本文首發(fā)于《能源》雜志2017年1月5日。

導讀：不是能源轉型的所有問(wèn)題都構成最終的挑戰。只有在可再生能源發(fā)展高比重階段仍然存在，真正影響和妨礙能源成功轉型的問(wèn)題，才是真正的挑戰。德國能源轉型最終能否成功取決于其能否應對兩大挑戰。

從德國實(shí)踐看能源轉型的當前問(wèn)題與未來(lái)挑戰 

2000年以來(lái)，德國可再生能源發(fā)展一直保持較快增長(cháng)速度。2000-2015年間，德國一次能源中可再生能源份額從2.9%增加到12.5%，電力總消費中可再生能源份額從6.2%增加到32.6%， 分別增加了3.3倍和4.3倍。德國也因此而成為全球可再生能源發(fā)展的“模范生”。同時(shí)，德國能源轉型的“經(jīng)驗與啟示”成為國內學(xué)者關(guān)注話(huà)題。

然而，當跟隨者在積極“借鑒”和“推進(jìn)”時(shí)，作為“先行者”的德國已開(kāi)始面臨可再生能源快速發(fā)展中暴露的種種問(wèn)題。對跟隨者來(lái)說(shuō)，總結經(jīng)驗固然重要，但對可再生能源發(fā)展進(jìn)程中存在的問(wèn)題，以及未來(lái)將面臨何種挑戰研究更為重要。遺憾的是，混淆“問(wèn)題”與“挑戰”已經(jīng)成為當前德國能源轉型研究中的一個(gè)普遍現象。

 ▎德國能源轉型的階段：從1.0到4.0

德國可再生能源發(fā)展的最終目標是2050年實(shí)現總發(fā)電中可再生能源占80%以上。因此，目前德國可再生能源仍處于發(fā)展的初期階段。發(fā)展初期階段所暴露出來(lái)的問(wèn)題，大多是發(fā)展中的階段性問(wèn)題，并不一定是影響可再生能源未來(lái)高比例發(fā)展目標的“挑戰”。因此，研究能源轉型“挑戰”的第一個(gè)“挑戰”就是如何區分“問(wèn)題”與“挑戰”。也就是說(shuō)，按照什么樣的邏輯來(lái)區分“問(wèn)題”與“挑戰”。

通常情況下，我們討論某個(gè)研究主題時(shí)，不一定需要對“問(wèn)題”和“挑戰”作細致的區分：發(fā)展中遇到的種種“問(wèn)題”，多數也是繼續發(fā)展將面對的“挑戰”。這里之所以需要對“問(wèn)題”和“挑戰”作細致分區，從中識別出德國未來(lái)可再生能源發(fā)展面對的真實(shí)挑戰，是由于向可再生能源轉型這一主題特殊性使然。

可再生能源是與化石能源截然不同的能源品種，兩者之間差異遠遠大于它們同作為能源的共性。這種差異性，絕不僅僅體現在一個(gè)“可再生”，一個(gè)“不可再生”這一方面，更重要的是源自特性差異所導致的開(kāi)發(fā)、利用和服務(wù)模式的不同。從根本上說(shuō)，是可再生能源作為“新”的能源與現有能源系統的差異，以及由此產(chǎn)生的沖突和問(wèn)題。

根據德國制定的可再生能源發(fā)展目標規劃，全國總發(fā)電中可再生能源發(fā)電的比重2020年達到35%，2030年達到50%，2040年達到65%，2050年達到80%以上。根據這四個(gè)發(fā)展目標，筆者把德國能源轉型分為1.0、2.0、3.0和4.0四個(gè)階段（圖1）。2015年，德國可再生能源電力在電力總消費比重為32.6%。因此，目前德國處于能源轉型1.0階段。

圖1  德國能源轉型的四個(gè)階段：從1.0至4.0

在能源轉型的四個(gè)階段，會(huì )出現不同的問(wèn)題需要解決。這些問(wèn)題，有的只存在于1.0或2.0階段，并隨著(zhù)應對措施的出臺而消失；有的則可能是隨著(zhù)可再生能源發(fā)展規模提升而新出現的。比如，風(fēng)電和光伏發(fā)電成本高在能源轉型1.0階段可能是影響其發(fā)展的最大問(wèn)題之一，但到了能源轉型3.0階段隨著(zhù)風(fēng)電和光伏發(fā)電成本進(jìn)一步下降可能就不成為問(wèn)題了。因此，識別德國能源轉型的“真實(shí)挑戰”，就是從能源轉型1.0階段出現的各種問(wèn)題或者問(wèn)題的背后，找出真正妨礙和影響未來(lái)轉型推進(jìn)的真實(shí)因素。

