碳达峰与减排无关，目前仍高度依赖传统化石能源，电费为欧洲之最，高电价正在将德国和欧洲拉入能源贫困，德国能源转型具有研究意义。本文来自微信公众号：全说能源（ID：wang_20180707），作者：王能全，题图来自：视觉中国
德国，可能是国人比较熟悉的国家，满大街的奔驰、宝马、奥迪和大众汽车基本上就等于德国，还有贝多芬、足球和数不过来的科学家、哲学家等等。作为世界第四大经济体和高度发达的工业化国家，德国是世界主要能源消费大国之一，2010年推出“能源转型”以来取得了较好的成效，给世人的印象是气候和减排的模范生。
但事实上早在约50年前，德国就已碳达峰，今天能源消费仍然高度依赖传统的化石能源，不断上涨的电力价格更令人垢病。作为高度发达工业化国家德国的案例说明，人类社会要实现能源转型任重而道远。
雄心勃勃的能源转型和高调的气候中性
根据世界银行和国际货币基金组织等机构的数据，2020年德国国内生产总值为3.8万亿美元，排名美国、中国和日本之后，是世界第四大经济体；人口约8300万，人均国内生产总值4.57万美元，排名世界第19位，是高度发达的工业化国家。
德国的能源转型，德语是Energiewende，源于2010年德国政府发布的“能源政策（Energy Concept）”文件，2011年又进行了补充完善，核心的目标是到2050年，德国的能源体系转变为高效的、可再生能源主导的低碳和无核化能源系统，主要的目标包括三个方面：效率优先原则下，减少所有行业的能源消费；只要有经济和生态意义，就直接使用可再生能源；以可再生能源为基础的电力，来满足剩余的能源需求。
2014年12月，德国政府批准了《气候行动计划2020》，其中包括超过100多项措施，诸如《能源效率国家行动计划》（NAPE）、《环境友好建设和房屋战略》等。2016年，德国政府发布了《气候行动计划2050》，重申了“能源政策”中2050年的排放目标路径，提出了到2050年基本实现温室气体中性（减排80%～95%）的长期愿景。2019年3月，德国组成了由总理领导的气候内阁。2019年9月20日，德国政府发布了《气候行动计划2030》，并于2019年12月通过了一系列应对气候问题的具体政策措施。
综合上述有关文件，为了实现能源转型，德国政府计划，以2008年为基准，2020年德国一次能源消费要下降20%，2050年要下降50%；以1990年为基准，2020年德国温室气体排放要下降40%，2030年要下降55%，2050年要下降80-95%；来源于可再生能源的发电，2020年至少要达到35%，2030年要达到50%，2040年要达到65%，2050年要达到80%。
为了实现能源转型，德国政府在相关能源行业采取的主要措施有：
淘汰煤炭。作为到2030年将能源相关碳排放减半努力的一部分，德国计划逐步淘汰燃煤发电。为了就煤炭淘汰计划达成广泛的社会共识，2018年6月德国政府成立了增长、结构变化和就业委员会，汇集了来自环境协会、科学家、工会、经济和能源协会的代表，以及来自受影响地区的代表。该委员会于2019年1月提交了报告，建议到2038年完全淘汰燃煤发电。
如果条件允许，可以将淘汰时间提前到2035年，这一选择将在2032年进行评估。作为子目标，该委员会建议到2022年关闭12.5吉瓦的燃煤电厂，到2030年关闭25.6吉瓦的燃煤电厂。此外，该委员会还提议，煤矿地区、煤矿工人、纳税人和燃煤电厂所有者将获得数十亿欧元的过渡性援助。2019年5月，根据委员会的建议，德国政府批准向受影响地区提供400亿欧元的过渡性经济援助。
淘汰核能。2002年，德国政府决定现有核电站达到法定剩余发电量后，逐步停止将核能用于发电的商业用途。2009年议会选举之后，德国政府采纳了一项经过修改的能源政策，其中包括将核能作为通向更多可再生能源的“桥梁技术”。根据2010年12月生效的《原子能法》第11号修正案，德国政府将核电站的运行寿命平均延长了12年。
2011年3月，日本福岛第一核电站核事故发生后，德国政府重新评估了核能的风险，决定加快淘汰商业核电站。2011年8月，《原子能法》第13号修正案生效，撤销了《原子能法》第11号修正案中分配给每个运行中的核电厂的额外剩余电量。此外，每个正在运行的核电站许可证都受到限制，所有设施最迟将在2022年底关闭。根据《原子能法》第16号修正案，德国联邦宪法法院决定，为核电厂运营商提供适当的财务补助。
