二氧化碳排放計(jì)算公式所打敗。公式中考慮是樹木整個(gè)的生長(zhǎng)周期，吸收和排放二氧化碳不是同時(shí)的，先吸收后排放。而不幸的是，現(xiàn)在燃燒木材使得樹木無法吸收二氧化碳而且還排放二氧化碳，其實(shí)燃燒木材比煤炭對(duì)環(huán)境的危害更大。未來的幾十年是人們減少二氧化碳排放，應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵時(shí)期，顯然砍伐樹木的想法是愚蠢的。
德國(guó)不得不為了達(dá)到可再生能源的發(fā)展目標(biāo)而破壞環(huán)境。他們已經(jīng)使得可再生能源不可持續(xù)。真是一部悲喜?。?
總結(jié)：德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的方式是非常不可取的，對(duì)錯(cuò)誤發(fā)電能源的激進(jìn)的目標(biāo)同時(shí)傷害了居民、商業(yè)和環(huán)境。
我并不是說我們應(yīng)該反對(duì)光伏，光伏應(yīng)該是我們發(fā)電電源中的一種。由于不適宜的氣候和扭曲的政策，德國(guó)在低光伏穿透率時(shí)就面對(duì)了諸多的問題，而其他國(guó)家可能要面對(duì)很高的穿透率。即便我們忽略發(fā)電成本，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理方面，光伏仍然有許多問題亟待解決。如：
不能夠建設(shè)太多光伏電站，因?yàn)槠渌娫吹呐榔侣薀o法跟上光伏的變化率。唯一針對(duì)大規(guī)模光伏能夠起作用的儲(chǔ)能技術(shù)還是一種非常不成熟的技術(shù)，不知道什么時(shí)候才能商業(yè)化。要達(dá)到50%的光伏穿透率基本是一個(gè)幻想，我們需要更現(xiàn)實(shí)地面對(duì)這一問題。
你不能強(qiáng)迫人們僅僅因?yàn)樗强稍偕亩ベ?gòu)買不需要的能源。制造光伏的能源和材料也是一種浪費(fèi)，并非純綠色。
我們必須吸取這些教訓(xùn)，不能對(duì)失敗視而不見。對(duì)可再生能源的一貫支持使得德國(guó)成為了世界可再生能源發(fā)展的引領(lǐng)者，他們重新定義了環(huán)保運(yùn)動(dòng)。不過德國(guó)的進(jìn)展事與愿違，而且給了反對(duì)者證據(jù)。我們必須停止夸贊德國(guó)為能源轉(zhuǎn)型榜樣，而應(yīng)該摸索更好的利用可再生能源的道路。
Ryan Carlyle
BSChE, Subsea Hydraulics Engineer
（作者是雪佛龍石油公司的水下鉆井工程師。畢業(yè)于密蘇里哥倫比亞大學(xué)，化學(xué)工程專業(yè)。）
