棄核、風電、光伏、新能源、分布式……任何一個關鍵詞都指向素有歐洲心臟之稱的德國。而在被賦予新能源發展“急先鋒”、“標桿”、“榜樣”等光環后，質疑和批評之聲也不絕于耳。我們對正反雙方的觀點進行了梳理，同時也推薦一篇很具有代表性的評論文章。

　　德國是世界上第一個采用固定上網電價機制（FIT，我國通常稱為標桿上網電價）支持新能源發展的國家。2000年，德國頒布世界上第一部《可再生能源法》，隨后又根據形勢變化，先后進行了四次大規模修訂。德國新能源政策也對其他國家產生了示范效應，其影響早已超出了德國本身。然而近一段時間以來，針對德國光伏政策的批評聲音不絕于耳。

　　批評之一：德國光照條件極差，光伏發電不具有經濟性

　　批評者認為，德國太陽能輻射量很低，光伏發電的年滿負荷運行小時數只有800小時左右（美國幾乎是德國的兩倍），折算成容量因數只有9%。雖然德國光伏單位造價只有美國的一半，但由于利用小時數低，最終的度電成本兩國幾乎持平，從而導致德國是“高裝機容量、低發電量”。由于度電成本很高，德國需要為光伏提供大量補貼，而這些補貼最終是由用戶承擔，使得德國電價飆升，成為歐盟僅次于丹麥的第二高電價國家。【支持者認為，以上都是事實，但是有一點，正是德國過去幾年這種近乎“自我犧牲”式的精神，才使得全球光伏發電成本快速下降，為光伏發電在其他國家的大規模發展創造了條件?！?/p>

　　批評之二：光伏發電波動性強，光伏補貼大量流向鄰國

　　這一條批評似曾相識，沒錯，丹麥用本國得到補貼的高價風電置換北歐挪威廉價水電的事實也曾受到丹麥本國某些利益團體的批評和質疑，正反雙方還發生過激烈的筆戰。德國光伏現在也面臨這一困境。中午是德國光伏大發時段，由于光伏在電力市場上邊際成本最低，并且具有優先調度權，當中午大量光伏上網之后，德國電力市場就會供過于求，市場電價大幅降低，甚至在某些時段可能出現“負電價”。出現負電價，意味著如果發電商想要繼續發電，就要反向給用戶付費。在供過于求的情況下，德國電力以非常低的價格甚至負電價向周邊國家輸送，這就相當于德國對光伏的補貼隨著外送電量流向鄰國?！局С终哒J為，此話雖不假，但需要考慮是從哪個角度看。對德國而言，可能的確意味著國家財富的損失，但是對一體化進程中的歐盟整體而言，福利是增加了呢，還是減少了呢，這個還需要進一步研究分析?！?/p>

　　批評之三：光伏發電是上來了，而煤電卻在逆襲

　　德國煤電逆襲也是前段時間媒體熱議的話題。德國已經決定棄核，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。占國內發電量10%以上的核電沒有了之后，靠什么來彌補呢?風電和光伏等新能源是首選，但現實中發生的事實卻是：美國大量廉價煤炭涌入歐洲，德國煤電經濟性很好，煤電還可以承擔調峰服務，因此出現了煤電“不降反增”的“奇觀”，由此導致碳排放量也上來了，發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，也許是“能源轉型”戰略制定者也始料未及的。德國煤電的復蘇，從目前來看，是有其特殊時空條件的，但是煤電復蘇也是市場選擇的結果?！?/p>

　　當然，對德國光伏政策批評的方面還遠不止于此，比如常規電源要頻繁升降出力，導致運行經濟性明顯下降，煤電煤耗增加等等。在各種文獻中，最有代表性的文章是美國人Ryan Carlyle所寫的《Should Other Nations Follow Germany’s Lead On Promoting Solar Power?》。該文已由國網能源研究院霍沫霖、孔維政兩位研究人員編譯成了中文。您可以請點擊最左下角的“閱讀原文”查看這篇文章，看看美國人眼中的德國光伏，禍兮？福兮？

