這里的電力—天然氣(P2G)試點(diǎn)工廠(chǎng)是同類(lèi)型里全球最大的,其背后的研究有助于推動(dòng)德國(guó)走在清潔能源領(lǐng)域的前列。這個(gè)價(jià)值350萬(wàn)歐元的項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)商說(shuō),P2G技術(shù)是一個(gè)理想的方式,來(lái)應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電不太穩(wěn)定的問(wèn)題。在晴天或是有風(fēng)的天氣,多余的電可以用來(lái)制造甲烷,當(dāng)無(wú)風(fēng)或是天色黑暗時(shí),這些甲烷可以被存儲(chǔ)然后燃燒發(fā)電。

對(duì)P2G存儲(chǔ)的探索是德國(guó)雄心勃勃的Energiewende計(jì)劃(又稱(chēng)能源轉(zhuǎn)換計(jì)劃)的一部分,該長(zhǎng)期計(jì)劃旨在治理和凈化德國(guó)的能源系統(tǒng)。法律中明確規(guī)定,該計(jì)劃打算用可再生能源取代化石燃料,削減二氧化碳排放量。到2020年,德國(guó)希望至少有35%的電能產(chǎn)自綠色能源;到2050年,這一份額期待能超過(guò)80%。

Energiewende計(jì)劃是當(dāng)今世界上最廣泛的采用風(fēng)能、太陽(yáng)能以及其他可再生能源發(fā)電的項(xiàng)目,獲得了德國(guó)所有政黨和絕大多數(shù)人口的支持。不管今年9月全國(guó)大選的結(jié)果如何,這一計(jì)劃都將會(huì)繼續(xù)開(kāi)展。其他國(guó)家正在熱切地關(guān)注這一試驗(yàn)下一步的進(jìn)展,以及他們是否應(yīng)該效仿德國(guó)的先進(jìn)模式。德紹市世界可再生能源委員會(huì)的執(zhí)行主席HarryLehmann說(shuō):“德國(guó)的Energiewende計(jì)劃可能引發(fā)全球性的能源革命。”

為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),德國(guó)目前每年投資超過(guò)15億歐元用于能源研究。它的主要目標(biāo)之一是改善并建立多個(gè)貯存系統(tǒng),例如斯圖加特的P2G工廠(chǎng)。另外一個(gè)目標(biāo)是延伸和加強(qiáng)電力網(wǎng)絡(luò),使遠(yuǎn)程風(fēng)力渦輪機(jī)和無(wú)數(shù)小型光伏裝置更好地運(yùn)轉(zhuǎn)。該研究項(xiàng)目也旨在提高能源生產(chǎn)效率,并鼓勵(lì)人們減少能源消耗。

大多數(shù)德國(guó)專(zhuān)家認(rèn)為,技術(shù)障礙是可以克服的?？査刽敹蚶砉W(xué)院院長(zhǎng)EberhardUmbach說(shuō):“我們不需要技術(shù)上的巨大跨越就能完成Energiewende計(jì)劃。”Umbach負(fù)責(zé)監(jiān)督投資達(dá)5億歐元的德國(guó)國(guó)家研究中心的能源研究活動(dòng)。

但是經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)是棘手的,預(yù)計(jì)Energiewende項(xiàng)目的總成本最高可達(dá)1萬(wàn)億歐元。該項(xiàng)目規(guī)模如此巨大,加之歐洲深陷金融危機(jī)的泥潭,恐難以承受。美國(guó)科羅拉多大學(xué)波爾得分校的環(huán)境政策研究員RogerPielkeJr說(shuō):“迄今為止,德國(guó)公眾表現(xiàn)出極大的意愿來(lái)為這次轉(zhuǎn)型買(mǎi)單,但這其中存在限制因素,尤其是在經(jīng)濟(jì)大環(huán)境變得更艱難的情況下。”

金錢(qián)和權(quán)力

在德國(guó)的鄉(xiāng)村,由于大額的補(bǔ)貼,昂貴的太陽(yáng)能電池板覆蓋了超過(guò)100萬(wàn)個(gè)家庭、農(nóng)場(chǎng)和倉(cāng)庫(kù)。沿著高速公路,一大片風(fēng)力渦輪機(jī)如雨后春筍般出現(xiàn)在山脊上,尤其是在多風(fēng)的北部地區(qū)。

