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深度

德國能源轉型的創(chuàng)新紅利

來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網 | 1評論 | 4892查看 | 2014-12-23 11:35:00

　　整個2014年，對能源行業(yè)關注的人們一定在各種媒體報刊上看到了足夠多的關于德國能源轉型的介紹、評論和展望。最扣人心弦也是人們問得最多，一定是這樣一個問題：德國的能源轉型何以如此成功并享譽世界，而中國又該如何從中學習，找到自己的能源轉型特色之路？

　　德國能源轉型計劃龐大復雜，看上去雄心勃勃，卻也頗受人質疑：德國政府決定到2020年新能源發(fā)電比例超過35%，2022 年將放棄所有核電站，到 2050年基本實現能源生產“碳中和”，可再生能源要占到電力生產的80%，在總能源消耗中要占到60%。同時，將有500萬部以上的電動汽車在行駛，智能環(huán)保建筑將使得建筑供暖能耗下降一半，而海上風電裝機也將達到2500萬千瓦。

　　十年來這些目標體系不僅爭議不斷，也屢次修改。但時至2014年底，其中最有象征意義的標志，德國整體可再生能源在發(fā)電中所占的比例已超過28%，而在德國的整個東部地區(qū)，這一比例已經達到37%。至此這與十年前制定的2020年全德國達到35%的目標只有半步之遙。德國取得的能源轉型成就幾乎已經為世人所公認。

　　仔細打量德國的能源轉型計劃，不難發(fā)現其根本的立足之處就在于：能源轉型不是技術變革，而是生活理念的更新和商業(yè)模式的創(chuàng)新。風能與光伏基地的布局，海上風電發(fā)展的比例，電動汽車的規(guī)模，智能建筑的改造，這些新生事物的發(fā)展目標與狀態(tài)直接影響了人們的生活習慣和消費心態(tài)：這里面包含著無數復雜的設計和處心積慮的概念更新，德國人持續(xù)地用篤定的信心和專業(yè)的耐心不斷地對整個模型進行調整和試錯。

　　而創(chuàng)新，幾乎是這種改革心態(tài)下無可避免的最有力產品。

　　有人比較過德國式的創(chuàng)新，與美國等其他國家的創(chuàng)新最大的不同就是強調與傳統(tǒng)已有產業(yè)和技術的結合和改造，而盡量避免顛覆式及革命式的應用。此類創(chuàng)新的最大好處是從總體上節(jié)省了社會資源，避免了重復建設和浪費。

　　比如在能源轉型的過程中，隨著新能源在電網中的比重不斷增加，從2007到2029年整個歐盟的新能源載體要翻倍，對電網的要求也不斷提高，這就要求輸電網和配電網更加智能，信息的傳輸和處理更加快速和龐大。在這個前提下，需求側管理DSM（Demand Side Management）和主動配電網的技術不斷被引入，其核心就是通過靈活的電價機制，來引導人們的能源消費需求。

　　在一些示范性項目中，人們可以在家庭里安裝一個監(jiān)測應用，通過這個應用，接受到來自電網中心調度室的數據處理結果，居民可以通過模擬時鐘看到未來12小時內預測的電價，用紅色，黃色，綠色來表示電的價格變化。在允許的范圍內，用戶可以自己通過智能手機提前決定啟用哪些設備。在這種情況下，電網的用戶可以從電網得到的實時信息，制定更為靈活和復雜的管理策略，而在電網的控制端，也可以根據對用戶用電的反饋，提早計劃各個不同能源載體的接入。

　　在這樣的理念之上，德國人繼續(xù)構建龐大的虛擬電廠計劃。虛擬電廠是集合不同類型中小型分布式發(fā)電和儲能，結合需求側負荷管理，實行統(tǒng)一的調度和智能控制以達到模仿傳統(tǒng)大型發(fā)電廠的特征功能，使其能夠參與電網運行和電力市場的功能單位，所以虛擬電廠可以被看作是結合智能電網和智能電力市場的切入點。

　　虛擬電廠的主要應用背景是電力市場，其運營目標是以售電為主參與電力市場交易，同時也可以提供輔助系統(tǒng)服務比如通過提供調頻支持參與電網運行。虛擬電廠可以整合各類中小型的光伏、風能、水利發(fā)電、生物質能、熱泵和熱電聯產等分布式設備，同時結合電熱或者電氣儲能，連接電網、熱網和氣網的設備實現能源轉換，所以也被看作能源互聯網的一個重要功能模塊。

