德国能否在2035年实现100%的电力由可再生能源提供？

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作者 / 陶光远

来源 / 治霾者

现在媒体上在传，据西方媒体透露，德国新政府正在制定2035年100%的电力由可再生能源提供的发展目标。

这个目标实现的可能性有多大？

2002年，德国发电量中的8.6%是由可再生能源提供的，其中大约一半是水电，另一半是生物质能源，风力和光伏提供的发电量微乎其微。2020年德国的发电量中50.5%是用可再生能源生产的，其中约75%是由风力和光伏提供的。18年间，德国的发电量中由可再生能源提供的比例提高了41.9%，平均每年提高2.33%。

现在的情况与20年前的情况相比发生了巨大的变化：风力发电的成本不到20年前的1/3，而光伏发电的成本不到20年的1/10。现在，德国几乎所有的新增风力发电和光伏发电不需要补贴。德国风光发电的成本障碍已经基本消除了。因此，今年初德国新政府决定二氧化碳的年减排量从过去10年中的平均每年1500万吨，提高到从现在起到2030年，每年3600万至4100万吨，提高了约157%。如果德国的年发电量不变，可再生能源的新增年发电量也提高157%，则可再生能源提供的发电量在总发电量中所占的比例，平均每年要提高约6%。这样，2028年，德国由可再生能源提供的电力即可占总发电量的100%。但是，由于使用电动汽车和氢能汽车替代燃油车，冶金和化工也会大量使用氢能，而氢将使用可再生能源电力电解水制取，德国政府计划到2030年电解水制氢能力达到10GW。因此电力需求还会大幅增长。

据德国能源署署长科尔曼先生在中国的《能源》杂志2022年第三期上发表的文章介绍，德国政府的计划是，到2030年德国80%左右的电力由可再生能源电力提供。

这样，从2020年到2030年，德国每年由可再生能源提供的电力在总发电量中所占的比例，平均每年要提高（80%-50.8%）÷10≈3%。在此基础上，若到2035年德国100%左右的电力由可再生能源电力提供，可再生能源电力在总发电量中所占的比例，平均每年需要提高4%。

而德国由可再生能源提供的电力在总发电量中所占的比例，2016年为33.5%， 2020年为50.8%，在过去的四年中，平均每年提高了4.3%。

从现在起到2030年，光伏发电的成本大概率会比现在下降50%以上，风力发电的成本大概率会比现在下降30%以上。考虑到碳排放交易的成本，风光发电的成本会显著低于燃煤和燃气发电成本。因此，未来开发可再生能源电力的经济驱动力更大。

现在要实现100%的电力由可再生能源提供的唯一障碍是风光发电出力的不稳定。这对德国电力系统的稳定性带来了巨大的挑战。大约从2004年开始，在德国就普遍意识到了，消纳和补偿风光电的波动（包括日波动和季节性波动）是未来实现100%的电力由可再生能源提供的关键。风光发电的波动要靠智慧能源来补偿和消纳。因此，各个重要的用能领域，相继开始开发消纳和补偿过剩风光电的智慧能源技术。2014年提出的德国能源转型2.0版，就是开始大规模应用多年以来开发出来的智慧能源技术，消纳和补偿风光发电的波动。这其中也包括了在风光电供应富余时电解水制氢和使用氢燃料电池发电。

德国是否能够在2035年实现100%的电力由可再生能源生产的目标？如果您了解德国拥有的智慧能源技术，就会得出答案。关于智慧能源技术，限于篇幅，本文仅简要地举两个案例：

1. 德国的啤酒厂，利用啤酒冷藏发酵时的1度温差许可，用啤酒存储制冷的能量，消纳过剩的风光电。

2. 2008年开始规划设计，2014年投入运行的柏林欧瑞府能源科技园，借助系统综合的智慧能源技术灵活使用风光电，实现了100%使用由可再生能源提供的电力，而且没有要政府一分钱补贴。为德国乃至全球实现零碳城市提供了示范。而未来城市将消耗大约50%左右的电力。

陶光远

2022年3月10日

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