今年三月日本發(fā)生九級(jí)大地震連帶超大海嘯，導(dǎo)致福島一號(hào)核電站事故頻頻。福島這個(gè)核電站究竟發(fā)生了什么現(xiàn)在人們還不完全了解，但是無(wú)論如何核電的安全問(wèn)題再一次擺到了人們面前，核電的發(fā)展前景再次蒙上陰影。在日本核電站事故發(fā)生不久的三月十五日，發(fā)達(dá)國(guó)家中反核聲音最響的德國(guó)就暫停了八座核電站的運(yùn)行。五月三十日，德國(guó)索性宣布這八座1981年前開(kāi)始發(fā)電的核電站直接關(guān)閉，剩余的九座核電站也將在從現(xiàn)在起到2022年之前逐漸關(guān)閉。也就是說(shuō)，按照這個(gè)政策，德國(guó)將在十二年的時(shí)間里面逐漸告別核電，比原來(lái)的計(jì)劃提前了十四年。

　　歷史悠久的反核浪潮

　　核電在德國(guó)電力供應(yīng)中很重要，所占比例高達(dá)22%。2009年，德國(guó)總耗電量為5970億度，來(lái)自核電的就有1350億度。當(dāng)然這個(gè)數(shù)字已經(jīng)比2001年有所下降，2001年，德國(guó)核電的電量是1710億度，占總電量的29%。盡管核電在德國(guó)如此重要，德國(guó)的反核力量卻非常強(qiáng)大。早在1950年代，對(duì)核電的各種擔(dān)心就能在西德聽(tīng)到，到1960年代，一些反核聲音已經(jīng)導(dǎo)致了幾個(gè)核電項(xiàng)目在早期就被放棄。1970年代，德國(guó)民間的反核聲音已經(jīng)很強(qiáng)大，曾經(jīng)成功阻止了一個(gè)已經(jīng)完成了審批程序的核電廠的建造。等到1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故爆發(fā)后，德國(guó)的反核力量進(jìn)一步加強(qiáng)。1990年代末期，堅(jiān)持反核立場(chǎng)的綠黨進(jìn)入德國(guó)聯(lián)邦政府，反核終于成為政府政策。2002年，德國(guó)通過(guò)法案開(kāi)始對(duì)核電進(jìn)行限制，宣布將在2021年之前關(guān)閉所有核電站。這也就是德國(guó)核電在2001年達(dá)到頂峰后逐漸下降的原因。不過(guò)2007年俄羅斯的能源危機(jī)之后，默克爾政府開(kāi)始懷疑核電退出之后德國(guó)能源供應(yīng)的安全性問(wèn)題，這一懷疑導(dǎo)致2010年九月德國(guó)延長(zhǎng)了核電廠的服役期限，把退役期延長(zhǎng)到2036年。這個(gè)決定當(dāng)然遭到了德國(guó)反核力量的強(qiáng)烈抨擊。這次默克爾政府核電政策的再次變化，只不過(guò)基本回到了一年前的政策上。德國(guó)民眾對(duì)于核電問(wèn)題非常敏感，特別是日本核危機(jī)之后，為了選票起見(jiàn)，默克爾只能讓步。

　　核電需要逐漸淡出，俄羅斯的天然氣供應(yīng)的可靠性仍然是個(gè)未知數(shù)，默克爾這次提出的解決方案就是加大新能源的比例。這個(gè)政策與德國(guó)最近的發(fā)展也是一致的。2000年代，德國(guó)的可再生能源發(fā)展很快，太陽(yáng)能發(fā)電的裝機(jī)發(fā)電能力從2001年的195兆瓦增加到2009年的9677兆瓦，風(fēng)能從2001年的8734兆瓦增加到2009年的25813兆瓦，并且這兩種新能源的裝機(jī)能力仍然在高速增長(zhǎng)。到2010年，風(fēng)電、太陽(yáng)能、水電、生物質(zhì)等加在一起，德國(guó)已經(jīng)有17%的電力來(lái)自可再生能源，默克爾計(jì)劃到核電完全退出之前把這個(gè)比例增加到35%。由于德國(guó)水電潛力有限，生物質(zhì)能總量不足，目前占總供電量8%多一些的風(fēng)電和太陽(yáng)能就會(huì)是發(fā)展的重點(diǎn)。當(dāng)然，綠黨仍然說(shuō)，這個(gè)比例不夠。

