不是能源轉(zhuǎn)型的所有問題都構(gòu)成最終的挑戰(zhàn)。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(zhuǎn)型的問題,才是真正的挑戰(zhàn)。
2000年以來,德國可再生能源發(fā)展一直保持較快增長速度。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。德國也因此成為全球可再生能源發(fā)展的“模范生”。同時,德國能源轉(zhuǎn)型的“經(jīng)驗與啟示”成為國內(nèi)學(xué)者關(guān)注的話題。
然而,當(dāng)跟隨者在積極“借鑒”和“推進(jìn)”時,作為“先行者”的德國已開始面臨可再生能源快速發(fā)展中暴露的種種問題。對跟隨者來說,總結(jié)經(jīng)驗固然重要,但對可再生能源發(fā)展進(jìn)程中存在的問題,以及未來將面臨何種挑戰(zhàn)研究更為重要。遺憾的是,混淆“問題”與“挑戰(zhàn)”已經(jīng)成為當(dāng)前德國能源轉(zhuǎn)型研究中的一個普遍現(xiàn)象。
德國能源轉(zhuǎn)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(biāo)是2050年實現(xiàn)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的問題,大多是發(fā)展中的階段性問題,并不一定是影響可再生能源未來高比例發(fā)展目標(biāo)的“挑戰(zhàn)”。因此,研究能源轉(zhuǎn)型“挑戰(zhàn)”的第一個“挑戰(zhàn)”就是如何區(qū)分“問題”與“挑戰(zhàn)”。也就是說,按照什么樣的邏輯來區(qū)分“問題”與“挑戰(zhàn)”。
通常情況下,我們討論某個研究主題時,不一定需要對“問題”和“挑戰(zhàn)”作細(xì)致的區(qū)分:發(fā)展中遇到的種種“問題”,多數(shù)也是繼續(xù)發(fā)展將面對的“挑戰(zhàn)”。這里之所以需要對“問題”和“挑戰(zhàn)”作細(xì)致分區(qū),從中識別出德國未來可再生能源發(fā)展面對的真實挑戰(zhàn),是由于向可再生能源轉(zhuǎn)型這一主題的特殊性使然。
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(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們同作為能源的共性。這種差異性,絕不僅僅體現(xiàn)在一個“可再生”,一個“不可再生”這一方面,更重要的是源自特性差異所導(dǎo)致的開發(fā)、利用和服務(wù)模式的不同。從根本上說,是可再生能源作為“新”的能源與現(xiàn)有能源系統(tǒng)的差異,以及由此產(chǎn)生的沖突和問題。
根據(jù)德國制定的可再生能源發(fā)展目標(biāo)規(guī)劃,全國總發(fā)電中可再生能源發(fā)電的比重2020年達(dá)到35%,2030年達(dá)到50%,2040年達(dá)到65%,2050年達(dá)到80%以上。根據(jù)這四個發(fā)展目標(biāo),筆者把德國能源轉(zhuǎn)型分為1.0、2.0、3.0和4.0四個階段(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(zhuǎn)型1.0階段。
在能源轉(zhuǎn)型的四個階段,會出現(xiàn)不同的問題需要解決。這些問題,有的只存在于1.0或2.0階段,并隨著應(yīng)對措施的出臺而消失;有的則可能是隨著可再生能源發(fā)展規(guī)模提升而新出現(xiàn)的。比如,風(fēng)電和光伏發(fā)電成本高在能源轉(zhuǎn)型1.0階段可能是影響其發(fā)展的最大問題之一,但到了能源轉(zhuǎn)型3.0階段隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電成本進(jìn)一步下降可能就不成問題了。因此,識別德國能源轉(zhuǎn)型的“真實挑戰(zhàn)”,就是從能源轉(zhuǎn)型1.0階段出現(xiàn)的各種問題或者問題的背后,找出真正妨礙和影響未來轉(zhuǎn)型推進(jìn)的真實因素。
當(dāng)前德國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的四大問題
在德國政府已經(jīng)堅定繼續(xù)走可再生能源轉(zhuǎn)型之路的背景下,有些政府已經(jīng)出臺相關(guān)措施有望解決的問題,不應(yīng)歸為能源轉(zhuǎn)型的“問題”。比如德國電網(wǎng)與可再生能源發(fā)展不相匹配的問題,政府不僅已經(jīng)意識到,而且從2011年以來一直采取正確的方式解決。