2011年3月,日本發(fā)生福島核事故,這為大力開(kāi)發(fā)核能的德國(guó)政府敲響了警鐘。危機(jī)促使總理安吉拉·默克爾加快了減少對(duì)核能依賴(lài)的步伐。(2010年,德國(guó)1/4的電量依靠核電。)她立即關(guān)閉了8個(gè)核電廠(chǎng),并承諾2022年之前關(guān)閉剩余的9個(gè)核電廠(chǎng)。突然間,德國(guó)需要加快開(kāi)發(fā)可再生能源的步伐。

對(duì)于德國(guó)消費(fèi)者而言,這種轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的成本增加是顯而易見(jiàn)的,尤其體現(xiàn)在每月電費(fèi)的上漲。其中包括一系列的“共享成本”,即由所有的家庭共同分擔(dān)以資助Energiewende計(jì)劃。

“共享成本”是推進(jìn)綠色能源的一種機(jī)制,由此導(dǎo)致的費(fèi)用比用煤和天然氣發(fā)電要貴得多。德國(guó)《可再生能源法》(EEG)是Energiewende計(jì)劃的法律依據(jù),允許太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)的所有者以提高后的固定價(jià)格向電網(wǎng)售電。可再生能源生產(chǎn)商去年售電收入大約達(dá)200億歐元,但在電力市場(chǎng),這些實(shí)際只值30億歐元,是德國(guó)民眾在為其中的差價(jià)買(mǎi)單。

EEG最早于2000年出臺(tái),已幫助德國(guó)建造了更多的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),且數(shù)量遠(yuǎn)超其他發(fā)達(dá)國(guó)家。但是補(bǔ)貼正在電力市場(chǎng)引發(fā)一些奇怪而扭曲的現(xiàn)象:電力公司有時(shí)被迫虧本出售常規(guī)電力。

德國(guó)施行的政策所造成的影響波及了整個(gè)歐洲能源市場(chǎng)。歐洲最大的能源供應(yīng)商之一——位于杜塞爾多夫的德國(guó)意昂集團(tuán)1月宣布,計(jì)劃關(guān)閉幾個(gè)在整個(gè)歐洲虧本經(jīng)營(yíng)的燃?xì)怆娬?雖然它們比煤電站所造成的污染要小得多。意昂集團(tuán)老板JohannesTeyssen告訴股東,可再生能源“不受控的增長(zhǎng)”正導(dǎo)致很多燃?xì)怆娬居写罅康臅r(shí)間處于閑置狀態(tài)。

與此同時(shí),德國(guó)還受到很多外部力量的制約,例如美國(guó)天然氣生產(chǎn)的快速發(fā)展,這抑制了國(guó)內(nèi)對(duì)煤炭的需求。美國(guó)過(guò)剩的煤炭正在被運(yùn)往歐洲,在英國(guó)和德國(guó)重新掀起了一陣瘋狂使用煤炭的熱潮。由于對(duì)價(jià)格低廉的煤的進(jìn)口量不斷增長(zhǎng),2012年德國(guó)的溫室氣體排放量增加了近2%——這與之前長(zhǎng)期下降的趨勢(shì)形成了巨大反差。德國(guó)聯(lián)邦政府環(huán)境部長(zhǎng)PeterAltmaier明確表示,未來(lái)幾十年,需要煤電站來(lái)確保能源供應(yīng)。德國(guó)正在建造能生產(chǎn)110億瓦特電力的煤電站,并且正如德國(guó)先前計(jì)劃的那樣,目前約550億瓦特的產(chǎn)電量不會(huì)縮減。

煤炭使用的復(fù)蘇使德國(guó)不太可能實(shí)現(xiàn)其設(shè)定的2020年減排目標(biāo)。PielkeJr說(shuō):“你必須要接受這樣的邏輯。如果放棄使用核能,那么短期的排放量將會(huì)上升。”

但是德國(guó)官員表示,即使排放量存在暫時(shí)的上升,但是這個(gè)趨勢(shì)終會(huì)得到扭轉(zhuǎn)。先進(jìn)的燃煤發(fā)電廠(chǎng),例如靠近科隆市的新建的能生產(chǎn)22億瓦特電力的燃燒褐煤或低質(zhì)煤的發(fā)電廠(chǎng),將取代一些老舊的低效發(fā)電廠(chǎng)。

