通过观察日本德国来分析无碳、无核时代的能源困境

    在去年发生福岛核危机后，日本关闭了其核电站。其他国家也多少受到这场核灾难的冲击，在民众的恐慌与抗议中，很多国家都制定了核电的退出计划。很多人分析，核电的冬天已经来临。 本+文+内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com

    但毋庸置疑，核电与其他新能源，如风电和太阳能相比，效率高，污染小，碳排放小，稳定。而关闭核电站，对于核电占到总发电量已经很高比重的国家（如德国的，日本三分之一还多）无疑会对电力供应造成冲击。而在当下的经济环境下，电力短缺无疑是可怕的。如何弥补电力缺口？我们看到日本似乎要重启核电站，并大加了太阳能等新能源建设的步伐，德国也是这样。但可再生能源，太阳能与风能由于现有的技术局限，却仍然面临不稳定和成本高的难题。 内.容.来.自：中`国`碳#排*放*交*易^网 t a np ai f an g.com

    在全球碳减排的压力下，似乎很少有国家打算重新依赖化石燃料来缓解短期的电力危机。

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    在本篇博文中，我节译了一些报道，也许您能从这些报道中看到当下能源行业面临的窘境。我尤其推荐第三篇报道：MIT技术评论的主任技术记者 DAVID TALBOT走访了德国的多座城市，试图对德国的新能源策略Energiwende进行剖析，也在回答这些国家都面临的一个疑问：在无碳、无核的年代，能源该往哪里去？新的能源技术能带给我们好运气么？ 本@文$内.容.来.自：中`国`碳`排*放^交*易^网 t a np ai fan g.c om

 报道一：

日本有意重启核电站以应对炎炎夏日
AFP June 16,2012
Yoshihiko Noda有可能会告诉Kansai Electric Power（KEPCO）重启停运的Oi核电站的两个反应堆，以供应日本西部的工业心脏区。随着温度的上升，空调的使用不断增加，人们担心电力的供应将满足不了需求，进而影响日本的经济复苏。
Noda计划在今天与中心Fuki区前核电总管Nishikawa见面，后者是这家核电站的所有者。在周五受到运营者的安全保证后，人们期待Nishikawa将告诉首相，他已经准备接受重开核电站的建议。
对于资源匮乏却对电力渴求的日本来说，Noda在口头上希望重启日本核电，Nishikawa的点头是最终的一环。随着五月初最后一座核反应堆关闭，日本50座核反应堆都已停运，而在去年福岛核危机之前，核能发电占到日本电能总量的三分之一。
用电荒的警告正渐渐盖过公众反对核电的情绪，在最差的情形下，Kansai地区的工业基地将面临五分之一的用电缺口。欧洲债务危机已经给出口行业造成很大困难，生产厂商也在不稳定的经济环境中挣扎，KEPCO提醒说，如果不重开核电，就可能面临停电。 本`文@内-容-来-自；中_国_碳排0放_交-易=网 t an pa ifa ng . c om
政府的条规说反应堆必须通过国际原子能机构的压力测试，以表明可以经受自然灾害后，才能得到当地居民的同意。早在这周，Oi镇镇长Shinobu Tokioka在得到安全专家组的安全保证后批准可以重开。他说，他相信镇应该担当起供应能源的重任。 內.容.來.自：中`國*碳-排*放*交*易^網 t a npai fa ng.com

 报道二： 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

日本已然成为了第二大太阳能发电市场
By BLOOMBERG NEWS Published: June 18,2012 from NEWYORK TIMES
日本已经超过意大利成为世界第二大太阳能市场，同时7月1日开始的激励政策大大提升了销售量。日本甚至可能会最终超过德国，成为第一大市场。
工业部长Yukio Edano在18日设定了太阳能电力的价格，比工业用户普通的电价高了3倍。Bloomberg 新能源金融预告说，这样或许会促进96亿的新的安装价值，发电能力提升至3.2千兆瓦。
“电力上网费补助是很吸引人的，”日本KPMG能源和基础设施主任和副合伙人Mina Sekiguchi说，“这个购买价反应了政府想尽快建立更多的太阳能发电站”。在去年福岛核危机爆发之前，日本的核电产能占到了30%。在欧洲减少对太阳能产业刺激的情况下，日本首相Yoshihiko Noka为了摆脱对核能依赖的努力又振兴了太阳能工业。

