朱彤：如何消化能源转型带来的矛盾之德国镜鉴

“能源转型” (德语Energie-wende)一词最早可能出自1980年德国科学院出版的《能源转型：没有石油与铀的增长与繁荣》报告。该报告呼吁彻底放弃核电和化石能源。这一观点最初受到强烈反对，但后来逐渐变成德国能源政策的基本内容。2002年之后，“能源转型”的含义逐渐演变为“转向分布式可再生能源和能源效率”，并提出最终目标是建立100%基于可再生能源的能源体系。

 

德国能源天然条件并不好，除煤炭储量相对丰富外，石油和天然气基本依赖进口，总体能源自给率约为30%。为此，德国很早就提出向可再生能源转型的方向和发展目标，并取得较好效果。截至到2014年，德国电力消费中27.8%来自可再生能源，一次能源消费中有11.9%由可再生能源提供(含水电和垃圾发电)。值得注意的是，德国可再生能源发展“成绩”是在资源条件并不突出的情况下实现的。以光照条件为例，德国太阳能辐射量很低，光伏发电的年满负荷运行小时数只有800小时左右，仅为美国的50%。因此，德国当前的能源转型成绩和经验为世界广泛关注。为了更为全面和深入地理解德国当前能源转型，本文从德国能源转型的“大背景”出发，以近期(2020年)转型目标为标尺，对其转型进展进行全面评估。

 

能源转型背景

 

从大的历史视角看，到目前为止，人类社会经历和正在经历的能源转型有两次：第一次是植物能源向化石能源转型，第二次是化石能源向非化石能源转型。目前，欧洲主要国家的能源转型处于迈向“第二次能源转型”的入口。这一转型启动与发生，首先是随着水能、风能、太阳能、生物质能等现代能量“原动机”的发明和应用推广而逐渐展开的。然而，自21世纪初以来，随着人类对温室气体导致全球变暖机制及其危害认识的深化，第二次能源转型从一个“自发展开”的过程转变成“自觉推动”的进程。在这一大背景下，德国能源政策从单纯追求“能源供应安全性”转向抑制全球变暖，并把大力推动可再生能源发展作为防止全球变暖的最重要路径。

 

德国能源政策的这一转变，是其根据自身的能源供需状况变化做出的理性选择。具体包括两个方面原因：

 

一是德国主要化石能源消费进口依存度居高不下。德国传统能源资源特点是“富煤缺油缺气”(煤炭资源丰富，石油资源基本没有，天然气资源非常稀少)。因此，石油和天然气需求长期依赖进口。20世纪90年代以来，德国石油和天然气消费对外依存度长期居高不下。1990-2013年，德国石油进口依存度一直在 94.6%-100%波动，且没有明显下降迹象。同期，天然气进口依存度虽比石油低，但增长趋势明显，从1990年的75.6%增至2013年的 86.8%。

 

油气进口依存度长期居高不下，给德国能源安全带来很大压力，如何减少油气进口，提高能源安全就成为其能源政策长期主导目标，同时也使大力推动可再生能源发展—以可再生能源替代化石能源，推动能源转型的迫切性日增。正是在这样的能源供需状况变化背景下，德国自20世纪90年代初以来，启动了政策驱动可再生能源发展之路。不过，德国把“推动整个能源体系向可再生能源转变”确定为国家战略，并制定了能源转型的目标，是在2009年以后逐渐形成的。

 

二是德国能源总消费和人均消费自20世纪80年代初进入减量阶段。大致在20世纪80年代初，德国能源消费开始进入减量阶段。 1965-2013年，德国一次能源消费以1979年为界，分为递增和递减两个阶段。1965-1979年，一次能源消费从2.56亿吨油当量增至 3.71亿吨油当量，年均递增2.7%;1979-2013年，一次能源消费从3.71亿吨油当量减至3.25亿吨油当量，年均递减0.4%。

 