▎當前德國能源轉型進(jìn)程中的四大問(wèn)題

在德國政府已經(jīng)堅定繼續走可再生能源轉型之路的背景下，有些政府已經(jīng)出臺相關(guān)措施有望解決的問(wèn)題，不應歸為能源轉型的“問(wèn)題”。比如德國電網(wǎng)與可再生能源發(fā)展不相匹配的問(wèn)題，政府不僅已經(jīng)意識到，而且從2011年以來(lái)一直采取正確的方式解決。

從這個(gè)角度看，當前德國能源轉型帶來(lái)的問(wèn)題主要有四個(gè)：轉型成本高，煤電和碳排放量不降反增，可再生能源導致電力批發(fā)價(jià)格持續下降的負面影響，以及能源轉型所導致的財富不公平轉移和能源貧困問(wèn)題。

1.向可再生能源轉型成本高且不斷增加

能源轉型的成本高且不斷增加可能是德國當前能源轉型面臨最主要問(wèn)題。能源轉型的成本如何度量并無(wú)統一標準，但其最直接的成本首先是對可再生能源的補貼成本。德國零售電價(jià)包含批發(fā)價(jià)格、電網(wǎng)并網(wǎng)費、增值稅、碳稅、可再生能源附加費等要素。可再生能源附加費是用來(lái)補償可再生能源電力的FIT超過(guò)市場(chǎng)批發(fā)電價(jià)的差額，這一差額主要由德國居民用戶(hù)分攤。在2000年前后，德國開(kāi)始征收附加費，由每千瓦時(shí)不足1歐分，到2015年增至6.3歐分/千瓦時(shí)。

風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和生物質(zhì)等可再生能源規模發(fā)電量的增加，以及可再生能源附加費的不斷上漲，兩個(gè)因素共同作用導致德國電價(jià)持續上漲。據德國聯(lián)邦能源和水資源協(xié)會(huì )（BDEW）的統計數據，2000-2015年，德國平均居民電價(jià)從13.64歐分/千瓦時(shí)上升到29.46歐分/千瓦時(shí)，上漲幅度高達116%；同期企業(yè)用電價(jià)格從6.04 歐分/千瓦時(shí)上漲到13歐分/千瓦時(shí)，漲幅為194%。

隨著(zhù)各類(lèi)可再生能源電力規模的繼續擴張，未來(lái)向可再生能源轉型所累積的這一筆成本相當驚人！德國弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統研究所(Fraunhofer ISE)2015年發(fā)布的一項研究顯示，為實(shí)現2050年德國相比1990年減碳80%的能源轉型目標的累計總成本，在零碳價(jià)和化石燃料價(jià)格穩定的假定下為5.34萬(wàn)億歐元，考慮到未來(lái)實(shí)際碳價(jià)不可能為零，則實(shí)際成本將更高。

2.煤電和碳排放隨著(zhù)可再生能源轉型的推進(jìn)而增加

2014年，有關(guān)德國能源轉型存在問(wèn)題的焦點(diǎn)話(huà)題之一是，隨著(zhù)可再生能源電力發(fā)展壯大，煤炭發(fā)電和CO2排放本應減少，但德國近幾年出現了褐煤發(fā)電和CO2排放不降反升的情況，只是到了2014年才又比前幾年有所下降。對此，德國專(zhuān)家的解釋是：一是因為2011年德國關(guān)閉17座核電站，導致煤電上升以填補核電關(guān)閉所缺失的電力供應；二是因為過(guò)去幾年溫室氣體增長(cháng)主要是由于天氣冷特別冷，供暖需求增大，所以造成了溫室氣體排放的增加，但2014年是歷史上最溫暖的一年，所以排放有所下降。

上述解釋有一定道理，但未必就是事實(shí)的全部。考察1990-2015年期間，可再生能源發(fā)電、褐煤發(fā)電和核能發(fā)電和CO2排放變化就可以發(fā)現，上述幾個(gè)因素在階段變化趨勢上存在一定的相關(guān)性，但變化拐點(diǎn)出現的時(shí)間結點(diǎn)并不一致（見(jiàn)圖2）。

圖2 德國1990-2015年褐煤、核能與可再生能源發(fā)電量及CO2排放

資料來(lái)源：德國AG Energiebilanzen2015

首先，2011年關(guān)閉核電不是褐煤發(fā)電增加重要原因。因為1990年以來(lái)，褐煤發(fā)電雖然總體呈現下降趨勢（從1990年的171TW·h到2015年的155TW·h），但期間出現過(guò)兩次反彈：第一次是1999～2007年，第二次是2009～2013年。而核電是2011年才開(kāi)始大幅下降的。而且，伴隨著(zhù)2011年核電的關(guān)閉，可再生能源發(fā)電量也出現了加速增長(cháng)，增速遠遠超過(guò)褐煤發(fā)電。

其次，褐煤發(fā)電量的增加，以及伴隨而來(lái)的碳排放反彈是現階段德國可再生能源加速發(fā)展的一個(gè)必然結果，其作用機制源于可再生能源發(fā)電，特別是光伏發(fā)電的波動(dòng)性與當前全額上網(wǎng)制度相互作用。德國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。

