德國能源轉(zhuǎn)型的任務(wù)就像中國古代建造長城一樣，十分艱巨。2010年，德國政府制定了本國到2050年的氣候保護(hù)和能源發(fā)展的目標(biāo)，提出在二氧化碳減排的同時，保證能源安全性、經(jīng)濟(jì)性。2011年，德國政府對這一目標(biāo)進(jìn)行了修訂，增加了一條“將在2022年時全部退出核電”。這些目標(biāo)指明了德國能源轉(zhuǎn)型的方向：到2050年，二氧化碳排放量與1990年相比至少減少80%，一次能源需求相比2008年減少50%，在發(fā)展可再生能源的同時也開展大量節(jié)能工作?？稍偕茉吹?050年將占全部能源消耗的60%以上，占發(fā)電能源的80%以上。

德國的電網(wǎng)規(guī)模沒有中國的電網(wǎng)大，而且德國的電網(wǎng)發(fā)展日趨穩(wěn)定，已形成一個非常穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，可再生能源的快速發(fā)展，對原有電力系統(tǒng)提出了很多新的挑戰(zhàn)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，目前德國可再生能源發(fā)電的約97%都接入了配電網(wǎng)。如果不對電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的改造，電網(wǎng)將無法滿足電力發(fā)展的需求。具體而言，可再生能源在配電層面的大功率并網(wǎng)會帶來以下挑戰(zhàn)：一、過去電流都是從高級電網(wǎng)向低級電網(wǎng)配送，但現(xiàn)在，如果低級電網(wǎng)無法把本級別的電能消耗完，電流就會傳遞給高級電網(wǎng)。也就是說，高級別電網(wǎng)中將產(chǎn)生雙向負(fù)荷流，如果電流過大，就會產(chǎn)生安全隱患。二、在電源供應(yīng)方面，隨著可再生能源發(fā)電的比例增大，當(dāng)出現(xiàn)太陽落山、沒有風(fēng)等情況，就需要有巨大的后備電源作為保障。其次，太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電的出力情況以及負(fù)荷狀態(tài)變化劇烈，這要求現(xiàn)有電源具備快速調(diào)節(jié)功率的能力。三、可再生能源波動性大、負(fù)荷變化梯度大，為適應(yīng)它們接入電網(wǎng)，傳統(tǒng)發(fā)電廠需要進(jìn)行改造，增強(qiáng)靈活性。這需要通過不斷擴(kuò)建電網(wǎng)和加強(qiáng)儲能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

為此，德國能源署進(jìn)行了大量的研究工作，主要包括以下幾個核心問題：可再生能源發(fā)展相關(guān)法律法規(guī)的修訂；目前促進(jìn)可再生能源發(fā)展作用機(jī)制的有效性；未來遇到挑戰(zhàn)和問題時的解決辦法。希望這些成果能對中國產(chǎn)生借鑒作用。

對德國可再生能源發(fā)展影響最大的就是德國《可再生能源法》。它主要由三部分組成：怎樣促進(jìn)可再生能源發(fā)展，怎樣從財政政策上加以激勵；可再生能源大量進(jìn)入電網(wǎng)后，系統(tǒng)穩(wěn)定性如何維持；促進(jìn)可再生能源發(fā)展所產(chǎn)生的成本由誰負(fù)擔(dān)。隨著可再生能源的發(fā)展，德國政府對《可再生能源法》不斷進(jìn)行修訂，2001年出了第1版，2004年、2009年以及2012年都陸續(xù)出過修訂版。每一次修訂都是可再生能源發(fā)展的拐點(diǎn)。

德國《可再生能源法》2014年修訂版將在今年10月開始生效，相對于以前有了很大修改。首先，法案規(guī)定，要把每年的光伏裝機(jī)量控制在一個固定范圍內(nèi)；其次，新的可再生能源發(fā)電設(shè)備投運(yùn)后，所發(fā)的電不能再享受固定電價，必須像傳統(tǒng)能源發(fā)電一樣在電力市場上銷售。再次，自發(fā)自用可再生能源的用戶，同樣也要承擔(dān)可再生能源附加費(fèi)。

在德國發(fā)展可再生能源的過程中，有個十分深刻的教訓(xùn)。過去，我們懷著雄心壯志，大力發(fā)展的同時卻忽視了可再生能源并網(wǎng)對電網(wǎng)其他部分產(chǎn)生的巨大沖擊，從而花費(fèi)了巨大代價解決問題。