德国石油消费和一次能源消费的变化趋势相一致，且递减趋势更为明显。1965-1979年，德国石油消费从8630万吨增至16320万吨，年均递增 4.7%，超过同期一次能源增长速度;1979-2013年，石油消费从16320万吨减至11210万吨，年均递减1.1%，递减速度超过同期一次能源。相比之下，同期德国天然气消费依然处于递增阶段。1965-1979年，德国天然气消费从260万吨油当量增至5240万吨油当量，年均递增 23.9%;1979-2013年,天然气消费从5240万吨油当量增至7530万吨油当量，年均递增1.1%。可见，从1979年以来，德国天然气消费虽然增长速度大大降低，但递增阶段远未结束。而且，随着德国可再生能源转型的推进，其天然气消费甚至还会再次进入一个加速发展阶段。

 

总之，德国一次能源消费和石油消费进入“总量递减”和“人均递减”阶段，为推动可再生能源替代化石能源提供了良好的外部条件。

 

能源转型目标确立

 

德国当前能源转型的目标，是在推进可再生能源发展过程中逐渐提出和最终确立的。换句话说，德国不是一开始就提出可再生能源发展的宏大目标，而是首先确立了大力推动可再生能源发展方向，然后在一个渐进的过程中逐步提出分项、分阶段目标，从而使目标更具现实性。由于德国 1991年颁布的《强制输电法案》对可再生能源发展的推动效果非常有限。1998年，德国修订《强制输电法案》，引入“双限额”规定，即电力供应商购买可再生能源电力比例最高不超过其总供电量的5%，特定地区享受溢价补贴的可再生能源电力，占该地区总供电量的比例不超过10%。同时，德国政府还实施了重点可再生能源工程项目。比如，1999年1月，德国政府在欧盟推出欧洲“百万太阳能屋顶计划”战略框架下，宣布实施持续5年的“10万太阳能屋顶计划”，联邦政府为该计划提供4.6亿欧元财政预算。这些法案和项目对推动德国风力发电和光伏发电的发展起到了积极作用。

 

2000年，在德国北部地区可再生能源比例几乎都达到了上限10%后，《强制输电法案》的“双限额”规定从风力发电的促进因素，变成进一步发展的障碍。为此，德国2000年颁布推动德国可再生能源全面发展的《可再生能源优先法》。该法确立德国推动可再生能源发展的基本法律框架和政策措施。后来该法经过多次修改，在2009年修订版中正式提出，到2020年前可再生能源在电力消费中的占比达到30%。

 

除电力领域外，德国推动可再生能源发展的措施还拓展到交通、供热等主要耗能行业。2007年12月，德国修改燃气使用相关条例，设定了到2020年和2030年生物甲烷在德国燃气需求中的比例分别是6%和10%的发展目标。 2008年德国制定《可再生能源供热促进法》，提出可再生供热发展目标，即到2020年可再生能源占供热用能比重在14%以上。同时法律还规定了各种补贴和激励措施。

 

德国能源转型目标的确定，还受到欧盟层面法律和政策影响。2007年3月，欧洲议会将2020年欧盟可再生能源在全部最终能源消费中的占比目标设定为20%，其中德国的目标被设定为18%;将所有成员国生物燃料占全部欧盟运输用汽、柴油消费的最低比率设定为10%。2007年6 月，由德国主持的G8峰会原则同意，到2050年全球二氧化碳排放总量相比1990年将下降50%。

 

2010年9月，德国联邦经济和技术部在《能源方案》报告中，阐述了德国中长期能源发展思路，明确了到2050年实现“能源转型”的发展目标。2011年福岛核事故后，德国政府做出永久放弃核电的决定，正式提出将“能源转型”作为其能源政策的主导方针。

 

总之，德国关于能源转型的一整套国家长期目标基本在2010-2011年达成一致。其目标不仅仅具体或者与前面所提出的一致，而且有的目标在以前基础上有所提高。德国能源转型目标包括温室气体减排、能源效率(即能源消费减量)和可再生能源发展三个方面内容。可见，推动可再生能源发展是德国能源转型的重要内容，但不是唯一内容。概括地说，德国能源转型的总体目标是，到2050年，温室气体排放相对于1990年水平减少80%-95%，一次能源消费总量比 2008年减少50%，电力需求量比2008年减少25%，交通行业能源消费量比2005年减少40%，可再生能源占电力消费比重达到80%以上，占终端能源消费比重达到60%以上。最终实现化石能源主导的能源体系向可再生能源体系转变。

