陶光远：The Practice of Germany‘s Energy Transition and Its Implications for China

编者按：2023年9月12-14日，以“绿色 持续 共生 向新”为主题的“第五届未来能源大会”在江苏常州武进召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，中德可再生能源合作中心执行主任陶光远发表了《The Practice of Germany's Energy Transition and Its Implications for China》的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

陶光远：首先非常感谢大会主持人李若梅老师邀请我来作这个演讲。尊敬的周院士、黄会长，尊敬的朱总，尊敬的各位同行们，大家下午好。我今天讲的题目是“智慧能源是构建新型电力系统的关键”，我是来自中德可再生能源合作中心的陶光远，我是执行主任。

我同时也是德国能源署驻北京办事处的主任，我简要介绍一下德国能源署不是管常规能源的，它是2000年为了实现能源转型，2000年是德国能源转型的元年，社民党的领袖施罗德和绿党1998年竞选成功担任总理，2000年正式开始能源转型，就成立了这么一个机构，我们这个机构据说除了世界气候保护组织之外，全世界最大的气候保护的咨询机构，我们这个机构的一个特点是上管天、下管地，也就是说既管政策、法律等等各方面的制定、市场的推广，同时还有一个很重要的任务，就是做技术经济性的分析，我们有点像能源研究院，不是像能源电力科学院，不像周院士在的那个单位。德国有一个特点，不可能说向其他国家学习来制定我的政策，因为他是能源转型的领头羊，所以他必须对技术进行技术经济性的论证，这个技术能不能进行推广，这个技术如果要示范经过多长的时间才能经济性，大概有三百人做这个工作。

我们在中国开展了非常多的活动，从2004年开始我就负责德国能源署在这方面的工作，也是负责19年了。我们在中国做了非常多的项目，比如说大家知道的被动房，超低能耗建筑，就是我协助当时的德国能源署的署长斯蒂芬科勒引入到中国的，2015年以前中国所有的被动房没有一个例外，所有的都是德国能源署提供的咨询，包括我们给最大的一桶油最近还提供了氢能发展战略等等。比较有名的一件事情就是大气污染治理，这里面有很多故事我就不说了，大家在网上找一下，有很多很有意思的事情，也有很多有争议的事情。

我们简单看一下德国能源转型的三大支柱，第一个就是节能，当时德国能源转型初期，可再生能源还是比较贵的，所以德国重点就是节能，其次是通过可再生能源的示范，有限的示范利用来努力降低可再生能源的成本，大概在2014年的时候，德国已经意识到，大概在2020年风光电成本就能低于煤电，所以从2014年开始德国宣布进入能源转型2.0时代，也就是说把工作重点从节能转移到怎么样开发可再生能源方面，当然节能还继续做，但是这个重点就转向利用可再生能源。当然可再生能源出现了一个很大的问题，就是波动问题，我们后来讲到。还有一个就是在不能使用电能的地方要使用氢能，主要四个领域，冶金、化工，一部分交通运输能源，还有一个就是补偿发电。

德国能源转型的目标实现的是非常顺利的，当时是斯蒂芬科勒，既是我的老师，也是我的朋友，也是我的顶头上司，他和现任总统施泰因迈尔，施泰因迈尔当时是施罗德的州办公厅主任，他们两个牵头为施罗德制定了竞选纲领，2000年又制定了能源转型计划，我不得不说非常佩服这一代人，非常有前瞻性的一代人，他们在2000年制定的目标，说以1990年德国碳达峰的时候的碳排放为基准，到2020年减排40%，到2050年减排80%，2020年那一年，德国非常精准的二氧化碳减排40%，误差不超过1%。2020年的时候，德国同时宣布德国能源转型目标提前，原来是2050年80%提前到2045年超过95%，所以我们很佩服这一代有远见的专家。