　　我們也發現，在對德國光伏政策進行批評的聲音中，自然不乏德國人的自我批判，但批評德國最為激烈最為積極的是美國人。究其背后原因，恐怕與美國人崇尚自由市場競爭、反對政府通過補貼實施干預的理念不無關系。在美國人看來，新能源能不能發展，關鍵取決于新能源自身是否具有市場競爭力，一切以成本效益為導向。在這一點上，似乎就與德國所謂“社會市場經濟”理念有所區別了。光伏乃至新能源該不該發展?如何發展?德國人在反思，我國“十三五”規劃在即，我國新能源又該何去何從？無論怎樣，對能源演進規律和歷史經驗教訓的認識和把握，總能讓我們少一些一葉障目。

　　難道德國真的是光伏發展的榜樣嗎？

　　回答顯然是“不”。

　　太陽能本身是有益的技術，但德國的可再生能源政策是一個災難。因為它對消費者不利，對制造商不利，對環境不利。

　　僅僅家用太陽能擁有者和太陽能板安裝企業從中獲利，而德國媒體和公眾卻越來越反對和不滿光伏的發展。

　　我很驚訝地發現德國那些世界著名的能源政策是如此的無用、昂貴和低效。這對德國是一個嚴重的問題，對世界其他想要仿效德國的國家和地區更是嚴重的問題。大概在去年，政策失敗的影響開始擴大。所以我原諒可再生能源支持者們，因為他們過去不能意識到這些問題。但是現在是時候將“綠色運動”180度轉彎了。

　　首先我列舉一些糟糕的統計數據：

　　德國被廣泛地認為是太陽能領域的全球領袖。它的太陽能裝機容量占全球的三分之一以上。德國與資源豐富、補貼豐厚、能源成本高的加州相比，擁有兩倍以上的人均裝機量。

　　德國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直接用于補貼可再生能源，而這甚至比歐洲的批發電價更高。（這意味著他們不如用更少的花銷從法國和丹麥購買零碳電力。）每年超過30萬戶用戶因為負擔不起電費而不得不停電。許多人抱怨由于商業電價免稅政策而導致居民電價太高，但是即便剔除這些，他們每個月頂多可以節省不到一歐元。政府預計電費到2020年將會再增長40%。

　　由于過高的上網電價和電網運行管理問題，德國的供電公司和納稅人損失了大量金錢。環境部部長說如果不收縮項目規模，在未來二十年成本將達到一萬億歐元。這個數額還沒有包括已經花費的幾千億。西門子估算到2050年能源轉型政策的直接成本將達到4.5萬億美元，相當于德國50年GDP總和的2.5%。這還沒有包括高能源價格帶來的經濟損失，這很難量化，但是一定是影響很大。

　　讓人氣餒的是，最新數據表明盡管經濟發展平穩，并且人口逐漸減少，德國的碳排放和對全球氣候變暖的影響卻在增長。這是因為錯誤的可再生能源優先的市場機制，這個機制自相矛盾地推動了煤電的發展。大規模光伏發電在沒有儲能設備時有一個明顯缺點，是它每天僅工作5到10個小時。電力供需必須瞬時平衡。德國在夏季白天利用越多的太陽能，則在夜間和冬季需要越多的煤電。因為白天太陽能的大量發電使得基荷核電不能運行，并使得調峰氣電非常不經濟，甚至也使得抽水蓄能電站運行非常不經濟。煤電是唯一的沒有補貼且尚未虧本的技術。因此電力企業必須要做出選擇，煤電，或者停止供電，或者破產。

　　下面我要講述許多內在相關的問題。

　　問題1：在錯誤的地方、用錯誤的技術開展綠色革命

　　可再生能源擁護者一直認為德國是大規模屋頂光伏切實可行的成功例子。但問題是，德國的光伏政策是失敗的。德國的晴朗天氣比較少，漢諾威一年中三分之一的時間是多云，不適宜安裝太陽能電池板。

　　阿爾卑斯山脈阻擋了清晨的陽光。德國的太陽能資源情況同美國的阿拉斯加差不多，甚至比西雅圖更加差。

　　考慮到德國的天氣，用太陽能發電簡直是最糟糕的選擇。

　　許多人認為，如果德國在太陽能上進行大量投資，美國也應該安裝大量的太陽能電池板。我認為應該反過來思考，即使配有豐厚的補貼、世界上最好的太陽能資源，美國的太陽能利用還進展得如此緩慢，那么德國的太陽能利用就更應該少一點。正因為德國的市場被嚴重地扭曲，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，那最簡單的證據是容量因數。受日照小時數影響，光伏的容量因數低于50%，而且如果考慮云層、黎明、黃昏和非最優的安裝，美國大陸的平均容量因數是18%。與之對比，德國2011年太陽能容量因數小于9%。