從這個角度看,當(dāng)前德國能源轉(zhuǎn)型帶來的問題主要有四個:轉(zhuǎn)型成本高,煤電和碳排放量不降反增,可再生能源導(dǎo)致電力批發(fā)價格持續(xù)下降的負(fù)面影響,以及能源轉(zhuǎn)型所導(dǎo)致的財富不公平轉(zhuǎn)移和能源貧困問題。
1. 可再生能源轉(zhuǎn)型成本高且不斷增加
能源轉(zhuǎn)型的成本高且不斷增加可能是德國當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型面臨最主要的問題。能源轉(zhuǎn)型的成本如何度量并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但其最直接的成本首先是對可再生能源的補(bǔ)貼成本。德國零售電價包含批發(fā)價格、電網(wǎng)并網(wǎng)費、增值稅、碳稅、可再生能源附加費等要素??稍偕茉锤郊淤M是用來補(bǔ)償可再生能源電力的FIT超過市場批發(fā)電價的差額,這一差額主要由德國居民用戶分?jǐn)?。?000年前后,德國開始征收附加費,由每千瓦時不足1歐分,到2015年增至6.3歐分/千瓦時。
隨著風(fēng)電、太陽能發(fā)電和生物質(zhì)等可再生能源規(guī)模發(fā)電量的增加,以及可再生能源附加費的不斷上漲,兩個因素共同作用導(dǎo)致德國電價持續(xù)上漲。據(jù)德國聯(lián)邦能源和水資源協(xié)會(BDEW)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2000-2015年,德國平均居民電價從13.64歐分/千瓦時上升到29.46歐分/千瓦時,上漲幅度高達(dá)116%;同期企業(yè)用電價格從6.04 歐分/千瓦時上漲到13歐分/千瓦時,漲幅為194%。
隨著各類可再生能源電力規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)張,未來向可再生能源轉(zhuǎn)型所累積的這一筆成本相當(dāng)驚人!德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)2015年發(fā)布的一項研究顯示,為實現(xiàn)2050年德國相比1990年減碳80%的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的累計總成本,在零碳價和化石燃料價格穩(wěn)定的假定下為5.34萬億歐元,考慮到未來實際碳價不可能為零,則實際成本將更高。
2. 煤電和碳排放隨著可再生能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)而增加
2014年,有關(guān)德國能源轉(zhuǎn)型存在問題的焦點話題之一是,隨著可再生能源電力發(fā)展壯大,煤炭發(fā)電和CO2排放本應(yīng)減少,但德國近幾年出現(xiàn)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,德國專家的解釋是:一是因為2011年德國關(guān)閉17座核電站,導(dǎo)致煤電上升以填補(bǔ)核電關(guān)閉所缺失的電力供應(yīng);二是因為過去幾年溫室氣體增長主要是由于天氣特別冷,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,但未必就是事實的全部??疾?990-2015年期間,可再生能源發(fā)電、褐煤發(fā)電、核能發(fā)電和CO2排放變化就可以發(fā)現(xiàn),上述幾個因素在階段變化趨勢上存在一定的相關(guān)性,但變化拐點出現(xiàn)的時間結(jié)點并不一致(見圖2)。
首先,2011年關(guān)閉核電不是褐煤發(fā)電增加的重要原因。因為1990年以來,褐煤發(fā)電雖然總體呈現(xiàn)下降趨勢(從1990年的171TW·h到2015年的155TW·h),但期間出現(xiàn)過兩次反彈:第一次是1999~2007年,第二次是2009~2013年。而核電是2011年才開始大幅下降的。而且,伴隨著2011年核電的關(guān)閉,可再生能源發(fā)電量也出現(xiàn)了加速增長,增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過褐煤發(fā)電。
