旨在大幅度削減溫室氣體排放的計(jì)劃盡管雄心勃勃，但是必須掃清一些技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的障礙。圖片來源： MICHAEL SOHN/AP

　　在斯圖加特郊外的一個(gè)工業(yè)倉庫，煤煙滾滾的場景即將成為過去，迎來的是德國綠色能源的光明未來。這里的電力—天然氣（P2G）試點(diǎn)工廠是同類型里全球最大的，其背后的研究有助于推動(dòng)德國走在清潔能源領(lǐng)域的前列。這個(gè)價(jià)值350萬歐元的項(xiàng)目的開發(fā)商說，P2G技術(shù)是一個(gè)理想的方式，來應(yīng)對太陽能和風(fēng)能發(fā)電不太穩(wěn)定的問題。在晴天或是有風(fēng)的天氣，多余的電可以用來制造甲烷，當(dāng)無風(fēng)或是天色黑暗時(shí)，這些甲烷可以被存儲然后燃燒發(fā)電。

　　對P2G存儲的探索是德國雄心勃勃的Energiewende計(jì)劃（又稱能源轉(zhuǎn)換計(jì)劃）的一部分，該長期計(jì)劃旨在治理和凈化德國的能源系統(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80%。

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

　　為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，德國目前每年投資超過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。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)德國專家認(rèn)為，技術(shù)障礙是可以克服的?？査刽敹蚶砉W(xué)院院長Eberhard Umbach說：“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)5億歐元的德國國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。美國科羅拉多大學(xué)波爾得分校的環(huán)境政策研究員Roger Pielke Jr說：“迄今為止，德國公眾表現(xiàn)出極大的意愿來為這次轉(zhuǎn)型買單，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?！?/p>

　　金錢和權(quán)力

　　在德國的鄉(xiāng)村，由于大額的補(bǔ)貼，昂貴的太陽能電池板覆蓋了超過100萬個(gè)家庭、農(nóng)場和倉庫。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，這為大力開發(fā)核能的德國政府敲響了警鐘。危機(jī)促使總理安吉拉·默克爾加快了減少對核能依賴的步伐。（2010年，德國1/4的電量依靠核電。）她立即關(guān)閉了8個(gè)核電廠，并承諾2022年之前關(guān)閉剩余的9個(gè)核電廠。突然間，德國需要加快開發(fā)可再生能源的步伐。

　　對于德國消費(fèi)者而言，這種轉(zhuǎn)變所帶來的成本增加是顯而易見的，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《可再生能源法》（EEG）是Energiewende計(jì)劃的法律依據(jù)，允許太陽能電池板和風(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，這些實(shí)際只值30億歐元，是德國民眾在為其中的差價(jià)買單。

　　EEG最早于2000年出臺，已幫助德國建造了更多的風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)，且數(shù)量遠(yuǎn)超其他發(fā)達(dá)國家。但是補(bǔ)貼正在電力市場引發(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。

　　德國施行的政策所造成的影響波及了整個(gè)歐洲能源市場。歐洲最大的能源供應(yīng)商之一——位于杜塞爾多夫的德國意昂集團(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Johannes Teyssen告訴股東，可再生能源“不受控的增長”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)，德國還受到很多外部力量的制約，例如美國天然氣生產(chǎn)的快速發(fā)展，這抑制了國內(nèi)對煤炭的需求。美國過剩的煤炭正在被運(yùn)往歐洲，在英國和德國重新掀起了一陣瘋狂使用煤炭的熱潮。由于對價(jià)格低廉的煤的進(jìn)口量不斷增長，2012年德國的溫室氣體排放量增加了近2%——這與之前長期下降的趨勢形成了巨大反差。德國聯(lián)邦政府環(huán)境部長Peter Altmaier明確表示，未來幾十年，需要煤電站來確保能源供應(yīng)。德國正在建造能生產(chǎn)110億瓦特電力的煤電站，并且正如德國先前計(jì)劃的那樣，目前約550億瓦特的產(chǎn)電量不會縮減。

　　煤炭使用的復(fù)蘇使德國不太可能實(shí)現(xiàn)其設(shè)定的2020年減排目標(biāo)。Pielke Jr說：“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上升?！?/p>

　　但是德國官員表示，即使排放量存在暫時(shí)的上升，但是這個(gè)趨勢終會得到扭轉(zhuǎn)。先進(jìn)的燃煤發(fā)電廠，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，將取代一些老舊的低效發(fā)電廠。

　　為了維持這樣的趨勢，綠色能源的成本必須下降。德國波茨坦氣候影響研究所負(fù)責(zé)德國和歐洲能源戰(zhàn)略的專家Brigitte Knopf說：“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?！?/p>

　　供應(yīng)和需求

　　風(fēng)能和太陽能發(fā)電的迅速崛起給電網(wǎng)運(yùn)營商帶來了一個(gè)噩夢般的場景。他們面臨著這樣的問題：當(dāng)有風(fēng)和陽光普照時(shí)，電力供應(yīng)源源不斷；但無風(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20萬次的停電都長達(dá)3分鐘以上，專家警告，重大斷電事故的風(fēng)險(xiǎn)越來越大。

　　為了使Energiewende計(jì)劃能成功開展，電網(wǎng)必須能負(fù)荷成千上萬的太陽能發(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，將安裝長達(dá)4000千米的高低壓電力線路，預(yù)計(jì)總輸電量能達(dá)到100億瓦特。

　　美國新澤西州普林斯頓大學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家Robert Socolow說，國外的電力能夠促進(jìn)Energiewende計(jì)劃的成功，因?yàn)槿绻聡庥鰺o風(fēng)或是陰天，將會有來自其他國家的電力滿足國內(nèi)的需求。

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

　　來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阿姆特鎮(zhèn)1000名居民和商業(yè)客戶的消費(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有巨大的波動(dòng)。研究人員的目的在于，觀察人們是否會利用這些信息來減少能源消耗。

　　Umbach說：“德國人將如何應(yīng)對這個(gè)新能源局面仍有待觀察。電腦是否會告訴他們何時(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，由德國開展的這個(gè)偉大實(shí)驗(yàn)是非常合適的。他說：“如果計(jì)劃失敗了，將會對德國造成負(fù)面的影響。但是如果它成功了，全世界將會受益。”?。ǘ戊т梗?/p>

　　來源：《中國科學(xué)報(bào)》