在新的项目下，电厂将购买太阳能、生物能、风能、地热能、水力等电能。所有的成本将以附加费的形式转移给消费者，由此政府估计每月会抬高电价￥100。从7月开始的措施是延续了2009年11月启动的项目，当时该项目要求电厂购买没有使用的太阳能从而拓展了屋顶太阳能板的需求市场。
据新能源金融，在去年10月至今年4月间，日本一下子宣布了五个最大的计划中的和正考虑的太阳能项目，与此同时，政府也提出了细节化的上网电价补贴（feed-in tariff）计划。几十个公司已经宣布了利用这些补助政策的计划。中国青岛的一家太阳能公司Yingli也在日本建立了一个电站。“对Yingli来说，贴近消费者是非常重要的，”该公司驻日本管理主任Masaki Mizuta在5月4日说，“我们也想这是在日本成功的一个关键因素”。
在日本东京的Kyocera公司发言人Sanae Iwasaki说，该公司正在积极扩张太阳能部分。“更多的玩家会处于投资的目的进入这个市场，”他说，“将来在质量方面将显得更重要，我们会通过生产高转化效率的板子来削减成本。”
不过，一些日本商业团体也会这种刺激政策表示担忧，帮助清洁能源会推高电费，减慢日本的经济复苏。“通过人为提升电力上网补偿价格，让消费者承受成本压力，这样的一种机制是一种很强的市场干预，”最强大的商业游说团体Keidanren环境政策局高级经理Masami Hasegawa说，“我们质疑这项计划的是否有效”。
电厂将以￥42或53仙每千瓦时的价格向太阳能生产者购买20年的电力，这个价格是德国的价格的两倍，而后者从安装的数量是世界最大的太阳能市场。在18日经济、贸易与工业部长宣布的清洁能源激励措施中就包括了太阳能电力上网补助。
发展商正在计算着这些补助，并计划今年加速建立多个太阳能园区。“我们每天都听到宣布了新的兆瓦级的项目，”在德国Munich的RTS的工业分析师Izumi Kaizuka说，这些项目要不是一个兆瓦级，要不更大。
去年，日本在安装量上排名世界第六，安装了1.3千兆瓦的，使现有的太阳能产能总量达到了5千兆瓦。新能源金融预测下一年，建造商会差不多建造超过去年3倍多的太阳能，也就是增加3.2千兆瓦，使总量达到4.7千兆瓦。一个千兆瓦就足够支撑243，000户日本家庭的用电。该机构还预测，只有中国会在太阳能产能增长量上超过日本。
在1990年代美国撤销投资之后，日本的公司如Kyocera和Sharp让光伏工业活了下来，此时他们正加紧生产占领国内市场。“我们的电已经不够用了，尤其是在白天，这时太阳能就能棒的上忙，”电子制造商Sharp主席Mikio Katayama说，“这是非常好的措施可以提升投资和兆瓦级的太阳能电站”。
据国际能源机构，2007年，德国企业Q-Cells超过Sharp成为最大的太阳能电池板生产商。如今，中国的制造商像Suntech Power Holdings和Yingli已经以较低的价格占领了这一行业，将Q-Cells和其他几个西方的竞争者推到了破产保护的地步。 本文+内-容-来-自；中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om
2011年，日本的可再生能源占到了1.6%，在7个发达国家中除了加拿大外是最小的比例。而在核能消费方面，在7个发达国家中排在美国和法国之后。转向发展太阳能反映了人们担心未来几十年化石燃料的价格会上涨。
“日本的制造业经济在1970年代受到了石油荒的严重挑战，”涉及环保和能源政策的法律公司White & Case东京办公室高级顾问Arthur Mitchhell说，“假设能源价格以及几乎一切东西的价格会上涨，日本正准备再次成为能源效率最高的国家”。 本文+内-容-来-自；中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om