大家也知道二氧化碳排放主要集中在三个领域，工商业、交通运输和建筑，有两个重要的二次能源，一个是电能，这没有什么说的，一个是氢能，氢能将来占的比例会比较低，悲观的人说占15%，乐观的人说占20%，甚至20%多一点，不管怎么说氢能是一个新秀，引起了大家的重视。德国是一个在发达国家中，和中国的能源结构、用能特点很相近的国家，富煤、缺油、少气、重工业非常重，所以德国的经验和教训，中国人特别重视来学习。

我们今天的时间关系只重点谈一下发电领域，这是以前的发电领域，这个是实现碳中和的主线，首先是节能，因为成本比较低，所以从它开始，节能完了用可再生能源怎么用?用电能，当时就已经预计到风光电就很便宜，干脆电能化简单，然后可再生能源化，可再生能源最主要的问题是波动，就要靠智慧能源来解决，最后剩下不能用电能解决的问题用氢能解决，这个路线是非常清晰的。这个用字的大小就说明了现在能源转型中的任务艰巨，我想时间关系我就不细说了，我这个PPT文件不能给出去，我们单位说了给出去要审查，所以你们需要拍照就拍照，你们拍照没问题，但是我要给出去，听说有人告状，上次就告我一状，说我说了一句话不合适，我们单位是央企，有人告状我还受不了，所以我讲话可以讲，我给出去就麻烦了。

这个是德国能源转型，大家看风光电的比例到2020年就接近40%了，特别是2020年当时疫情的原因，德国风光电的比例发电量功率都是超过了40%，德国的电网还是很稳定的。这也是它的计划，大家认为它的计划可以提前实现，到2030年可再生能源达到80%。大家也都知道现在实现可再生能源比例高成本已经不是问题，这是在中国的风电成本，这是光伏的成本，这个都没有任何问题了，今天这些都不用讲了。现在的大问题是波动，这也是德国2020年就出现可再生能源发的电已经超过了总用电的负荷，这是今天要解决的主要问题。中国也出现这个问题，第一次出现负电价就在山东，也就是2022年出现了。

我们要解决什么问题呢?一年8760个小时，未来大概有50%多一点的时间是电力不够，电力不够指的是风光电发完以后电力不够，还有40%多的时间是过剩，其实我们要做的工作就是把过剩时间的用电移到电力不够的时候用，把电力发电移到电力不够的时候发电，基本说要求灵活性是50%左右。于是就出现了一个新家族，这个我认为讲的是最全面的一个图，今天的电力结构就是这样的结构，特别是智慧能源，这个新家族里面有智慧发电、智慧用电，还有储能，我要跟大家说明的一点智慧用电占的比例是最高的，只不过搞电力系统的人对用户不太熟悉，我马上会讲一下这个问题出在什么地方。

于是乎智慧能源就是四大金刚，存储、消纳、补偿，还有更大的电网。现在中国智慧能源的主力是什么呢?很遗憾，我们用了两个很昂贵的办法，一个是蓄电池，一个是抽水蓄能，这两个这么高的成本作为储能，就大大提高了我们能源转型的成本，这是现在的一大问题。德国不走这条路，我们再看一下电池，我们现在电池配的很少，如果要配的话，一个千瓦应该是配两个千瓦时，我们现在都是配0.4、0.6，最多的时候山东配的0.8，实际上真正要满足电力系统，要两个千瓦时，我们现在都把这个重担压到电网上去，结果电网没办法，就拿手里仅有的这点煤电和气电来进行调节，所以说这个事情很麻烦，大风光基地居然配煤电，真是意想不到，将来怎么办?将来要实现碳中和这些煤电到哪里去，这是很大的一个问题。