為了維持這樣的趨勢(shì),綠色能源的成本必須下降。德國(guó)波茨坦氣候影響研究所負(fù)責(zé)德國(guó)和歐洲能源戰(zhàn)略的專(zhuān)家BrigitteKnopf說(shuō):“補(bǔ)貼使可再生能源初露鋒芒,但是可持續(xù)能源遲早必須做到經(jīng)濟(jì)上的自立。”

供應(yīng)和需求

風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的迅速崛起給電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了一個(gè)噩夢(mèng)般的場(chǎng)景。他們面臨著這樣的問(wèn)題:當(dāng)有風(fēng)和陽(yáng)光普照時(shí),電力供應(yīng)源源不斷;但無(wú)風(fēng)或天氣陰沉?xí)r,將意味著供應(yīng)短缺。2011年,據(jù)報(bào)道,超過(guò)20萬(wàn)次的停電都長(zhǎng)達(dá)3分鐘以上,專(zhuān)家警告,重大斷電事故的風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大。

為了使Energiewende計(jì)劃能成功開(kāi)展,電網(wǎng)必須能負(fù)荷成千上萬(wàn)的太陽(yáng)能發(fā)電板和風(fēng)力渦輪機(jī),以及能夠連接海上風(fēng)電場(chǎng)的地方自治的電網(wǎng),這樣可以間歇性地向陸上電網(wǎng)輸送大量的電力。

1月,德國(guó)政府斥資1.5億歐元,用于改善電力網(wǎng)絡(luò)的研究。去年,政府還宣布,將安裝長(zhǎng)達(dá)4000千米的高低壓電力線(xiàn)路,預(yù)計(jì)總輸電量能達(dá)到100億瓦特。

美國(guó)新澤西州普林斯頓大學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家RobertSocolow說(shuō),國(guó)外的電力能夠促進(jìn)Energiewende計(jì)劃的成功,因?yàn)槿绻聡?guó)遭遇無(wú)風(fēng)或是陰天,將會(huì)有來(lái)自其他國(guó)家的電力滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的需求。

一些公司已經(jīng)提出在撒哈拉沙漠建造太陽(yáng)能發(fā)電站的計(jì)劃,這樣可以獲得充足的陽(yáng)光以滿(mǎn)足歐洲的電力需求。由于兩大主要合作伙伴——西門(mén)子和博世相繼退出,這個(gè)計(jì)劃(沙漠技術(shù)倡議)在去年年底失去了勢(shì)頭。此外,能源分析師懷疑,德國(guó)或其他歐洲國(guó)家將愿意從政治上不穩(wěn)定的地區(qū)進(jìn)口大量電力。

來(lái)自卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究人員目前正在進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)地考察——觀察能否可以改變格平根市和弗賴(lài)阿姆特鎮(zhèn)1000名居民和商業(yè)客戶(hù)的消費(fèi)行為。這一試驗(yàn)得到了EnBW能源公司的支持。他們向消費(fèi)者發(fā)放能提供每時(shí)每刻的能源使用量和費(fèi)用信息的智能電網(wǎng)。這些信息在一天中會(huì)有巨大的波動(dòng)。研究人員的目的在于,觀察人們是否會(huì)利用這些信息來(lái)減少能源消耗。

Umbach說(shuō):“德國(guó)人將如何應(yīng)對(duì)這個(gè)新能源局面仍有待觀察。電腦是否會(huì)告訴他們何時(shí)洗滌和做飯?或者他們?nèi)匀皇歉鶕?jù)自己的意愿選擇炸肉排的時(shí)間?”

調(diào)研了所有Energiewende計(jì)劃可能遇到的障礙,Umbach不確定這一轉(zhuǎn)型能否像計(jì)劃的那樣盡快取得成功。但是他深信,由德國(guó)開(kāi)展的這個(gè)偉大實(shí)驗(yàn)是非常合適的。他說(shuō):“如果計(jì)劃失敗了,將會(huì)對(duì)德國(guó)造成負(fù)面的影響。但是如果它成功了,全世界將會(huì)受益。”