 报道三：德国大胆的能源实验

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德国决心大大降低温室气体排放，但另一面却渐渐关闭核电站。这个高度工业化国家能依靠风力涡轮和太阳能板推动经济么？
（The Great German Energy Experimrnt, By DAVID TALBOT, July/August 2012, MIT Technology Review.） 本+文内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 ta np ai fan g.com

在德国西部North Rhine-Westphalia州的一条乡村路旁，36岁的农夫Norbert Leurs住在那里。长满老茧、和蔼可亲的他是两个孩子的父亲，直到最近都一直做着普通的营生：种土豆与养猪。不过，欧洲这个最大的经济体，其能源政策不同寻常的转变给了他新的机会。2003年，一家小型风力发电公司在Leurs的一块土豆田上竖起了一座70米高的风轮，而上百个遍布德国乡间的风力农场上总共有22，000座这样的风轮。Leurs可以获得电力销售6%的收益，这样每年大概可以有$9，500的收入，他正考虑增加两座或更多的风轮，每个都像之前那个一样高。
从风轮上获得这点收益和他在太阳能电池板项目上的收益比起来还不算是多的。2005年，Leurs了解到政府正要求当地电厂高价购买这些电。他于是贷了款，在接下来的七年时间里，逐步在自己家的猪圈、谷仓和住所上都安装上了太阳能，甚至都不怎么管天气有阴晴，屋顶朝向也不尽完美。安装了690千瓦的太阳能电池板后，他现在每年可以获益$280，000，他估计在偿还完贷款后还会有超过$2百万的收益。 本+文`内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com
有了Leur的故事，我们就知道为何德国在2011年就能将新能源产的电能的比例提升到20%，而2000年的时候，这一比例才是6%。德国保证了风能、太阳能、生物能和水力发电的高价格，而将成本转嫁到电费单中。像Leurs和小型发电厂这样的商家利用了现成的技术就锁定了收益。对他们来说，绿色是如此的容易。
不过，接下来就不这么容易了。2010年，德国政府宣布他们将实施称之为Energiwende的能源策略，可以说是一种能源的转向与革命。这个从化石能源到可再生能源的转变也是这个高度工业国家从未有过的雄心勃勃的计划，其目标是到2020年将温室气体排放在1990年的水平上减少40%；到本世纪中叶时减少80%。这个目标是富有挑战性的，不过考虑到德国目前已经有20%的电力是来源于几乎不排放温室气体的核能，要实现起来就不那么难了。可去年，为了应对日本福岛海啸过后的核危机带来的公众恐慌，首相默克尔命令立即关闭八座最老的核电站。几个月后，政府达成了计划：到2020年，关闭剩下的九个核电站。如今，Energiwende就不能再把这个德国最大的低碳电力资源计算在内了。 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
欧洲很大程度依赖于德国的经济。而德国必须在能源使用减少的情况下，以前所未有的规模，忍受巨大且不确定的成本，建立并使用新能源技术。这一转变还不能让工业受损，而产业依赖的则是价格合理且稳定可靠的能源。“某种程度上，Energiwende是政治宣言却没有技术支撑”，GE Energy Germany的CEO Stephan Reimelt说，“德国是在强迫自己走向创新，结果就产生了之前从没有过的如此规模的工业实验室，我们必须时常很多不同的技术来完成这一转变”。
德国能源工业的主要企业正分头寻求新的策略。为了替代核能，他们争相在距离北海德国海岸较远处建立大的风力农场，与此同时建立新的传输设施将电力传输到德国的工业区。另一方面，像Siemens、GE、RWE这几个德国最大的发电公司则寻找新的方式，让公司再暂不涉足风能与太阳能的情况下能保持发展。他们寻求便宜的大规模的电力储存方式，也借助电脑更智能化的协调上百万个分散的电力资源。