其次,褐煤發(fā)電量的增加,以及伴隨而來的碳排放反彈是現(xiàn)階段德國可再生能源加速發(fā)展的一個必然結(jié)果,其作用機(jī)制源于可再生能源發(fā)電,特別是光伏發(fā)電的波動性與當(dāng)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(xiàn)象是德國能源轉(zhuǎn)型的一個階段性特征,還是可再生能源發(fā)展所導(dǎo)致的一個難以解決的問題,還需要進(jìn)一步觀察。
3. 可再生電力大幅降低電力批發(fā)價格對傳統(tǒng)電力公司負(fù)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競價,使德國電力批發(fā)價格一再下降。根據(jù)歐洲能源交易所(EEX)的數(shù)據(jù),自2008年以來,德國和其他歐洲國家的基荷電力批發(fā)價格進(jìn)入下降通道,從90歐元/兆瓦時左右下降到2014年年中不到40歐元/兆瓦時。然而,可再生能源電力導(dǎo)致的批發(fā)價格大幅下降并沒有傳遞到零售價格,因而不僅沒給電力消費者帶來好處,反而產(chǎn)生一些負(fù)面影響。比如,批發(fā)價格下跌直接降低了電力公司的盈利,加大化石燃料電廠的經(jīng)營壓力;再比如,風(fēng)電、光伏發(fā)電的大規(guī)模上網(wǎng)減少煤炭、天然氣等發(fā)電廠的運行時間,直接減少其發(fā)電收入。
在風(fēng)能、太陽能發(fā)電條件好而用電需求不高的節(jié)假日和周末的白天,電力公司不得不根據(jù)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)超出了市場需求;同時可再生能源發(fā)電商也愿意發(fā)電,因為可以獲得更多的補(bǔ)貼。這種情況下,市場就會出現(xiàn)“負(fù)電價”——電力公司給用戶消費電力提供補(bǔ)貼,因為它為避免電網(wǎng)崩潰做出了貢獻(xiàn)。但這些增加的支出最終需要由全體消費者來承擔(dān)。2014年,德國的萬圣節(jié)當(dāng)天的電力交易價格為“-20歐元/萬千瓦”。
4. 能源轉(zhuǎn)型所引發(fā)的財富轉(zhuǎn)移和公平問題
因推動可再生能源發(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(zhuǎn)移,以及能源貧困也是當(dāng)前德國能源轉(zhuǎn)型的一個不可忽視的問題。德國可再生能源支持政策除了投資補(bǔ)貼外,主要采取以可再生能源附加費形式的電價補(bǔ)貼方式。這一機(jī)制安排來自德國《可再生能源法》。該法規(guī)定各類可再生能源上網(wǎng)的“固定價格”(FIT),并要求電網(wǎng)運營商必須優(yōu)先收購全部可再生能源發(fā)電量。可再生能源發(fā)電商通過競價方式產(chǎn)生的上網(wǎng)“市場價格”與“固定價格”之間的價差,由“可再生能源附加費”來彌補(bǔ)。
同時,為了確保德國工業(yè)競爭力,德國法律允許工業(yè)用戶不承擔(dān)分?jǐn)偪稍偕茉锤郊淤M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(quán)”。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來分?jǐn)?。由于德國能源轉(zhuǎn)型的大部分成本都是由居民用戶承擔(dān),導(dǎo)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題。
一方面,可再生能源附加費不斷增加所導(dǎo)致的德國居民電價不斷上漲,使數(shù)百萬德國家庭面臨電貧困的威脅;另一方面,政府的養(yǎng)老金和社會福利卻沒有相應(yīng)調(diào)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)價格隨著可再生能源電力規(guī)模增加而持續(xù)走低,導(dǎo)致批發(fā)價格與法定“固定價格”之間的價差擴(kuò)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)越來越多,導(dǎo)致繳費企業(yè)基數(shù)縮小。據(jù)估計,2014年未被豁免的企業(yè)及居民將替這些獲得“豁免權(quán)”的高耗能企業(yè)每度電多承擔(dān)2.2歐分的附加費。因此,可再生能源政策實際上導(dǎo)致了收入的再分配:從承擔(dān)可再生能源附加費分?jǐn)偟木用窈推髽I(yè)流向未承擔(dān)附加費義務(wù)的企業(yè)和自發(fā)自用屋頂光伏用戶。
(作者簡介:朱彤,中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所能源經(jīng)濟(jì)研究室主任)