從2009年至今的5年內(nèi)，德國光伏發(fā)電裝機(jī)量從不足10吉瓦增加到37吉瓦。德國全境處于同一個時區(qū)內(nèi)，東西時差只有30多分鐘。德國目前有上百萬個光伏電站，中午尖峰時，光伏發(fā)電出力會同時達(dá)到尖峰，必要時只能通過“棄光”，保障電網(wǎng)安全?，F(xiàn)在，我們十分注重靈活性的變化，針對可再生能源并網(wǎng)采取了大量技術(shù)措施，保障整個系統(tǒng)的安全。我們對可再生能源發(fā)電設(shè)備加了很多控制裝置，讓30千瓦以上的光伏電站發(fā)電量都可測量和可控。另外，雖然主要靠市場調(diào)節(jié)，但還是把光伏裝機(jī)量控制在一定范圍內(nèi)。

目前，可再生能源在德國的發(fā)電能源中的比例已達(dá)到25%，很多傳統(tǒng)發(fā)電站的發(fā)電小時數(shù)和年發(fā)電量已受到影響。但為了保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，傳統(tǒng)發(fā)電站必須存在?，F(xiàn)在它們多數(shù)保持待機(jī)狀態(tài)，出力很小，但要比以前承擔(dān)更為復(fù)雜艱巨的任務(wù)。據(jù)測算，2050年，德國傳統(tǒng)電站要應(yīng)對1小時內(nèi)整個系統(tǒng)40%的電力波動，這要求發(fā)電機(jī)組能快速啟動。這需要大量技術(shù)創(chuàng)新，如地區(qū)配電網(wǎng)中可調(diào)節(jié)的變壓器、相關(guān)通信技術(shù)等新技術(shù)的支持。

以上經(jīng)歷表明，能源轉(zhuǎn)型要對未來有前瞻性，不能出現(xiàn)問題再解決，應(yīng)盡早研究和規(guī)劃，把耗費(fèi)的成本降到最低。比如，為適應(yīng)可再生能源大規(guī)模發(fā)展的需求，電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)具有至少提前十年的前瞻性。

中國的電力需求還在不斷增長，可再生能源還有非常大的發(fā)展空間，并且隨著整個電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展。中國正處于大規(guī)模推進(jìn)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的起步階段。德國目前的光伏發(fā)電裝機(jī)容量已到達(dá)37吉瓦，光伏已成為安裝功率最大的能源載體。德國自2000年以來，針對光伏并網(wǎng)的技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)性出臺了大量規(guī)定并不斷加以完善。德國在解決光伏并網(wǎng)問題中獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，希望對中國產(chǎn)生借鑒作用。

對中國而言，理想的光伏發(fā)電地區(qū)是在西部，而人口和工業(yè)密集區(qū)在東部，用電也集中在東部。所以，如果要把西部的光伏電力應(yīng)用于東部，就必須通過長距離、大容量的電力線路來進(jìn)行傳輸。這一點(diǎn)和德國的風(fēng)力發(fā)電情況很相似，德國風(fēng)電的重點(diǎn)發(fā)電地區(qū)是北部，而重點(diǎn)用電地區(qū)在西部和南部。德國光伏發(fā)展過程中的挑戰(zhàn)在中國個別地區(qū)也可能出現(xiàn)，這些地區(qū)的特點(diǎn)是不穩(wěn)定發(fā)電設(shè)施所占的比例較高，同時傳統(tǒng)發(fā)電站功率較低。

建議中國更好地協(xié)調(diào)推進(jìn)光伏發(fā)展與電網(wǎng)擴(kuò)建，更充分地利用中國西部豐富的光伏資源。掌握光伏滲透率較高地區(qū)可再生能源在保障系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的潛力；繼續(xù)完善能夠有效促進(jìn)光伏發(fā)展的并網(wǎng)付費(fèi)機(jī)制，研究市場獎勵模式的可引入性，為以需求為導(dǎo)向的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)創(chuàng)造動力；設(shè)計(jì)依賴于建設(shè)規(guī)模的并網(wǎng)電價的定價機(jī)制，提高光伏建設(shè)的可調(diào)控性。