大力发展可再生能源。2010年的“能源政策”规划了德国可再生能源发电和总能源供应的目标。到2020年，可再生能源在德国一次能源消费中所占的份额为18%，与欧盟的目标一致。2020年以后，德国政府努力将可再生能源的份额提高到2030年的30%，2040年的45%和2050年的60%。风能和太阳能有望成为可再生能源的主要来源，其次是生物质能和水力发电。
发电方面，德国的目标是到2020年可再生能源占总用电量的至少35%。2018年，这一比例已经上升到约38%。德国政府计划，2030年将可再生能源在电力中的份额至少提高到50%，2040年提高到65%，2050年提高到80%。此外，2018年3月，德国政府决定，根据电网容量的扩展，将2030年的目标提高到可再生能源占电力的65%。
《可再生能源法》（EEG）是电力部门扩大可再生能源的核心工具。《可再生能源法》于2000年4月实施，根据项目规模、技术和位置，为可再生能源建立有保障的电网连接和接入权、优先调度、削减补偿和20年的财政支持（上网电价和上网保费）。尽管能源密集型行业可以获得豁免，以保持国际竞争力，但电力消费的《可再生能源法》附加费为可再生能源补贴提供了资金。
随着可再生能源支持成本的上升，《可再生能源法案》2014年法案，为超过最低门槛的新可再生能源引入了市场溢价，并最迟在2017年通过拍卖，确定对可再生能源的财政支持水平。第一次拍卖发生在2015年，地面光伏发电作为试点。
《可再生能源法》2017年法案，将可再生能源资金的模式转变为更具竞争力和更高的成本效率，从而限制了以前小型装置的固定融资利率体系，因为风能和太阳能的部署成本迅速下降，小型装置成本过高并且必要性已降低。包括陆上和海上风能、大型光伏系统和生物质能等容量最大的可再生能源，目前必须在拍卖中竞争，只有最便宜的报价才会被授予合同。
加强可再生电力的系统集成。德国的“能源转型”在发电领域表现得最为明显。过去十年中，核能减少了近一半，主要被生物能源、废弃物、风能和太阳能所取代。在过去几年里，可再生能源在电力消费中的份额稳步增长，从2000年的约6%增长到2018年的近38%。根据《可再生能源法》，2025年，德国至少40%～45%的电力消耗将来自可再生能源。
德国电力市场于1998年全面开放，此后又颁布了其他政策措施，以适应电力系统的最新变化。最重要的是，2016年7月通过了《电力市场进一步发展法》，对电力市场进行重大的市场化改革，目标是使电力市场适应不断增长的可再生能源份额，并为灵活供应、灵活需求和存储之间的竞争制定规则。按照绿皮书和白皮书的程序，德国政府决定逐步消除监管框架中的扭曲，基于竞争的自由价格建设更先进的电力市场（即所谓的电力市场2.0）。
德国的大部分风力发电能力位于北部，而大部分需求来自南部和西部的大都市和工业区，由于电网限制，阻止了从北方到南方的输电，北方各州面临着电力过剩，而南方各州则面临着电力短缺，这种不平衡将随着德国最后一座商业核电站的关闭和海上风力发电的上线而进一步恶化。
发电和电力消费的这种不平衡，导致了德国南方的“重新调度”（电网运营商命令发电站提高发电量，以补偿采购到的无法进入南方的风电），北方的削减措施（电网运营商命令风电关闭，以避免拥堵），德国消费者为此每年花费数亿欧元，这种不平衡还造成了德国的邻国不得不投资电网建设和特殊变压器，以维持电力供应的安全。
德国将风电从北向南输送的电网不足，公众对南北高压输电线路的反对，使得地下互联线路的建设成本更高，而公众的反对仍然是目前电力基础设施选址的障碍。到目前为止，电网扩展的延迟已经产生了巨大的阻塞管理成本。因此，电网扩建是德国政府“能源转型”的一个优先事项。
持续提高能源效率。在提高能源效率、实现能源需求与经济增长脱钩方面，德国取得了进展。尽管如此，德国仍未能如期实现“能源政策”文件，即2020年将一次能源消耗较基准年2008年减少20%。