　　無(wú)法完全依靠的清潔能源

　　但是默克爾政府原來(lái)的擔(dān)心是很有道理的，風(fēng)電和太陽(yáng)能比例的過(guò)高的確會(huì)導(dǎo)致能源供應(yīng)不穩(wěn)定，因?yàn)轱L(fēng)能和太陽(yáng)能的最大問(wèn)題就是來(lái)源不可靠。人類用電有一定的基本規(guī)律，在同一天內(nèi)，用電量也有一個(gè)很明顯的波峰波谷，一般的，隨著上午上班，用電量開(kāi)始增加，一直持續(xù)到前半夜，晚上九點(diǎn)十點(diǎn)以后，用電量才開(kāi)始下降，到后半夜最低，如此反復(fù)。電這種能源形式是非物質(zhì)的，發(fā)出多少電就需要用掉多少電，供電與耗電需要基本平衡，否則電網(wǎng)的穩(wěn)定性就會(huì)受到威脅，這樣，發(fā)電量同樣需要一個(gè)波峰波谷。核電、火電由于使用了來(lái)源可靠存儲(chǔ)方便的物質(zhì)能源作為能源材料，其發(fā)電能力是可以隨時(shí)調(diào)節(jié)的，需要多少，就可以在很短的時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)成多少，可以說(shuō)是召之即來(lái)，揮之即去，對(duì)于穩(wěn)定電網(wǎng)，保證足夠的電力供應(yīng)貢獻(xiàn)巨大。

　　但是風(fēng)電和太陽(yáng)能就要麻煩了，特別是風(fēng)電。風(fēng)在可以預(yù)期的將來(lái)仍然是超出了人們控制能力的東西，風(fēng)大的時(shí)候，風(fēng)電會(huì)多得你用不掉，這還不算大問(wèn)題，畢竟風(fēng)電多了可以通過(guò)降低火電等高碳排的能源比例來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié);但是風(fēng)小的時(shí)候，如果還趕上用電高峰，那可就很令人頭疼了。此外人們對(duì)于風(fēng)的預(yù)測(cè)仍然掌握很少，對(duì)于風(fēng)電的供應(yīng)缺乏可靠的預(yù)測(cè)機(jī)制，風(fēng)電本身的波動(dòng)性和不可靠性，就可電網(wǎng)本身的穩(wěn)定性帶來(lái)了很大的問(wèn)題。

　　太陽(yáng)能在這方面要比風(fēng)能略好一些，因?yàn)橹辽偬?yáng)光照的變化是有一定規(guī)律的，是可以進(jìn)行長(zhǎng)期短期預(yù)測(cè)的。隨著太陽(yáng)日照的周期變化，太陽(yáng)能每天都有一個(gè)供電波峰波谷，不過(guò)很可惜，這個(gè)波峰波谷與用電的波峰波谷在時(shí)間上仍然有很大的差異，并不能與實(shí)際用電的峰谷重合。比如夜晚仍然是用電高峰，太陽(yáng)能這個(gè)時(shí)候的貢獻(xiàn)率基本上是零。在理論上，風(fēng)能和太陽(yáng)能結(jié)合在一起，可以削平一些供電的變化，風(fēng)能的廣泛分布也會(huì)削平一些供電的波動(dòng)，但是要是連續(xù)來(lái)上幾個(gè)沒(méi)什么風(fēng)的陰雨天，風(fēng)能和太陽(yáng)能可就都無(wú)能為力了。雖然這種情況并不是經(jīng)常發(fā)生，但是一年里面發(fā)生個(gè)幾次的可能性還是有的，電網(wǎng)必須為這種情況進(jìn)行準(zhǔn)備。這個(gè)時(shí)候，就只能依靠隨叫隨到的能源來(lái)出力了。即能隨叫隨到又清潔低碳的電力形式是水電，有一些國(guó)家負(fù)責(zé)平衡風(fēng)能太陽(yáng)能供電的就是水電。但是由于德國(guó)自身的水電潛力不足，目前做這個(gè)工作調(diào)節(jié)的，主要就是火電和核電。