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这一转变的成本估算分歧也较大，主要取决于新技术的引进有多快，价格能降低到多低。不同的几个经济智库预测德国需要花费1250亿到2500亿来拓展基础设施以及发放未来8年内的补助款，这相当于德国2011年GDP的3.5%至7%。长期以来的成本，包括核电站停运的成本，无疑将更高。
德国已经引致了高的成本。含有新能源附加费的每月的电费上涨了15%；自从八个核电站关闭后，批发的电价上涨了约10%。德国的电网压力空前的大。讽刺的是，Energiwende的目标本来是减低温室气体排放，可关闭核电站导致的却是对煤电的依赖增加。
如果德国能成功实现能源转型，那就为其他的工业国家提供了可行的蓝图，他们也都面临着能源消费的转型压力。“人们正密切关注Energiwende，如果这个计划能在德国实现，那就为其他国家树立了一个样板，”RWE主任经济学家Graham Weale说，该公司正在处理的问题是如何在关闭核电站的情况下还能继续让电灯亮着。“如果不能成功，那将会对德国经济乃至整个欧洲造成很大破坏”他说。

 
障碍
   由实验室和工厂组成的能源巨子Siemens的工业建筑群坐落在Nuremberg往北20公里的Erlangen城，到访者在严密的安保监测下走进这个园区。西门子公司也是Energiwende的参与者。在其中的一个建筑里，有一个巨大的由钢铁和铜组成的嗡嗡作响机器，可以将30兆瓦的交流电转变成直流电。这个东西最终要安装到海上平台上，在那里，这些海上平台需要经受住几十年强劲的北海风暴。
德国需要这项技术，因为只在海上才有这种稳定的风能，而目前标准的交流传输电线却不能工作。目前，德国只在离岸90公里范围，不到40米的水深，安装了仅500兆瓦的海上风电。如今，能源公司计划安装10，000兆瓦的风电，离岸距离到160公里，水深达到70米。多达一万至两万的变电站将千兆瓦的交流电转化成直流电，这样做的好处是即使传输很长距离，能量损失也会较低。“世界上还没有哪个地方这样做，以这样的方式，这样的量级建立电网和连接，”荷兰电力公司Tennet公司发展主任Lex Hartman说。该公司也负责德国百万量级的北海项目的一部分。