《国家能效计划》（NAPE），于2014年生效，标志着朝着减少能源需求的方向迈出了重要的一步。第一个重点领域，是向消费者提供关于能源效率的信息和建议；第二个重点领域是通过激励措施，促进能源效率方面的定向投资；第三个重点领域是要求采取更多行动，包括要求对大公司进行能源审计，并对家电和新建建筑采用新标准。
目前，德国政府正在制定一项覆盖所有部门的新能源效率战略，原则是“效率第一”。德国计划为2021年～2030年制定具体的能效措施，以实现2030年的目标，这是一项新的《国家能效计划2.0》的一部分，也是为了遵守欧盟的能效指令。此外，德国政府计划准备一个路线图，以支持到2050年将一次能源消费减半（与2008年相比）的国家目标，其中特别关注供暖部门和建筑的能源需求。
与气候无关的二氧化碳排放达峰和高度依赖传统的化石能源
正是由于起步早和较大的宣传力度，在世人的印象里，德国是能源转型的模范生，是气候减排“政治正确”的典型国家，但是从冷冰的统计数字中，我们看到的却是德国的另一面。
从统计数字看，德国能源消费产生的二氧化碳排放量最高的年份，是49年前的1973年，为11.164亿吨，自此之后就再也没有超过这个数字。因此，可以说，早在约50年前德国就已经实现了碳达峰，德国能源消费的二氧化碳达峰，与后来逐渐大热的气候问题和减排，没有任何直接的关系。
从1973年至1990年的18年里，除1979年为11.042亿吨外，德国能源消费产生的二氧化碳排放保持在10亿吨略多一点。从1991年开始，德国能源消费产生的二氧化碳排放跌破10亿吨，1997年跌破9亿吨，2009年跌破8亿吨，2019年跌破7亿吨，2020年为6.048亿吨，是1965年有统计数字以来的最低水平。
德国的“能源转型”起自2010年，当年德国能源消费排放的二氧化碳为7.832亿吨，2020年为6.048亿吨/这也就是说大力开展能源转型的10年里，德国能源消费排放的二氧化碳减少了1.784亿吨，仅占自1973年达峰以来二氧化碳减少总量的34.87%。
与能源消费产生的二氧化碳排放基本一致的是，早在1979年，德国的能源消费就已经实现了达峰，为15.75艾焦尔（Exajoules，EJ，1exajoule = 1 quintillion joules，即10的18次方焦耳，100亿亿焦耳）。从1991年开始，德国的能源消费就基本上处于不断下降的过程中，2009年为13.15艾焦尔，2019年为13.05艾焦尔。
2020年，德国一次能源消费总量为12.11艾焦尔，排名中国、美国、印度、俄罗斯和日本之后，是世界第六大能源消费国，占世界一次能源消费总量的2.2%。
具体细分，德国的能源消费高度依赖传统的化石能源。2020年，德国一次能源消费结构中，石油是第一大能源来源，占比34.76%；天然气第二，占比25.76%；可再生能源第三，占比18.25%；煤炭第四，占比15.19%；核能第五，占比4.71%；水电第六，占比1.4%。
作为传统的化石能源，石油、天然气和煤炭合计，占2020年德国一次能源消费总量的75.71%，是德国能源消费的主要来源。如果再加上传统的核能和水电，传统能源在德国2020年一次能源消费结构中所占的比重，更高达81.75%。
将时间线拉长，就在实现碳达峰时的1973年，当时的联邦德国，即我们通常所称的西德一次能源消费结构中，石油、煤炭和天然气是绝对主体，还没有可再生能源的统计数字。正式提出能源转型的2010年，石油、煤炭和天然气仍是德国能源消费的绝对主体，核能排在第四的位置，可再生能源排名第五。到了2020年，可再生能源排名虽然上升到了第三位，但石油、煤炭和天然气三大化石能源仍占据着德国一次能源消费的主体地位，与2010年对比，可再生能源抢占的更多是煤炭和核能的市场份额。
德国的能源消费还高度依赖进口，特别是来源于俄罗斯的石油和天然气。作为能源消费大国，除风、光等可再生能源和核能、水电外，德国基本上不生产石油，2020年天然气产量仅45亿立方米，煤炭产量仅1亿吨。
因此，德国一次能源消费总量的约70%依赖进口，其中石油全部依赖进口，天然气消费的约97%依赖进口，煤炭消费的约88%依赖进口。俄罗斯是德国最大的石油和天然气进口来源国，其中德国石油消费的约31.5%和天然气消费的约57%，都来源于俄罗斯。