　　也就是說(shuō)，在設(shè)計(jì)電網(wǎng)的時(shí)候，雖然在技術(shù)上可以允許比較高比例的風(fēng)能、太陽(yáng)能的存在，但是為了預(yù)防這種兩者同時(shí)供能不足的情況，仍然需要建造大量的可靠能源作為備份，來(lái)保證能源的連續(xù)供應(yīng)。換句話說(shuō)，電網(wǎng)要求設(shè)計(jì)成可以在風(fēng)電和太陽(yáng)能貢獻(xiàn)很少的情況下仍然可以運(yùn)行，甚至風(fēng)電和太陽(yáng)能完全沒(méi)有貢獻(xiàn)，也不能影響供電。因?yàn)槟壳霸诘聡?guó)承擔(dān)這個(gè)任務(wù)的主要就是火電和核電，一旦核電從德國(guó)電網(wǎng)中退出，那么一個(gè)很直接的問(wèn)題就是，誰(shuí)來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)空缺?

　　仍然無(wú)法實(shí)用的蓄能技術(shù)

　　如果風(fēng)能和太陽(yáng)能可以存儲(chǔ)起來(lái)，問(wèn)題就不大了。風(fēng)能太陽(yáng)能充足的時(shí)候，把多余的電力存下來(lái)，等到供電不足的時(shí)候使用，這樣，風(fēng)能和太陽(yáng)能自己就可以成為電網(wǎng)的主力。這方面，一些離島的應(yīng)用，小規(guī)模的示范，已經(jīng)顯示了實(shí)施的可能性。不過(guò)到目前為止，大規(guī)模能量存儲(chǔ)的技術(shù)仍然無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用要求。

　　目前唯一可靠的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是水電蓄能，做法就是在發(fā)電量多于用電量的時(shí)候，用電把水提到數(shù)百米的高處，利用水的勢(shì)能把這些多出來(lái)的電力存儲(chǔ)起來(lái);等到發(fā)電能力不足的時(shí)候，就可以把這些放在高處的水流下來(lái)，同時(shí)把勢(shì)能轉(zhuǎn)變成電能進(jìn)行發(fā)電。這個(gè)過(guò)程的能量效率受到多種因素的影響，比如所使用的設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，水的揮發(fā)，實(shí)際的地形條件等等，一般總的來(lái)講，在70%到85%的水平，還算是不錯(cuò)的。這個(gè)技術(shù)本身也非常成熟，早在1930年代就有了實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)蓄能方法的另外的好處，就是水電對(duì)于電力需求的響應(yīng)非常快，可以在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)就消耗掉多余的電量，或者發(fā)出所需要的電量，而作為能量調(diào)節(jié)主力的火電，改變發(fā)電能力往往需要幾分鐘的時(shí)間，不如水電便捷。對(duì)于電網(wǎng)來(lái)講，越快速地實(shí)現(xiàn)電力的供需平衡，對(duì)于電網(wǎng)的沖擊就越小，供電也就越加穩(wěn)定。因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，水電蓄能已經(jīng)在世界得到了廣泛的應(yīng)用，總裝機(jī)能力已經(jīng)超過(guò)104GW。

　　但是水電蓄能的儲(chǔ)能密度很低，成本很高。把一立方米的水提高到100米的高處，所存儲(chǔ)的能量?jī)H僅有0.27度電，這樣，要存儲(chǔ)大量的電力，就需要非常大的庫(kù)容，非常高的高度差。由于工程量浩大，水電蓄能只能在合適的地形來(lái)施工以降低成本，這樣，其應(yīng)用對(duì)于地形就有很大的要求，可以應(yīng)用的地點(diǎn)有限，盡管如此，施工成本仍然昂貴。比如德國(guó)最大的Goldisthal蓄能水電站，可用庫(kù)容有1200萬(wàn)立方米，但是只能存儲(chǔ)850萬(wàn)度的電量。這個(gè)蓄能水電站的發(fā)電能力是1060兆瓦，僅是德國(guó)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電能力的3%。這個(gè)項(xiàng)目是經(jīng)過(guò)了十?dāng)?shù)年時(shí)間的論證，長(zhǎng)達(dá)七年的施工才得以完成，總耗費(fèi)6億歐元。這個(gè)規(guī)模的蓄能水電站，德國(guó)目前只有三個(gè)，其他的水電蓄能項(xiàng)目規(guī)模要小很多。這些水電蓄能項(xiàng)目加在一起，德國(guó)目前的水電蓄能能力只有6600兆瓦，不到目前風(fēng)能和太陽(yáng)能裝機(jī)能力的20%。如果德國(guó)計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電能力，同時(shí)依靠水電蓄能來(lái)彌補(bǔ)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性，就需要把目前的水電蓄能規(guī)模擴(kuò)大十?dāng)?shù)倍。德國(guó)可能很難找到這么多適合水電蓄能的地點(diǎn)，也難以實(shí)現(xiàn)這種規(guī)模的投資。也就因?yàn)檫@個(gè)原因，世界上目前的水電蓄能仍然主要用于電網(wǎng)的短時(shí)間調(diào)峰，無(wú)法用于大規(guī)?？稍偕茉此l(fā)出的電量的存儲(chǔ)。水電蓄能，顯然不能完全解決核電退出后德國(guó)電力供應(yīng)的安全問(wèn)題。

