德國發展新能源的窘境（續）：風電光伏“不給力”隻可適度發展 難以替代主流能源

筆者最近撰文提到以發展風電、光伏為標誌的德國式能源轉型客觀上導致了德國終端消費電價上升(這裏特別指出終端消費電價上升，因為電力批發市場價格確實是下降的)、煤炭對外依存度增加、二氧化碳排放不跌反升。(詳見：《德國發展新能源難以言說的窘境：亮麗數字背後，現實結果與發展初衷背道而馳》)

這篇文章中的一些觀點和03manbetx ，引起了部分可再生能源界人士的批評和質疑，他們認為“曆史地看，核電退出後的空白必將由可再生能源電力來填補……可再生能源在全球範圍內快速發展，其主流能源的趨勢越發明顯……以可再生能源為主導的能源革命離最後的勝利不遠了。”

的確，近年來在各國政府優惠政策的強力刺激下，風電、光伏在世界範圍內獲得髙速發展。但問題是風電、光伏未來是否可能成為“主流能源”並最終填補核電一旦退出後的空白?這個問題涉及到風電、光伏的量化發展目標，而目標的設置不取決於我們的信心和意誌，而是應該受限於風電、光伏的基本物理特性。

那麼，風電、光伏到底有什麼基本特性呢?

從電能生產的角度看，所謂“電能”，應包含“電量”(energy，以“千瓦時”為單位)，與“電力”(power，以“千瓦”為單位計)兩重意義，為滿足用戶需求二者不可或缺。可再生新能源隻可以間歇提供“電量”，而不負責時刻提供“電力”保障，屬於“不可調度”(non dispatchable)的電源，根據氣象條件情況說有就有，說沒有就沒有。

相比之下，常規能源發電既可隨時保障電力也可以提供所需能量。我們用水來打個比方(當然比方都是不恰當的，隻是為了形象化的說明)，“千瓦”是水的流量，“千瓦時”是累計的水量。常規能源發電好比自來水的水龍頭，隨時保障流量，滿足用水需求。而可再生新能源，好比天空飄來的雨點，下不下雨要看天氣，而且要接到水的話還要特大的盆，盆要越大接到的水量才會越多。

有網民借用馬斯洛需求層次理論，把電能稱為最基本的需求，其次是無線上網(WIFI)。把WIFI的作用提高到這個地步雖屬幽默，但是在以IT為基礎的現代化信息社會中，有動力保障的電量供應事關國家安全、經濟運行和社會穩定，的確屬於須臾不可中斷的“基礎負荷”(baseload)。

以我們自身的體驗，在現代化的高大上住宅裏，沒有電就沒有冰箱，食物會變成有毒食品;沒有空調，夏天室內會令人窒息。沒有電還會造成供水中斷，沒有手機、電視訊號，沒有WIFI，便與世隔絕，完全失去了現代生活方式。所以我們可以說電能在現代社會中是基本需求，屬於馬斯洛需求層次的基礎部分。

因此，在目前電量貯存在技術上和經濟上都沒有突破的情況下，間歇供應電量的可再生能源並不能替代常規能源。即便可再生能源的單位電量價格與常規能源提供的電量價格相當(grid parity)，也無法替代同時保障電力與電量供應的常規電源。

就德國而言，即便在風電、光伏裝機容量之和已經達到國內需求負荷的水平，但是因為風電、光伏屬於間歇性的電源，發電量總有趨零的時刻，所以德國的常規能源發電總裝機容量(包括進口鄰國的核電)仍然需要大於需求負荷，才能保障電力供應的安全。

所以，我們說風電、光伏成本高，並不隻是其單位發電成本高，也不僅是因為間歇性對電網的壓力，而且因為其“不給力”的特性所造成的“過剩裝機容量”，影響了電力企業效益(最終還是要消費者買單)。

在中國，這種“過剩”現象已經開始顯現。根據中電聯統計，近年來受新能源裝機容量占比不斷提高以及電力供需狀況等因素影響，全國6000千瓦及以上電廠發電設備平均利用小時持續下降，2013年為4511小時，同比降低68小時。2014年1-7月份，全國發電設備累計平均利用小時2482小時，比上年同期降低102小時。

還應該指出的是，本來風電、光伏的擴大應用(達到既“給量”也“給力”的境界)取決於未來大規模的儲能技術的發展。可是在德國，恰恰是風電光伏的優先上網收購機製窒息了目前世界上唯一成熟而且經濟的儲能技術——抽水蓄能電站。抽水蓄能電站利用電力負荷低穀時的電能(低電價)抽水至上水庫，在電力負荷高峰期(高電價)再放水至下水庫發電的水電站。

而在德國，由於白天高峰期負荷主要由受到補貼的光伏和風電來滿足，而大大壓低了電力批發市場價格，使得抽水蓄能電站這種儲能技術與天然氣電廠一樣處於虧損狀態，隻能黯然退出市場。

綜上所述，在現有(以及可以預見的未來)技術條件下，由於風電、光伏不給“力”(不能滿足電力基礎負荷)的特性，所以與承擔滿足基礎負荷的核電、燃煤發電並不存在相互替代關係。所以，要使風電、光伏成為替代核電、煤電的"主流能源"實在是不可承受之重，它們隻能是國家低碳戰略的一個環節，在整體能源結構中一個的補充。

用“補充”這樣的字眼來定位風電、光伏，完全沒有任何低估可再生新能源地位的意思。對中國而言，假如到2020年風電、光伏發電量可占總發電量的5%的話，那麼以2020年我國發電總裝機為2000吉瓦(2013年底總裝機1250吉瓦)框算，那麼風電、光伏裝機分別要超過200吉瓦和100吉瓦，分別比2013年底增長1.65倍和5.76倍，已是相當可觀的成就。如果風電、光伏發展再進一大步，到2030年達到我國一次能源供應(按國際能源署以熱值轉換計算方法)的5%，那麼大致相當於在發電量中占10%，相應風電、光伏裝機可分別達到350-400吉瓦、200-250吉瓦左右。

當然，由於風電、光伏裝機有可能相對集中在資源豐富的地區，以一省(區)而言，風電、光伏在發電總量的比例裝機可以達到該省(區)內總裝機的40%以上，發電比例可能高達20%，除了部分自行消納以外，多餘部分通過電網跨區送電(這也是目前德國的情況)。

但是，從中國的全國範圍而言，風電和光伏發電量合計的這兩個“5%”一一2020年達到發電總量的5%、2030年達到一次能源總量的5%一一應該就是風電、光伏的在可預見未來的合理發展規模。曆史地看，我們相信隨著技術進步，風電、光伏終究有一天(in the long run)會成為給力的主流能源並開始替代核電、煤電。但是，正如凱恩斯老師曾經說過的，In the long run, we are all dead.