　　目前德國居民太陽能電池板安裝成本大約是$2.25/ 瓦，而美國是$5/瓦。但是德國的光伏年發電利用小時數少于美國的一半，所以美國和德國的太陽能發電成本幾乎持平。加州和德國的投資回收期基本一樣。許多人抱怨美國的成本高導致裝機量太少，但是僅僅經濟性原因并不能解釋裝機增速的不同。

　　為什么德國的人均裝機量是美國的16倍呢？原因是在德國獲取裝機許可比較容易。我不認為德國民眾比世界其他民眾擁有更多的環保意識。對于寒冷、光照弱、極少白天空調需求的德國，太陽能并不是適合的能源技術。在美國的菲尼克斯和亞利桑那州，太陽能技術是合適的，但是在法蘭克福不合適。因此我的結論是德國太陽能快速發展是受政治扭曲的影響。太陽能發展沒有做好經濟性論證，在沒有大量政治干預的情況下它不可能繼續。

　　許多人驚訝于德國的太陽能發電其實僅占全部發電量的4.6%，占全部能源供應量的2.0%。因為所有的新聞頭條都報道夏季高峰時段太陽能發電量占到50%。所以說光伏太陽能是一種低效的大規模供電方式。用相同的成本，人們可以利用最新核電技術產生至少四倍的電量，且同樣零碳排放。出于很多的原因，核能是一個更好的選擇。

　　未來五年，隨著新增光伏機組的補貼逐漸減少，太陽能增長趨勢將開始扭轉。裝機增速已經達到頂峰，正在開始下降。盡管組件和安裝成本降低，當補貼停止的時候大部分新項目也將會停止。光伏已經進入了下降通道。

　　需要注意的是裝機量與實際發電量歷史曲線的不同。綠色媒體只報道光伏的裝機容量或者夏季晴朗天氣發電比重。這兩個值需要除以10得到全年的情況才算客觀。

　　事實上，盡管太陽能獲得了更多的政府支持，但它相對于傳統能源的增長更緩慢。這幅圖顯示每種能源技術達到總能源供應1%以后第一個十年發展情況。（注：縱坐標是每種能源技術供能量占總能源供應的比重，三種技術均從1%起始；橫坐標是到達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，太陽能的起始年份是2001年）

　　當一個新能源技術比舊技術更好時，它會快速發展。但是太陽能沒有做到，即便它已經獲得大量政府支持。

　　所有這些意味著如果沒有政府支持，光伏不可能是并網發電的主要電源。目前德國向其他能源技術征稅，以便給太陽能提供大量補貼，使得太陽能具備了經濟性。電力企業被迫以數倍于市場電價的價格從分布式光伏發電用戶購買電力，這產生了大量的損失。德國可再生能源法案僅僅在2013年8月就給電網公司造成直接經濟損失5.40億歐元。（譯者注：此處是可再生能源附加費不足造成的電網公司虧損，根據德國可再生能源政策，將在下一年度通過提高可再生能源附加費來彌補電網公司虧損。）這是巨額的財富轉移。從電力公司（電網運行管理和傳統電源存在經濟損失）和所有沒有安裝屋頂光伏的人們的口袋中轉移財富到擁有或者安裝太陽能電池板的人們口袋里。所以這不僅僅是一個巨大的市場扭曲，還是對窮人的征稅。

　　政府設計了一個意圖很好但是不利的轉移機制，即財富從沒有太陽能電池板的人轉移到擁有太陽能電池板的人。這相當于對沒有南面屋頂、或者不能初始投資、或者租賃房屋的人們征稅。面對迅速飛漲的能源價格和政府幾乎可以忽略的努力，福利申請者和老年人已經深受打擊。甚至貧困群體不得不生活在黑暗中，以節省電費。能源轉型不利于社會公平。