德国怎么办?德国经过研究发现终端用能50%是冷和热，还有一部分是机械能，是汽车用的，将来是氢和充电，这一部分占到总用能的75%，都是可以灵活用能的，今天之所以觉得缺乏智慧能源去调节，是因为今天的电力系统提供的这部分能源不是给它们的，它们现在直接用的是化石能源，所以大家不熟悉，找不到灵活能源在哪儿，找不到调节能源在哪儿，所以才上电池。德国是从2004年，我印象特别深刻，有一个工程师跟我说，那一年默克尔还当德国最北部的一个州的环境部长，他当时攻击施罗德的政策，他说他是物理学博士，他说风光电顶多4%就不行了，另外我们开大会，那个工程师很激动的说，自人类工业革命以来，从来没有这么便宜的能源，你想那个能源会便宜到0，就是风光电过剩，2004年人们就预见到风光电将来有0电价，怎么办?整个工业要进行改变，使用波动的风光电，我们中国的工业到今天为止还在睡觉，还没有在研究怎么使用波动的风光电，只有很少部分的人在研究，这一部分的人不是搞电力系统的人，是每一个工业的工业工程师要研究的这个问题，这是中国今天能源转型的困难所在。

当然了，这个需要拿电价来进行调整，所以德国也实行灵活的电价，刚才黄会长讲的，就是不要靠政府，主要是不靠调度调节，德国电力市场主要靠价格调节，不是靠调度调节，当然它有一个特殊的情况，它有基本单元，时间关系就不讲了。

德国用什么储能更便宜?啤酒储能，德国的啤酒发酵45天以上，中国的啤酒不好喝，是发酵15天以下往里面掺大米，德国不让掺大米，中国掺大米就发酵快，45天以上就有大量的啤酒，很简单一度的温差来做存储，电多的时候拼命的制冷，等到没电了就不制冷，用一度的温差，在德国整个啤酒加起来，50千瓦时的电池一分钱不要，0成本，另外德国电厂都进行了改造，都搞了储热罐，时间关系我也不说了。

我们再讲一个零碳园区，我们经常讲到EUREF，基本上使用风光电，然后有少量的用了沼气、热电联供，这是它的能源结构，这是它的能源站，最主要的是这张图，这个事情就决定了怎么样做，把灵活用能做到50%，一个城市能做到50%，我曾经听说了上海总结自己说灵活用能5%，德国说一个城市园区50%，差了10倍，这就是德国为什么有底气说我能2030年80%能使用可再生能源，原因就是我有便宜的调节能力，很简单50%基本是0成本，我就拿建筑物，因为新建建筑，混凝土新储能、混凝土新储冷、电动汽车智能充电，汽车一停车接了慢速充电桩，就是智慧能源。这是很典型的，非常可惜，2020年因病去世，整个EUREF是他主持设计的，德国的能源转型也是他设计，这是一个非常杰出的工程师，既能设计一个国家的能源转型，又能设计一个园区、一个建筑、一个城市的能源转型，做到零碳园区。

最后讲三个问题，谁是能源转型的最大收益者?经常有人讲发达国家整我们，就像我们进WTO一样，说进了WTO要倒霉，现在西方在议论最大的受益者就是中国，中国是全球气候保护、能源转型最大的受益者。第二发达国家为什么不兑现援助?很简单，可再生能源已经很便宜了，比化石能源还便宜，不给你援助也得用它，第二我给你钱，你拿去买中国的光伏组件，我脑子是不是进水了，所以说我估计气候谈判以后这事都没了，发达国家慢慢钱基本就不给了。最后是一个最敏锐的问题，中国哪一年会实现碳达峰?说实话我的个人看法2024年到2026年，我把这张图给大家，大家拍一下慢慢看，很多人有争议，我们的光伏确实非常了不起，我们只要达到2.6，大家看一下，只要达到红线那个高度，那一年就达峰了，大家看这张图觉得那一年应该是哪一年，那一年就达峰了，是一个非常保守的分析，我总结的是4亿吨，其实比4亿吨还少，所以我的看法是中国很快就会达峰。

最后我想说一下开发智慧能源的关键词，不要问电网为我做了什么，而要问我为电网做了什么，大家都把调节的责任都往电网身上推，这是非常不公正的，所有的人都要上网，没有人关心我怎么给电网做调节，所有的用电户将来都是调节者。最后说我不是电网的托儿，我也没拿电网的钱，谢谢大家。