当然，所有这些也只是把电输送到了岸边。电力的传输需要横贯德国到达南部的主要工业中心。这新需要3800公里的输电线，而目前只建成了200公里，不愿意腾出土地的地主以及地方的政治人物阻碍了项目的进展。拖延以及新的技术使得德国的海上风电项目本身成了一次赌博。“没有人知道Energiwende的成本会有多少，”Munich大学的能源经济学家Karen Pittel说，“不过尤其是这些风电项目，多少是试点工程”。
不确定性好不止于此。即使是现有的风电水平，在大风的日子，电网操作员也必须关闭机轮，因为没地方来储存这些能量。当阴云覆盖德国南部地区时，该地区的很多太阳能电池板的输出就会减少几百兆瓦，这样的效果就好像关闭了一座中型火力发电厂，增加了大停电的可能。 本*文`内/容/来/自:中-国-碳^排-放“交|易^网-tan pai fang . c o m
没有了足够廉价、可靠的电力来支持高科技工业和交通系统，德国的经济，连同整个欧洲就会陷入窘境。一些德国公司已经建立了一些新的设施。比如，去年化工公司Wacker Chemie决定在Tennessee建立一座多晶硅太阳能发电站，部分原因是德国的电费实在是太高了。Weale说，“供电的质量只要恶化一点点，对于高科技企业来说就是很严重的问题；我们已经看到，即使不停电，企业就变得很紧张了。”
为了避免灾难，德国将来必须大范围的开始布置储电技术和负载平衡策略。德国现有31座抽水蓄能站，晚间将水流抽到高处的蓄水池，然后利用向下的流水冲击涡轮发电。总计起来，这些储电站能储存38千兆瓦时的电能，这个听起来好像有很多，不过也超不过德国风力农场高峰输出90分钟的电能。
电池或许能帮上忙，不过目前的成本太高了，难以担当重任。在Erlangen的另一座建筑里，Siemens正采用三种不同的锂离子技术，建造几个拖车大小的电池。每个电池可以供40个德国家庭使用一天，不过电池太过于昂贵了，几乎做不了后备能源。相反，高科技企业都是拿这种电池来安然度过限电，比如8兆瓦的输出开上15分钟就能避免一些专门的设备昂贵的重新启动一次。锂电池的价格至少还得降一半，才能以一种经济的方式将风轮几个小时的多余的电能储存起来。 本*文@内-容-来-自；中_国_碳^排-放*交-易^网 t an pa i fa ng . c om
其他的集中储点的技术正在发展中，如果行的话，也得几年才能变得实用。比如Siemens的一种新技术就是通过用多余的电来电解水产生氢气，不过目前还处于试验阶段且很贵。
当欧洲的电力系统面临压力之时，炎热的七月适时而至了；当太阳孔朝霞的德国刚好得用空调的时候，涡轮机却停了。除非大规模且廉价的储电技术成熟了，能迅速有效启动的燃气电厂都是应付这种情形的最实用的方式。不过，却没有多少激励措施来建立这样的电厂。如果想满足高峰用电的话，燃气电厂显然不能单靠运行几个小时就可以，因为在可预见的工作日的下午用电需求不会降低，可太阳和风能发电却是这会来了，下一会就走了。
在Potsdam城的气候影响研究所的主任经济学家Ottmar Edenhofer说，“电力市场的设计将发生根本变化，你有一个浮动的需求，同时供应也是浮动的；这两方面的联系与相互作用已经是很热的研究课题。新兴的市场有可能会失败”。 本文`内-容-来-自；中_国_碳_交^易=网 tan pa i fa ng . c om

 
虚拟发电
在Essen西部的Duisburg是一个坚韧的城市，是二战时期的一个主要的军火制造中心，后遭盟军轰炸成为废墟。德国四大发电公司之一RWE就坐落在这里，如今正发展另一项关键的技术：虚拟电厂。计算机智能化的控制大量的小的电力资源（最终将电输送至储电站），统筹协调输出，拿到电力市场上出售。这个目标是克服单个新能源站点不可靠的缺点，将上千个新能源站转化成一个巨大的网络供公共设施使用。这是一个令人炫目的概念，不过仍是在襁褓中的技术。
在一座外形如巫婆的尖帽一样的纳粹时期建造的防空洞前是RWE的一个实验室，研究人员正在对十几个燃气炉和燃料电池进行测试，这些物件能同时产生热与电。理论上，可以要求成百上千个家庭单元，或更大一些的公寓或办公楼来用这样方式产生电能。以这种方式可以产生5%的电能，正好可以抵得上新的海上风电的产能。

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要达到这点需要花费几十年的时间，等住户和商业逐渐替换掉现有的锅炉，然后安装设施到位来使这成百上千的能源点达到同步。不过，在Duisburg往东一小时车程，在Dortmund边上的一座1960年代的办公楼内，作为一个新的起点，工程师们正在测试一个更靠谱点的网络。一座地下室服务器机房是120个小的发电站的通讯枢纽，这些电站主要依靠风能，也有生物能和太阳能等新能源，总计能产生160兆瓦的电。软件将天气预测计算在内，将一系列从风和太阳能产生的电力组合在一起，必要的时候关闭或开启生物能电站以此来平衡波动的输出，从而创造一种稳定的电能。
这样的早期阶段的项目为今后进一步的包括需求管理在内的复杂系统奠定了基石。比如，如果消费者同意在用电高峰时段允许系统自动减少其用电量的话，就可以获得公共电力的补助。将来，系统还可以从停靠的电动车的电池中自动抽取电能，或将多余的电能注入电动车电池作为风能减少时的补偿。 本`文内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a npai fan g.com
GE和其他公司也在寻求这样的概念。“今天我们知道能源市场将更分散化，将会是更为碎片化的市场。”GE的Reimelt说。“之前，我们有四个电力公司，今天，我们有350个电站，今后将会上升到千，如果你把拥有太阳能板的每个住户都算上的话，还会上升到百万。
所以，其中一个趋势就是将来会越来越强调电力的管理而不是发多少电。”

