在斯圖加特郊外的一個工業(yè)倉庫，煤煙滾滾的場景即將成為過去，迎來的是德國綠色能源的光明未來。這里的電力—天然氣（P2G）試點工廠是同類型里全球最大的，其背后的研究有助于推動德國走在清潔能源領域的前列。這個價值350萬歐元的項目的開發(fā)商說，P2G技術是一個理想的方式，來應對太陽能和風能發(fā)電不太穩(wěn)定的問題。在晴天或是有風的天氣，多余的電可以用來制造甲烷，當無風或是天色黑暗時，這些甲烷可以被存儲然后燃燒發(fā)電。
對P2G存儲的探索是德國雄心勃勃的Energiewende計劃（又稱能源轉換計劃）的一部分，該長期計劃旨在治理和凈化德國的能源系統(tǒng)。法律中明確規(guī)定，該計劃打算用可再生能源取代化石燃料，削減二氧化碳排放量。到2020年，德國希望至少有35%的電能產自綠色能源；到2050年，這一份額期待能超過80%。
Energiewende計劃是當今世界上最廣泛的采用風能、太陽能以及其他可再生能源發(fā)電的項目，獲得了德國所有政黨和絕大多數人口的支持。不管今年9月全國大選的結果如何，這一計劃都將會繼續(xù)開展。其他國家正在熱切地關注這一試驗下一步的進展，以及他們是否應該效仿德國的先進模式。德紹市世界可再生能源委員會的執(zhí)行主席HarryLehmann說：“德國的Energiewende計劃可能引發(fā)全球性的能源革命。”
為了實現該目標，德國目前每年投資超過15億歐元用于能源研究。它的主要目標之一是改善并建立多個貯存系統(tǒng)，例如斯圖加特的P2G工廠。另外一個目標是延伸和加強電力網絡，使遠程風力渦輪機和無數小型光伏裝置更好地運轉。該研究項目也旨在提高能源生產效率，并鼓勵人們減少能源消耗。
大多數德國專家認為，技術障礙是可以克服的。卡爾斯魯厄理工學院院長EberhardUmbach說：“我們不需要技術上的巨大跨越就能完成Energiewende計劃。”Umbach負責監(jiān)督投資達5億歐元的德國國家研究中心的能源研究活動。
但是經濟上的挑戰(zhàn)是棘手的，預計Energiewende項目的總成本最高可達1萬億歐元。該項目規(guī)模如此巨大，加之歐洲深陷金融危機的泥潭，恐難以承受。美國科羅拉多大學波爾得分校的環(huán)境政策研究員RogerPielkeJr說：“迄今為止，德國公眾表現出極大的意愿來為這次轉型買單，但這其中存在限制因素，尤其是在經濟大環(huán)境變得更艱難的情況下。”
金錢和權力
在德國的鄉(xiāng)村，由于大額的補貼，昂貴的太陽能電池板覆蓋了超過100萬個家庭、農場和倉庫。沿著高速公路，一大片風力渦輪機如雨后春筍般出現在山脊上，尤其是在多風的北部地區(qū)。
2011年3月，日本發(fā)生福島核事故，這為大力開發(fā)核能的德國政府敲響了警鐘。危機促使總理安吉拉·默克爾加快了減少對核能依賴的步伐。（2010年，德國1/4的電量依靠核電。）她立即關閉了8個核電廠，并承諾2022年之前關閉剩余的9個核電廠。突然間，德國需要加快開發(fā)可再生能源的步伐。
對于德國消費者而言，這種轉變所帶來的成本增加是顯而易見的，尤其體現在每月電費的上漲。其中包括一系列的“共享成本”，即由所有的家庭共同分擔以資助Energiewende計劃。
“共享成本”是推進綠色能源的一種機制，由此導致的費用比用煤和天然氣發(fā)電要貴得多。德國《可再生能源法》（EEG）是Energiewende計劃的法律依據，允許太陽能電池板和風力渦輪機的所有者以提高后的固定價格向電網售電。可再生能源生產商去年售電收入大約達200億歐元，但在電力市場，這些實際只值30億歐元，是德國民眾在為其中的差價買單。
EEG最早于2000年出臺，已幫助德國建造了更多的風能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)，且數量遠超其他發(fā)達國家。但是補貼正在電力市場引發(fā)一些奇怪而扭曲的現象：電力公司有時被迫虧本出售常規(guī)電力。