 

2020年能源转型目标进展评估

 

德国虽然在2010-2011年才正式将“能源转型”作为国家战略和能源政策的主导方针，但2000年《可再生能源优先法》就已经构建了推动能源转型的法律框架和激励措施，极大地推动了德国以风电和光伏发电为代表的可再生能源快速增长。我们对照德国能源转型的2020年的阶段目标，从可再生能源发展、能源效率和温室气体排放三个方面来讨论能源转型的进展。

 

首先，可再生能源目标完成2/3以上。2000年以来，德国可再生能源发展进入快速增长阶段。作为可再生能源发展的两个重要转型指标，可再生能源占电力消费的比重和可再生能源占终端消费的比重，目前已经完成2020年目标的2/3以上。

 

一是可再生能源电力消费份额目标完成近80%。20世纪90年代以来，德国可再生能源发电增长很快。1990年，包括水电、风电、光伏发电、生物质发电和其他可再生能源发电总量为19亿千瓦时，到2014年猛增至161亿千瓦时，24年增长7.5倍，年均增长9.3%。此相对应，德国电力消费中可再生能源份额也快速提升，从1990年的3.4%增至2014年的27.8%。2015-2020年，德国可再生能源在电力消费中的份额只需要每年以 3.9%速率增加，就能完成2020年35%的目标。二是终端能源消费的可再生能源份额目标完成近67%。与可再生能源发电相比，终端能源消费中可再生能源份额增加速度相对平稳，2004年以来没有出现加速增长迹象。2004年，终端能源消费中，包括电力、交通、供热等用能部门中，可再生能源占比为 5.7%，2013年这一比重增至12%，7年翻了一倍多。与2020年18%的目标值相比，目前转型目标的实现程度是66.7%。如果德国在2020年之前要实现终端能源消费中18%的可再生能源份额的目标，相当于在2015-2020年，可再生能源在终端消费中的比重年均增加0.9百分点。根据 2004年以来的发展情况看，2020年实现这一目标问题不大。三是供热与交通部门的可再生能源增长乏力。除电力外，供热和交通是终端能源消费的两个重要部门。然而，这两个部门的可再生能源发展与电力部门形成鲜明对比。从热力部门的可再生能源占比变化看，1990-2000年，从2.1%增至4%，接近翻番;2000-2009年则再翻一番，从4%增至8.5%。然而，从2009-2014年，热力部门可再生能源占比开始进入缓慢增长期，5年份额仅增加了 1.4%，达9.9%。虽然这一数值已完成了2020年供热部门可再生能源目标的70%，但进一步增长乏力的态势不容忽视。

 

德国交通部门的可再生能源发展不仅仅是增长乏力，而是倒退的问题。2007年之前，德国交通部门可再生能源占比增长很快：1990年仅为0.1%，2000年为 0.5%，到2007年猛增至7.8%，7年翻了14.5倍。然而，此后由于推广生物燃料受到德国民众的抵制，交通部门的可再生能源占比趋于下降，日益远离欧盟规定的2020年10%的目标。到2014年，可再生能源占比已减少至5.4%，且目前仍未看到复苏的迹象。

 

其次，能源消费减量目标进展缓慢。除可再生能源发展外，通过提高能源利用效率减少能源消费是德国能源转型目标的重要组成部分。德国能源转型的近期效率目标有3个，即到2020 年，一次能源消费量相对于2008年减少20%，电力消费量相对于2008年减少10%，交通部门能源消费相对于2005年减少10%。然而，从近几年的实际情况看，减量目标推进难度很大。

 