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巴伐利亚的困惑
     从Gungremmingen的巴伐利亚人小镇市长Wolfgang Mayer书桌后的落地窗望去，景色一览无余。一公里外伫立着Gungremmingen核电站单元B和C的两座冷却塔。这个核电站是德国最大的核能基地，恰如其分的建在两个工业中心城市Stuttgart和Munich中间，年产电量2.6千兆瓦。Energiwende计划让Mayer感到担忧，如果施行将威胁镇上上百人的工作，税收也会减少。“他们说，2017年会关闭B单元，2021年关闭C单位，”他眼望着核电厂说，“但这两个单位是在1989年才一起建好的，一般人怎么都理解，停运的逻辑在哪里？”
像Mayer这样感到疑惑的还有很多人。对当今政策的不合理处依然有很多说辞。至少短期来看，关闭核电站意味着Energiwende实际上促使电厂更严重的依赖于煤炭。去年，比如RWE就利用Belgian边界附近的原有的设施新建了两座锅炉，可烧的却是最脏的化石燃料：黄褐煤。尽管这些锅炉比之前的要环保很多，这个煤矿毕竟是世界上同类型最大的一座，而在电力紧张的这些日子必须鼓足马力发电。 本+文`内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com
“如果你关闭碳排放为零的八个核电站，那么一夜之间，就必然会增加碳排放，”Weale说，“德国必然比之前更加的依赖于煤炭，那就很难尽快的减少二氧化碳的排放”。到底现在要建设哪种类型的电站对未来几十年会有巨大的影响，他说：“要突然从一种类型的电站变成另一种几乎是不可能”。
第二个问题是，即使最后实现了可替代能源，德国也不可能实现碳减排。进一步我们看到，德国的政策倾向于补助一些特定的技术：对一千瓦时的太阳能的补助份额要大于对海上风电的补助份额，海上风电的补助又打过陆上风电。尽管与Leurs买进的那时候比起来，给予太阳能的补助份额降低了很多，不过仍然比其他类型的要高。如果要着眼于降低碳排放，那么大量的钱已经转向降低能耗。“如果你想选择最佳的投资组合以相对低的成本实现减排目标的话，你就不应该关注可再生能源而应该多关注提高能效，”Munich的能源经济学家Pittel说。

与提高现有技术的可盈利能力相比，当今的补助政策也没有很大程度上激励创新。比如，在发展更新更好的光伏技术上就没有什么激励，尽管发展这些新技术可能是唯一最终能促使非补助的太阳能发电的成本降低到与化石燃料可以竞争的地步。
在一些德国的经济学家看来，这个国家的能源政策的导向根本就是错误的。Munich大学lfo经济研究所主任Hans Werner Sinn的批评尤其的严厉：“Energiwende最终会穷途末路，因为绿色技术有效的替代现有技术来满足现代社会的能量需求”，他说“关闭核电站是错误的，因为这是一种廉价的能源，太阳能和风能却不可能代替核能。它们都太贵了，输出的能量质量也较低。如此下去，能量密集型的产业会流失，德国制造业的竞争力会下滑，收入会减少”。
当然，德国的政治家会打赌说，Sinn是错的。很多积极的信号说明不必这样悲观。太阳能电池板的价格下降了很多，这意味着太阳能会变的更有竞争力。电池的价格或许也会跟着下降。如果化石燃料越来越贵，可再生能源就会显得更有吸引力。“四十年是一个很长的时间，一个人会不断的为更好的技术的发展感到惊奇，比如，就像太阳能晶体的价格正在下降，”Weale说。“我认为，我更愿意强调Energiwend面临的挑战很多。当下，看起来好像很难。但只要激励对头，人们又理由相信技术的进步会比我们预期的快很多。”

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