　　水電蓄能至少已經(jīng)成功在數(shù)千兆瓦的級(jí)別上有了成功應(yīng)用，其他的蓄能方式就距離大規(guī)模應(yīng)用非常遙遠(yuǎn)了。電池是民用小規(guī)模蓄能最普遍的方式，也已經(jīng)有了數(shù)十兆瓦級(jí)別的應(yīng)用，在一些偏遠(yuǎn)、離網(wǎng)的地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際使用。但是總體而言，傳統(tǒng)的蓄電池蓄能仍然是一個(gè)費(fèi)用昂貴、維護(hù)成本高昂、使用壽命有限的方法。當(dāng)然這方面的技術(shù)進(jìn)步是有的。一些新的電池形式，比如液流電池和液態(tài)金屬電池等也已經(jīng)開(kāi)始了數(shù)十兆瓦級(jí)別的工業(yè)嘗試，體現(xiàn)出了相對(duì)傳統(tǒng)蓄電池的優(yōu)點(diǎn)，特別是成本優(yōu)勢(shì)，顯示出了其用于電網(wǎng)蓄能的潛力;空氣壓縮和飛輪蓄能也已經(jīng)在小規(guī)模有了成功應(yīng)用;熔巖蓄能、冰凍蓄能、化學(xué)能蓄能等也已經(jīng)有了小規(guī)模蓄能?chē)L試，也有一定的工業(yè)化前景。但是所有的這些，工業(yè)化應(yīng)用都是在剛剛起步，實(shí)際應(yīng)用規(guī)模并不大，技術(shù)要完善到數(shù)千兆瓦甚至數(shù)萬(wàn)兆瓦的級(jí)別，還需要很長(zhǎng)時(shí)間的工業(yè)實(shí)踐和大量的資金以及人力投入，要真正解決德國(guó)數(shù)萬(wàn)兆瓦級(jí)別的電力儲(chǔ)存問(wèn)題，還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。當(dāng)然，德國(guó)的科技實(shí)力雄厚，同時(shí)由于日本也準(zhǔn)備放棄核電，自身缺少能源的科技大國(guó)日本同樣需要面臨蓄能技術(shù)的問(wèn)題，兩個(gè)國(guó)家都肯定會(huì)加大這方面的研發(fā)投入，大規(guī)模蓄能領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步應(yīng)該會(huì)加快不少。但是科學(xué)研究、工程方法有其自身的發(fā)展規(guī)律，要利用這些技術(shù)幫助德國(guó)在2022年之前就解決大規(guī)模電網(wǎng)蓄能問(wèn)題，基本上是不可能的。