　　問題2：光伏供電的波動性

　　太陽能快速增長所帶來的最有諷刺意味的問題是：供給過剩。當然這是匪夷所思的，因為太陽能發電量占全部發電量低于5%，但是卻要為電力過剩負責。在夏天陽光充足的下午，相比發電成本，德國光伏發電實際上是虧本的：2012年歐洲平均出口電價為0.056歐元/千瓦時，[18]但2000-2011年裝機的光伏發電平均度電成本為0.165歐元/千瓦時。[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，則大約0.2歐元/千瓦時）在夏天陽光充足的日子，火電的發電商不得不在高成本維持鍋爐的運轉，因而得到補償。

　　你可以說多余的太陽能發電是免費的，但是因為太陽能多發而降低出力或關停的火電卻是費用高昂的。這意味著大規模光伏接入使得其他電源單位發電運行成本更高。多余的太陽能發電對電力經濟有很強的拉動作用（譯者注：此句為作者反語）。因為你本來只用支付一種發電電源，而現在卻需要支付兩次——一次在陰天時傳統能源的峰值發電時，一次在晴天時太陽能發電的峰值發電時——而后出口這些過剩的電力而獲得微薄的收益。

　　為什么德國要賠本出口電力呢？因為可再生能源法不允許電網棄光。電網被強制支付光伏發電用戶高于市場價格的電價，同時，鄰國享受了整個歐盟的低電價，更沒有動力去建設清潔能源了。這確實是一個浪費的扭曲的能源政策。

　　電能的生產和消費必須是同時的。大規模的儲能技術目前并不成熟，成本過高。小規模的抽水蓄能電站可以很多，但歐洲和美國適合建抽蓄的廠址已經用光了。目前唯一的大規模儲能計劃是使用電動汽車。但是要滿足大規模光伏波動，目前電動汽車的量還遠遠不夠。如果人們在下班后給汽車充電，一般太陽已經落山了，此時電力供需不匹配的情況會更糟糕。加州電網運營商最近表示日落是光伏發展的最大障礙。最典型的體現就是“鴨圖”（形狀像鴨子一樣的曲線）。圖中顯示傍晚時，光伏發電出力急劇下降，此時需要傳統電源以很大的爬坡率支撐負荷。（譯者注：“鴨圖”選自美國加州電網公司的報告Flexibility Resource Adequacy Criteria and Must-Offer Obligation,Dec 13 2012。圖中曲線由上至下代表加州2012年至2020年逐年的凈負荷，加州電網預測2015年可再生能源發電會有大幅增長。凈負荷=用電負荷-風電發電功率-光伏發電功率）

　　德國不得不依靠鄰國的電網來消納本國的太陽能發電，以維持電網平衡。夜晚光伏發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停電，或者使用的電能來源于鄰國。下圖是德國一天的太陽能發電曲線，顯示了德國凈進出口電力隨著光伏波動而變化。（注：凈進出口電力在最靠近橫坐標的位置）

　　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電，而不是讓光伏發電匹配用電行為。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%的負荷是可以轉移的。但是現代人有自己的作息規律，而且很難改變，大規模負荷很難轉移。不可能要求人們晚上不做飯或看電視，或者等待太陽落山后三個小時再打開電燈。周末的用電負荷與工作日的用電負荷肯定會截然不同。

　　總之，光伏發電與負荷在時間上不匹配，這在很大程度上限制了電網接入光伏的比例。德國能接入光伏的比例上限大約是4%。他們現在正在尋找能夠更進一步提高比例的措施。

　　問題3：光伏置換了錯誤的能源

　　你可以注意到在日發電曲線圖中，當光伏大發時，風電壓低出力。用戶側的光伏相對地區內的風電具有優先發電權。太陽能發電實際上首先取代的是其他可再生能源發電。其次是取代燃氣發電和核電。

　　一般來說煤電和核電承擔基荷，他們單機容量大、效率高、成本低。但是基荷發電機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調節。需要許多天才能關停或重啟一個核電站，除法國以外，其他國家的核電并不參與調峰，所以核電出力不可能隨著太陽能發電變化而波動。供給不能匹配需求，最終導致供電短缺和過剩時有發生。