2020年，德国人均一次能源消费144.6吉焦，是世界平均水平的2倍，大大低于美国、俄罗斯和加拿大等国，与日本人均一次能源消费的134.7吉焦基本相当，仅高出9.9吉焦。从简单的数字对比可以看出，作为世界上第三和第四大经济体，同时也是经济高度依赖出口和能源高度依赖进口的国家，德国和日本的人均一次能源消费数量惊人地趋同。
不断增长的可再生电力与不断攀升的电力价格并存
通过多年的努力，德国能源转型最有成效的领域，应该是在发电行业。2020年，来自可再生能源产生的电力，是德国发电第一大能源来源，占比40.64%；煤炭是第二大能源来源，占比23.57%；天然气是第三大能源来源，占比16.07%。此外，还有核能、水电和石油等。
不过，从总的分类来看，由煤炭、石油和天然气构成的传统化石能源，占2020年德国发电用能源的比重，为40.39%，与可再生能源产生的电力基本上相当。
与石油和天然气等不同的是，德国是电力的净出口国。德国是欧洲电力市场的核心，与许多邻国相连，使国际电力贸易成为可能。随着可再生能源的快速发展，德国已成为一个电力净出口国。2018年，德国出口了80太瓦时的电力，进口了32太瓦时的电力，电力的净出口量为49太瓦。德国净出口电力的最大份额流向了荷兰、奥地利和波兰，而进口主要来自法国。
虽然通过多年的艰苦努力，德国的能源转型在电力行业取得了较可喜的成绩，但是，当前德国能源转型最令人垢病的地方也在电力行业，就是高昂的电力价格。
我们知道的是，为了推进能源转型，德国花费了巨额的财政支出，其中自2000年以来，德国在能源转型过程中的税收减免和可再生能源补贴总支出就超过了2430亿欧元。羊毛当然是出在羊身上，这些巨额的财政支出最终都转嫁给了德国的普通百姓。因为征税、收费和税收，包括用于支付可再生能源补贴的税收，德国消费者支付的电价在国际能源署成员国中是最高的。
2018年，尽管能源密集型行业的价格大幅下降，但德国在国际能源署成员国中工业电价排名第三，其中税收占整个工业电价的48%，是国际能源署成员国中最高的；家庭用户支付的总电价中，大约一半是公共费用，仅次于丹麦，排名第二。
与几个邻国相比，德国的电价在过去十年中上涨幅度最大。尽管2015年电价下降，但德国工业和家庭用户的电价在过去10年里上涨了约10%。2018年，工业用户平均支付的电价为145美元/兆瓦时，比2008年增长13%；家庭用户支付的电价为353美元/兆瓦时，比2008年增长9%。德国的高电价主要由高税收导致，其中《可再生能源法》的负担主要由家庭来承担，2018年《可再生能源法》附加费的总额就高达256亿欧元。
根据欧盟官方的统计数据，2020年，家庭电价和工业电价最高的国家都是德国，分别为0.3043欧元/千瓦时和0.18欧元/千瓦时。
进入2021年以来，德国的电价更是创出了历史新高。2021年7月，德国的批发电价跃升至83.67欧元/兆瓦时，8月初已经超过90欧元/兆瓦时，今年以来的涨幅已经超过了60%。
从具体的数字看，虽然德国超过40%的电力来自可再生能源，但进入平价阶段的“风光”等电力显然没有在拉低电价方面发挥作用，因为随着大规模波动性的可再生能源并网，为了维持电网供需平衡，必须打造一个更加灵活、频繁爬坡调节、更多备用发电资产的电网系统。
对德国而言，过快的能源转型和过慢的电网扩建加大了经济成本和风险。正因为如此，面对欧洲消费者越来越大的电价负担，有评论指出，能源转型是为了更清洁的未来，但不应以增加国民生活压力为前提，高电价正在将欧洲拉入“能源贫困”的境地，有可能影响到整个欧洲的能源转型进程。
通过以上的分析，我们看到的是，德国二氧化碳排放达峰并非来自当下不断高涨的气候压力，而是二战经济恢复后的20世纪70年代初期，并在20世纪70年代末期实现了能源消费的达峰，这一切都为进入21世纪后德国应对气候和减排奠定了非常好的基础。
进入21世纪以来高调的能源转型，为德国赢得了“政治正确”并站在了道德制高点，但带来的却是国内不断攀升的高电价这一令人垢病的问题。作为世界性的经济大国，高电价不至于会使德国陷入“能源贫困”。但对于作为最大的发展中国家的我国来说，德国的能源转型过程及其出现的问题，值得我们进行深入的研究并应尽最大的努力加以避免。
本文来自微信公众号：全说能源（ID：wang_20180707），作者：王能全