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中国可再生能源发展:需吸取西方教训

马识路 / 法国电力集团亚太区副总裁、前集团执行副总裁 / 2014-11-23

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马识路

马识路,法国电力集团执行副总裁、亚太区总裁

中国试图通过打造低碳电力产业来摆脱煤炭依赖的决心和努力值得赞许。很少有国家为可持续发展而采取如此有力的措施。中国的经济结构调整战略已在很大程度上降低了经济增长需要的能源密度。不止于此,政府更大胆地提出要在2005年的基础上,于2020年将单位GDP的碳排放降低40%。要实现这一目标,能源行业必须做出实质性的贡献。路径很清晰:只用“清洁煤”而且要少用;尽可能使用天然气,以及更多的核能与可再生能源。

在欧洲,我们称之为“能源转型”;而中国则称为向“生态文明”发展。这一路径的最终指向是实现均衡的多元化能源结构,以确保国家能源独立,提高能源利用率,在低碳的同时兼顾公众购买力。要实现2020年非化石燃料比重达到总能源消耗15%的目标(目前为10%),中国自然要全力以赴利用好水力发电优势,以及迅速发展中的核能产业与可再生能源。

如同在其他领域一样,中国在可再生能源领域已创造了很多世界纪录。它的风能与太阳能装机总量已是全球第一,并保持平稳增长。中国已建立起完整的新能源产业,创造了大量就业机会与出口份额。为了实现可持续发展,巩固壮大新能源产业,鼓励与支持是政府的自然选择。

但是,在做出事关重大的能源决策之前,中国的领导人需要仔细审视一下欧洲的经验。在这个旧大陆,公众对可再生能源的热情正慢慢降温。他们不得不承认,政府慷慨补贴所制造的“绿色泡沫”已然破裂,人们对可再生能源清洁、免费且不限量供应的幻想也随之破灭。欧洲正在渐渐从宿醉中醒来:绿色能源奇迹并未降临。

欧洲:惨痛的现实

幻想破灭来得很突然,尤其是在德国。为了在今年实现可再生能源发电达总发电量27%的目标,德国采取了最为激进的方式。但经济现实十分令人担忧,生态后果也事与愿违。政府不计后果全力支持太阳能与风能发展,导致民用电价暴涨,德国民众深受其苦。德国对可再生能源每年的补助总额高达200亿欧元,比中国政府对新能源的财政拨款总额(今年为66亿欧元)还要多,而德国新能源产业的规模远不及中国。

为了消除不满的民意,德国议员们在今年6月份投票通过大幅降低新能源产业补贴。过去几年,绿色发电的上网电价越来越低,充分暴露了这一行业的脆弱性。在太阳能行业,此前受政府财政补贴吸引而涉足新能源领域的企业现在纷纷财力不支。即使像西门子和博世这样的行业巨头也不得不在2012和2013年关停了太阳能业务,造成各自企业损失超过十亿欧元,几千名员工失业。

一方面是经济失利,一方面是环境收益变得不再诱人。德国风能与光伏产业确实打破了该国纪录,截至2014年5月11日午餐时间,75%的全国电力供应均来自风能与太阳能,前所未见。数字虽美,却于现实无补。在用电高峰时段,间歇性能源的弱点就暴露无遗。欧洲每年冬季夜幕降临时,供热及家用电器悉数开启,就会出现用电紧张——但此时太阳早已落山,有风无风也是未知数。为了应对这种尴尬的局面,德国政府必须重新建造应急调峰火力发电厂。结果就是:去年德国的二氧化碳排放量不减反增。这就是德国“绿色革命”的悖论:他们仍在使用煤炭。一边大上风电厂,一边重启火电厂,污染最大的褐煤使用量也出现上升。