　　沒(méi)有可以使用的大規(guī)模蓄能技術(shù)，為了保證德國(guó)的電力供應(yīng)，要么就需要擴(kuò)大火力發(fā)電規(guī)模，要么就需要依賴歐洲電網(wǎng)。德國(guó)是歐洲的用電大戶，占到全歐洲用電量的12%，在所處的歐洲中西部所占比例更高。由于西歐跨越時(shí)區(qū)并不多，德國(guó)自己的用電高峰期基本上就是歐洲中西部的用電高峰期，真正缺電的時(shí)候，很可能根本無(wú)法從歐洲電網(wǎng)補(bǔ)充到足夠的電力，要得到能源安全的保證，只能盡可能自己來(lái)想辦法。即使能夠從歐洲電網(wǎng)得到支持，歐洲電網(wǎng)里面的核電比例可不低。目前在歐洲與德國(guó)一起宣布退出核電的只有瑞士，不過(guò)瑞士目前是在使用核電，同時(shí)出口水電賺錢(qián)。退出核電對(duì)于瑞士來(lái)講，不過(guò)就是減少一些水電的出口，實(shí)際上降低了德國(guó)可以購(gòu)買(mǎi)的電力的清潔程度。在德國(guó)周邊，其他國(guó)家并沒(méi)有放棄核電的計(jì)劃，特別是核電大國(guó)法國(guó)。如果德國(guó)迫于降低溫室氣體排放的壓力不擴(kuò)建火力電廠，那么從法國(guó)或者周邊國(guó)家購(gòu)買(mǎi)核電很可能就是一個(gè)重要選擇。但是自己放棄核電，卻從鄰居那里購(gòu)買(mǎi)，甚至指望其他國(guó)家增建核電廠來(lái)確保自己的能源安全，說(shuō)起來(lái)怎么也不好聽(tīng)的。

　　高昂的電力成本

　　擴(kuò)大蓄能項(xiàng)目規(guī)模也好，擴(kuò)大火力電廠建設(shè)也好，這都意味著德國(guó)在加大建設(shè)昂貴的風(fēng)電和太陽(yáng)能項(xiàng)目的同時(shí)，需要為這些清潔的發(fā)電能力提供一個(gè)可靠的備份。這樣，即使風(fēng)能、太陽(yáng)能因?yàn)榇笠?guī)模工業(yè)應(yīng)用、技術(shù)逐漸成熟而導(dǎo)致建造單價(jià)逐漸下降，電網(wǎng)的總的電力投資成本仍然會(huì)高居不下。投資成本的增高就必然會(huì)導(dǎo)致德國(guó)電價(jià)的增高，進(jìn)而影響到德國(guó)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。這本來(lái)也就是德國(guó)工業(yè)界對(duì)放棄核電的擔(dān)心，也是默克爾政府曾經(jīng)的擔(dān)心，去年默克爾政府宣布延長(zhǎng)核電廠服役期限，就是基于這個(gè)考慮。但是現(xiàn)在默克爾為了選票，顯然已經(jīng)顧不得這些了。

　　實(shí)際上，不用等到2022年，德國(guó)的電力供應(yīng)就已經(jīng)要出現(xiàn)問(wèn)題了。由于今年突然關(guān)閉八座核電站，德國(guó)根本沒(méi)有為這些供電能力的缺失進(jìn)行準(zhǔn)備。蓄能也好，清潔能源也好，項(xiàng)目的建設(shè)期都需要數(shù)年，最近幾年能夠立刻彌補(bǔ)供電缺口的，只有依賴煤炭的火電。這樣，德國(guó)今年的二氧化碳排放量就肯定會(huì)是個(gè)問(wèn)題。已經(jīng)有分析人士認(rèn)為這八座核電站的關(guān)閉會(huì)帶來(lái)每年四千萬(wàn)噸的二氧化碳排放，很可能會(huì)影響到歐盟碳排交易體制內(nèi)的碳排放許可需求，推高碳排放交易價(jià)格，為整個(gè)歐盟增加負(fù)擔(dān)。此外，關(guān)閉這八座核電站，德國(guó)每年會(huì)有十億歐元的稅收損失，依賴這些稅收維持的一些清潔能源項(xiàng)目，很有可能受到影響;如果維持這些投入，那么就會(huì)增加政府的財(cái)政負(fù)擔(dān)。進(jìn)一步的，由于所關(guān)閉的核電站所處的地理位置問(wèn)題，德國(guó)的全國(guó)供電面臨失衡，有可能到今年冬季局部地區(qū)就會(huì)出現(xiàn)供電不足的問(wèn)題。雖然默克爾聲稱放棄核計(jì)劃的決定是超越黨派的，所作出的決定是不可逆的，但是這樣的政策究竟能夠堅(jiān)持多久，還真的需要拭目以待。