德國施行的政策所造成的影響波及了整個歐洲能源市場。歐洲最大的能源供應商之一——位于杜塞爾多夫的德國意昂集團1月宣布，計劃關閉幾個在整個歐洲虧本經營的燃氣電站，雖然它們比煤電站所造成的污染要小得多。意昂集團老板JohannesTeyssen告訴股東，可再生能源“不受控的增長”正導致很多燃氣電站有大量的時間處于閑置狀態(tài)。
與此同時，德國還受到很多外部力量的制約，例如美國天然氣生產的快速發(fā)展，這抑制了國內對煤炭的需求。美國過剩的煤炭正在被運往歐洲，在英國和德國重新掀起了一陣瘋狂使用煤炭的熱潮。由于對價格低廉的煤的進口量不斷增長，2012年德國的溫室氣體排放量增加了近2%——這與之前長期下降的趨勢形成了巨大反差。德國聯(lián)邦政府環(huán)境部長PeterAltmaier明確表示，未來幾十年，需要煤電站來確保能源供應。德國正在建造能生產110億瓦特電力的煤電站，并且正如德國先前計劃的那樣，目前約550億瓦特的產電量不會縮減。
煤炭使用的復蘇使德國不太可能實現其設定的2020年減排目標。PielkeJr說：“你必須要接受這樣的邏輯。如果放棄使用核能，那么短期的排放量將會上升。”
但是德國官員表示，即使排放量存在暫時的上升，但是這個趨勢終會得到扭轉。先進的燃煤發(fā)電廠，例如靠近科隆市的新建的能生產22億瓦特電力的燃燒褐煤或低質煤的發(fā)電廠，將取代一些老舊的低效發(fā)電廠。
為了維持這樣的趨勢，綠色能源的成本必須下降。德國波茨坦氣候影響研究所負責德國和歐洲能源戰(zhàn)略的專家BrigitteKnopf說：“補貼使可再生能源初露鋒芒，但是可持續(xù)能源遲早必須做到經濟上的自立。”
供應和需求
風能和太陽能發(fā)電的迅速崛起給電網運營商帶來了一個噩夢般的場景。他們面臨著這樣的問題：當有風和陽光普照時，電力供應源源不斷；但無風或天氣陰沉時，將意味著供應短缺。2011年，據報道，超過20萬次的停電都長達3分鐘以上，專家警告，重大斷電事故的風險越來越大。
為了使Energiewende計劃能成功開展，電網必須能負荷成千上萬的太陽能發(fā)電板和風力渦輪機，以及能夠連接海上風電場的地方自治的電網，這樣可以間歇性地向陸上電網輸送大量的電力。
1月，德國政府斥資1.5億歐元，用于改善電力網絡的研究。去年，政府還宣布，將安裝長達4000千米的高低壓電力線路，預計總輸電量能達到100億瓦特。
美國新澤西州普林斯頓大學環(huán)境經濟學家RobertSocolow說，國外的電力能夠促進Energiewende計劃的成功，因為如果德國遭遇無風或是陰天，將會有來自其他國家的電力滿足國內的需求。
一些公司已經提出在撒哈拉沙漠建造太陽能發(fā)電站的計劃，這樣可以獲得充足的陽光以滿足歐洲的電力需求。由于兩大主要合作伙伴——西門子和博世相繼退出，這個計劃（沙漠技術倡議）在去年年底失去了勢頭。此外，能源分析師懷疑，德國或其他歐洲國家將愿意從政治上不穩(wěn)定的地區(qū)進口大量電力。
來自卡爾斯魯厄理工學院的研究人員目前正在進行一項實地考察——觀察能否可以改變格平根市和弗賴阿姆特鎮(zhèn)1000名居民和商業(yè)客戶的消費行為。這一試驗得到了EnBW能源公司的支持。他們向消費者發(fā)放能提供每時每刻的能源使用量和費用信息的智能電網。這些信息在一天中會有巨大的波動。研究人員的目的在于，觀察人們是否會利用這些信息來減少能源消耗。
Umbach說：“德國人將如何應對這個新能源局面仍有待觀察。電腦是否會告訴他們何時洗滌和做飯？或者他們仍然是根據自己的意愿選擇炸肉排的時間？”
調研了所有Energiewende計劃可能遇到的障礙，Umbach不確定這一轉型能否像計劃的那樣盡快取得成功。但是他深信，由德國開展的這個偉大實驗是非常合適的。他說：“如果計劃失敗了，將會對德國造成負面的影響。但是如果它成功了，全世界將會受益。”
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