造成这种处境的根本原因,是因为电力产业一条雷打不动的铁律:电无法储存,发出的电需要瞬间被用掉。

这一原理在早在爱迪生时代就已经有了,并仍旧左右着今天全欧洲的电力系统。由风力涡轮机和太阳能电池板板所产生的电流并入德国的高压电网,挤出了其他发电的来源。这些间歇式电流入网时随机性强,可预测性差,威胁着电网电压的稳定性。而更糟的是,这些受益于政府补贴的太阳能或风能发电,挑战了化石燃料发电厂与核电厂的竞争力。如果电力需求弱,在某一不可预见时段涌入电网的新能源发电可以使电价降至零。更加荒诞的一幕是:发电厂会付钱给消费者去用电,因为停止发电会赔得更惨——欧洲从此进入负电价时代。另一个后果是,火力发电厂不断亏损,但却比任何时候都重要。即便这些火电厂不发电时,欧洲政府也需要对其进行补助。“绿色革命”使得政府既要补贴可再生能源发电,还要补贴排放二氧化碳的常规火电厂。

中国:制定目标须脚踏实地

德国经验(相关文章)对于所有人都有现实借鉴作用。它提醒我们,能源产业有其基本原则。首先,多元化的能源组合不应全部破旧立新,也不应大规模地强加新的发电方式。另外,电网是互联的,尤其是在欧洲,在采取任何变化之前都要多方协商。能源转型必须循序渐进,立足长远。

新能源需要配套支持措施,尤其要克服间断性与技术上的挑战。

中国的新能源发展宏图也应该以此为鉴,以最大限度利用好其风能及太阳能潜力。以风能为例,中国目前3%的电力来自于风能。中国风电装机的发展潜力可达10亿千瓦,几乎相当于中国2013年底的电力总装机容量。目前中国的风电装机已经突破了1亿千瓦大关,并以年平均利用小时为2000小时的消纳能力稳步发展。

然而,中国风力发电潜能的发挥受制于地理上的难题。最适合建造风电厂的区域多集中在西部的高原与沙漠,距离用电负荷中心的都市群超过3000公里。因此,发展风电需要配套建造大规模的输电线路,将风电厂与电力消费区域连接起来。目前,由于缺乏长距离输送基础设施或本地无法消纳,大约20%-25%的风电无法并网,形成弃风现象。

另一个是发电节奏问题,如何为用电高峰贡献负荷,应对风向风速做详细分析研究,以确保发电时间与用电高峰相吻合。

储能技术在优化间歇式能源发电中起决定作用。在突破性的电池技术尚未问世之前,抽水蓄能电站与间歇式能源发电间存在着十分良性的互动。抽蓄电站备有上下水库。如果风力涡轮或太阳能电池板在电力需求不高时仍然发电,可用这些电能驱动水轮机,将水抽至上水库存蓄。在用电高峰时,上水库中的水便可推动水轮机发电。这一方法适用于水力资源丰富的中国南部。

由于可再生能源的利用,发电方式更加多元,电力出力也更为波动。因此,对于电网管理精度的要求更高,电网成为完全意义上的工具,智能、精确,用以管理不同的发电方式,使之与用电消费和变化相吻合。在尊重电力系统的平衡和协调性前提下,为新能源入网提供保障。

与此同时,中国还采取了一系列经济性的手段支持和鼓励能源转型。在“十三五计划”(2016-2020)中,对可再生能源补贴将设总额限制的政策受到期待,这是好的信号。以此希望业界提早规划适应。同样,对碳排放定价的机制有助于企业转型。2013年中国政府推出了第一个碳排放交易市场试点,朝正确的方向迈进。

除此以外,还应该改变用电消费模式,使消费更具弹性,更为理性,节约能源。中国政府已经采取了一系列措施,力求降低能源强度。电力行业尚有进步的潜力,比如如何在财富创造不减少的情况下消耗更少的电能。在节能服务领域中国是个“富矿”,这一行业的企业有着很大的增长潜力。

毋庸置疑,我们面临的不仅是工业结构调整,还有生活方式和社会选择的变化,这些都远远超出了单纯的技术考量,需要协商与科技普及。首先就是要对间歇性能源有正确的认识,不要对其潜力抱有不切实际的幻想。

要成功引入新能源是一个长期的任务,需要协调和渐进,绝非一蹴而就的革命。我们当然需要继续发展可再生能源,但是也不应该忘记更为宏观的目标——向低碳社会转型,理性使用能源。(冯素雯/译)