最后，目前看，褐煤發(fā)電，從而碳排放不降反增的現象是德國能源轉型的一個(gè)階段性特征，還是可再生能源發(fā)展所導致的一個(gè)難以解決的問(wèn)題，還需要進(jìn)一步觀(guān)察。

3.可再生電力大幅降低電力批發(fā)價(jià)格對傳統電力公司負面影響日益明顯

大量邊際成本為零的可再生能源電力參與德國電力市場(chǎng)競價(jià)，使德國電力批發(fā)價(jià)格一再下降。根據歐洲能源交易所（EEX）的數據，自2008年以來(lái)，德國和其他歐洲國家的基荷電力批發(fā)價(jià)格進(jìn)入下降通道，從90歐元/兆瓦時(shí)左右下降到2014年年中不到40歐元/兆瓦時(shí)。然而，可再生能源電力導致的批發(fā)價(jià)格大幅下降并沒(méi)有傳遞到零售價(jià)格，因而不僅沒(méi)給電力消費者帶來(lái)好處，反而產(chǎn)生一些負面影響。比如，批發(fā)價(jià)格下跌直接降低了電力公司的盈利，加大化石燃料電廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)壓力；再比如，風(fēng)電、光伏發(fā)電的大規模上網(wǎng)減少煤炭、天然氣等發(fā)電廠(chǎng)的運行時(shí)間，直接減少其發(fā)電收入。

在風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電條件好而用電需求不高的節假日和周末的白天，電力公司不得不根據法律全額收購可再生能源發(fā)電商發(fā)出的電，即使已經(jīng)超出了市場(chǎng)需求；同時(shí)可再生能源發(fā)電商也愿意發(fā)電，因為可以獲得更多的補貼。這種情況下，市場(chǎng)就會(huì )出現“負電價(jià)”——電力公司給用戶(hù)消費電力提供補貼，因為他為避免電網(wǎng)崩潰做出了貢獻。但這些增加的支出最終需要由全體消費者來(lái)承擔。2014年，德國的萬(wàn)圣節當天的電力交易價(jià)格為“-20歐元/萬(wàn)千瓦”。

4.能源轉型所引發(fā)的財富轉移和公平問(wèn)題

因推動(dòng)可再生能源發(fā)展的支持政策所引發(fā)的財富在不同主體或階層之間轉移，以及能源貧困也是當前德國能源轉型的一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。德國可再生能源支持政策除了投資補貼外，主要采取以可再生能源附加費形式的電價(jià)補貼方式。這一機制安排來(lái)自德國《可再生能源法》。該法規定各類(lèi)可再生能源上網(wǎng)的“固定價(jià)格”（FIT），并要求電網(wǎng)運營(yíng)商必須優(yōu)先收購全部可再生能源發(fā)電量。可再生能源發(fā)電商通過(guò)競價(jià)方式產(chǎn)生的上網(wǎng)“市場(chǎng)價(jià)格”與“固定價(jià)格”之間的價(jià)差，由“可再生能源附加費”來(lái)彌補。

同時(shí)，為了確保德國工業(yè)競爭力，德國法律允許工業(yè)用戶(hù)不承擔分攤可再生能源附加費義務(wù)，高耗能大企業(yè)也獲得減少繳納可再生能源附加費的“豁免權”。此外，為加快光伏發(fā)電發(fā)展，自發(fā)自用的屋頂光伏也可以免交可再生能源附加費。因此，可再生能源附加費主要由居民用戶(hù)來(lái)分攤。由于德國能源轉型的大部分成本都是由居民用戶(hù)承擔，導致居民用電不斷飆升，由此產(chǎn)生了政策所引發(fā)的能源貧困和收入再分配問(wèn)題。

一方面，可再生能源附加費不斷增加所導致的德國居民電價(jià)不斷上漲，使數百萬(wàn)德國家庭面臨電貧困的威脅；另一方面，政府的養老金和社會(huì )福利卻沒(méi)有相應調整，這使可再生能源附加費的每次上漲都成為低收入消費者的威脅。

可再生能源附加費居高不下的原因，一方面是由于德國電力批發(fā)價(jià)格隨著(zhù)可再生能源電力規模增加而持續走低，導致批發(fā)價(jià)格與法定“固定價(jià)格”之間的價(jià)差擴大；另一方面是因為只需繳納0.05歐分附加費的德國企業(yè)越來(lái)越多，導致繳費企業(yè)基數縮小。據估計，2014年未被豁免的企業(yè)及居民將替這些獲得“豁免權”的高耗能企業(yè)每度電多承擔2.2歐分的附加費。 因此，可再生能源政策實(shí)際上導致了收入的再分配：從承擔可再生能源附加費分攤的居民和企業(yè)流向未承擔附加費義務(wù)的企業(yè)和自發(fā)自用屋頂光伏用戶(hù)。