　　這一理念可以被看作是以各種分布式能源為基礎，讓家庭、建筑、車輛、工廠都通過某種方式互聯起來，以追求能源消費的最優(yōu)化利益作為商業(yè)模式的推力，來增加用戶的粘合度。在這種理念的支配下，人們幾乎已經看到了能源互聯網的雛形。

　　對于更為龐大的能源互聯網計劃而言，產能式主動房的概念也被作為一種創(chuàng)新核心不斷提出。主動房的核心是，在盡量滿足低能耗的被動房屋標準的同時，更大程度地利用可再生能源，用“主動”產能的方式平衡建筑自身能耗，最終達到產能量高于耗能量，實現總體能源結余。

　　通過最大限度地利用屋頂，墻體，遮陽板，陽臺圍護等所有受光面積來安裝集成光伏板，將建筑物變成一個小型分布式電站。在提供建筑物自身用電量之外，多余電量或是并入電網，或是通過兩種方式儲存：一是直接充入蓄電設備（包括電動汽車），二是通過熱泵轉化成熱量儲存，以便在低溫和日光不足時作為取暖能源返回利用。

　　但是由于光伏發(fā)電量的季節(jié)性浮動非常大，使得它必須依賴傳統(tǒng)電網來平衡峰值。所以，產能型主動房發(fā)展推廣的一個關鍵是：發(fā)展家用儲能設備。它可以是價格更為經濟的蓄電池，也可以是容量更大的熱泵。最終目標是：提高自身用電量在光伏發(fā)電量中的占比，同時降低外網輸入的傳統(tǒng)電力在總耗電中量的占比。

　　陸續(xù)建成的各地示范實例顯示：主動房的其太陽能發(fā)電總量可達到建筑自身耗電量的150% 以上?；厥劢o電網帶來的收益成為業(yè)主前期投資的主要動力之一。

　　這個時候我們幾乎已經看到了創(chuàng)新最期盼的小伙伴的背影：商業(yè)模式收益。這也是很多人針對德國人力圖在2020年實現100萬輛電動汽車上路目標時提出的最大疑問：電動汽車真的比傳統(tǒng)汽車好嗎？

　　真正成功的創(chuàng)新和單純的技術創(chuàng)新之間最大的區(qū)別就在于：是否能誕生新的商業(yè)模式。電動汽車在車輛技術和駕駛體驗上雖然乏善可陳，但是它最大的創(chuàng)新點卻來自于它的多重跨界屬性：電動汽車可以是儲能設備，可以是智能手機，可以是大數據中心，甚至于可以是一個賺錢工具——在德國不少汽車分時租賃公司已經開始推出志愿者幫電動車充電，贈送積分里程的優(yōu)惠。

　　這也是為什么在德國很多示范研究的創(chuàng)新項目其實并不涉及如何生產電動汽車，而是如何提高電動汽車的公眾認知度，如何培養(yǎng)電動汽車潛在市場，如何讓電動汽車和現有的公共交通系統(tǒng)最佳地融合在一起，如何讓電動汽車更好地融入智能電網的控制策略中等等。

　　從以上的例子我們不難看出，德國人是怎樣依托于能源轉型這樣一個龐大的計劃，一步步地由點及面，由技術至商業(yè)的來構建一個環(huán)環(huán)相扣、幾乎不可逆轉同時又不拋棄任何人和既存事物的強大創(chuàng)新體系，使得富有生命力和人文力量的創(chuàng)新得以成為經年久遠的能源轉型計劃中最大的紅利。

　　如此說來，我們理應對尚屬混沌的中國能源轉型計劃充滿期盼。雖然我們目前還對將來所有要面對的風險和困難無法一一預見，但是卓絕的耐心和篤定的堅持幾乎是我們在面臨更加復雜的國情時所能擁有的最好武器。

　　為此我們必須要在2015年中德創(chuàng)新合作年開啟之前寫下這樣一句話：人世間的事情到最后一定結果是好的，如果一件事情我們感覺還不夠好，那就是尚未堅持到最后——再過十年，二十年，甚至三十年，霧霾消除能源轉型成功之時，會有整整一代人潸然淚下。

文/廖宇知名能源專欄作家、德國華人新能源協會主席

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