一是一次能源消费减量趋势初步显现。根据能源转型目标，德国一次能源消费以2008年能源消费量 14380PJ为基数，到2020年前绝对量减少20%。2014年，德国一次能源消费已降至13076PJ，6年消费总量下降9.1%。以此计算，相当于2008-2014年德国一次能源消费量减少已完成2020年目标的45.5%。仔细分析1990年以来德国一次能源消费的变化，可以看到：1990-2006年，德国一次能源消费量已呈现小幅波动，但均未超过1990年的最高值14905PJ。2006以来，下降趋势明显。 2006-2014年一次能源消费总量年均递减1.6%。而2020年完成一次能源消费总量减少20%目标，2015-2020必须保持年均递减2.1% 速率。因此，德国显然需要进一步加大减少能源消费的各种措施。

 

二是电力消费减量速度相对较快。与一次能源消费减量相比，德国电力消费量减量目标推进相对较快。以2008年电力消费量为基数，到2013年，电力消费量减少3.3%(年均递减)相当于实现了2020年转型目标(10%)的 33%。总体上看，德国电力消费2007年以来出现的下降趋势属于一个大的上升趋势中的下降阶段。因此，尽管电力消费减量的目标推进程度比一次能源要快，但反复的可能性也更大。

 

三是交通部门能源消费减量尚需时日。交通部门的能源转型目标是以2005年能源消费量为基数，2020年能源消费量减少10%。然而，与2005年相比，德国交通部门的能源消费量不仅没有减少，反而增加1%。

 

直观地看，1990年以来，德国交通部门能源消费变化以1999年为分界，呈现两个趋势性变化。1990-1999年呈明显上升趋势，1999年交通部门能源消费量比1990年增加16.9%;1999-2013年则趋于下降，2013年比1999年能源消费量减少6%。然而，在这一时期的下降大趋势下，2009年有一个止跌反弹态势。2009年德国交通部门能源消费量为2541PJ，是1993年以来的最低消费水平。但此后几年能源消费量开始回升，到2013年增加到2612PJ。这一水平与2006年水平相当，且与2009年相比5年增加2.8%。

 

然而，德国交通部门的能源消费不仅2009年以来处于小周期的上升阶段，而且同时也处于1990年以来交通能源需求的大的趋势性上升阶段之中。2013年交通部门的能源消费比1990 年要超出9.8%。基本上，只有当未来的能源消费比2013年减少11%以上的水平，德国交通部门能源消费减量阶段才真正开始。当然，到那时，交通部门能源消费2020年的转型目标也已经实现了。

 

再次，温室气体减排目标完成60%。1990年以来，德国的二氧化碳排放呈现出趋势性下降特点。 1990年，德国各类温室气体排放总量为1227百万吨二氧化碳当量，到2013年，温室气体排放量降至936百万吨二氧化碳当量，23年温室气体总排放减少23.8%。这一减排成绩，相当于完成2020年德国温室气体减排目标(40%)的60%。这一成绩已足以使德国进入温室气体减排“优秀生”行列。同期，欧盟国家二氧化碳平均减排水平为13.3%，而经合组织国家二氧化碳排放增加11.9%，非经合组织国家二氧化碳增加108%，世界二氧化碳排放增加 55%。

 

虽然自1990年以来德国温室气体排放量下降趋势明显，减排成绩也很可观，但从减排速率看，德国1990年以来的温室气体减排明显以2000年为界划分为两个阶段：1990—2000年为快速下降阶段，温室气体年均减排速度为1.86%，而2000—2013年为缓慢下降阶段，温室气体年均减排速度仅为0.64%，减排速度仅有第一阶段的1/3强。按照这一趋势，2020年减排目标完成难度很大。

 

通过对德国能源转型3 个指标实现程度的评比发现，德国能源转型的成绩并不如个别指标显示的那样耀眼。除可再生能源在能源中的比重，特别是在发电量和终端能源消费中的比重较高，2020年如期实现发展目标的可能性较大外，其余能源转型目标进展均不乐观，特别是一次能源消费总量削减目标和温室气体减排目标。交通部门中可再生能源燃料的份额近年来一直停滞不前，并且进一步提升的路径和措施也乏善可陈。预计到2020年，德国能源转型目标中，可再生能源占电力消费比重35%，占终端能源消费比重18%的目标不难实现，但一次能源消费总量和碳减排目标的时间恐怕有相当难度。