　　許多人以為德國因為福島核事故正在減少核電比例，可惜德國沒有選擇。他們正在強迫停止使用核電，并用太陽能取代，這是一個非常非常大的問題——德國的核電發電量是太陽能發電的四倍，所以太陽能并不能馬上補上核電的缺口。德國必須開發其他電源以彌補核電。

　　一般通過燃氣發電機來調峰。但是德國燃氣資源較少，并且燃氣調峰成本也高，所以德國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，但卻可以運行一整夜并在需要減出力的時候減下去。煤電比核電具有很好的跟蹤負荷能力。德國的綠黨從70年代開始就在反對核電，并最終取得勝利。核電沒了，煤電又來了。

　　用煤電取代核電對環境保護而言必然是一個錯誤的決定。核電比煤電清潔安全是無可置疑的。福島核電事故可以認為是核電最嚴重的事故——一次超強的地震、前所未有的海嘯，七個反應堆堆芯融化，三個氫站爆炸——但是沒有一個人員傷亡由核輻射導致的預期壽命下降率幾乎為零。甚至驚人的核災難也對公眾幾乎無害。研究表明因撤退時的恐懼致死的人比呆在原地受輻射致死的比例還高。

　　對比來看，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，也是工業化過程中破壞環境的最重要的原因。

　　光伏發電占電能總需求1-2%時，將意味著核電減少，火電增加。由此產生的環境損害可能完全超過光伏自身帶來的環境收益。各國需要避免建設大量的光伏，以免減少其他清潔能源的使用。當光伏已經發展到“鴨圖”階段時，有些事情開始變得糟糕了?？赡茏罱K的結果還不如開始什么都不做，就好像德國已經在光伏發展中陷入兩難境地。

　　所以整個事情都很失敗。德國光伏正在傷害民眾和地球，而且還會加劇。

　　問題4：生物質能源問題

　　以上圖中的生物質能發電，實際上都是在燃煤電站中燃燒木材。德國38%的“可再生能源”來自于森林砍伐和從別國進口木材。我們好像回到了中世紀。由于激進的可再生能源目標，以及歐盟的碳稅中認為木材是碳中性的（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。

　　環境保護運動花了將近200年的時間對抗工業化過程中的森林退化，但這一目標瞬間被虛偽的二氧化碳排放計算公式所打敗。公式中考慮是樹木整個的生長周期，吸收和排放二氧化碳不是同時的，先吸收后排放。而不幸的是，現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，其實燃燒木材比煤炭對環境的危害更大。未來的幾十年是人們減少二氧化碳排放，應對氣候變化的關鍵時期，顯然砍伐樹木的想法是愚蠢的。

　　德國不得不為了達到可再生能源的發展目標而破壞環境。他們已經使得可再生能源不可持續。真是一部悲喜劇！

　　總結：德國能源轉型的方式是非常不可取的，對錯誤發電能源的激進的目標同時傷害了居民、商業和環境。

　　我并不是說我們應該反對光伏，光伏應該是我們發電電源中的一種。由于不適宜的氣候和扭曲的政策，德國在低光伏穿透率時就面對了諸多的問題，而其他國家可能要面對很高的穿透率。即便我們忽略發電成本，在電力系統的運行管理方面，光伏仍然有許多問題亟待解決。如：

　　不能夠建設太多光伏電站，因為其他電源的爬坡率無法跟上光伏的變化率。唯一針對大規模光伏能夠起作用的儲能技術還是一種非常不成熟的技術，不知道什么時候才能商業化。要達到50%的光伏穿透率基本是一個幻想，我們需要更現實地面對這一問題。

　　你不能強迫人們僅僅因為他是可再生的而去購買不需要的能源。制造光伏的能源和材料也是一種浪費，并非純綠色。

　　我們必須吸取這些教訓，不能對失敗視而不見。對可再生能源的一貫支持使得德國成為了世界可再生能源發展的引領者，他們重新定義了環保運動。不過德國的進展事與愿違，而且給了反對者證據。我們必須停止夸贊德國為能源轉型榜樣，而應該摸索更好的利用可再生能源的道路。

　　Ryan Carlyle

　　BSChE, Subsea Hydraulics Engineer

　?。ㄗ髡呤茄┓瘕埵凸镜乃裸@井工程師。畢業于密蘇里哥倫比亞大學，化學工程專業。）