高速发展的中国风能更需审慎——德国的启示

[作者简介]:蒋尉,中国社会科学院城市发展与环境研究所可持续发展研究中心博士后,有《低碳重建:资源型灾区的最优选择》等专著;Doris Fisher, 德国维尔茨堡大学中国经济研究中心教授。

德国新能源发电量占全国发电总量的17%,其中风能贡献最大,供电比率接近8% 。德国目前风能发电累计装机容量及风力发电量位于欧洲第一,约占全球份额的20%。在欧洲风电市场保持领先地位。然纵观其发展历程,德国风能的发展并非一帆风顺,随着驱动因素的变化和各利益集团间的博弈,风能在波折中前行。相对于我国装机容量的进展速度,德国可以说是望尘莫及的,但是从谨慎和效率的角度却值得我们深思和借鉴。

1.德国风能发展的主导因素变化

从驱动力上分析德国可再生能源的发展,可发现随着时间和条件的变化以下因素分别在不同时期占据主导地位。

1970年代,主要是出于提高能源自给度。和在其他工业化国家一样,1973-74和1979-1980的石油危机也严重影响了德国的经济,并且成为发展可再生能源的诱发因素,可再生能源被德国作为一种潜在工具以缓解由于对化石能源进口的高度依赖所带来一系列风险 。

1980年代,能源安全居于主导因素。1986年的切尔诺贝利事件对德国的能源政策转型起了很大的影响,德国对核能的投资骤减,并开始逐步淡出核能,加大对风能等可再生能源的扶持力度。从70年代中期到1990年的15年间主要集中于R&D。 对于可再生能源的投资从开始到1978年缓慢增长,到1982年则达到了一个顶峰,随后开始递减,接着递减被1986年切尔诺贝利事情能够所中断。政府对石油危机的反应主要是推广核能和煤炭,切尔诺贝利事件对德国民众产生了非常深刻的影响,从1976-1985年间,公众对于核能的态度是反对和赞成各占一半左右,而切尔诺贝利事件后的两年这一比例彻底转变,仅10%的人赞成核能,社会民主党同意逐步淘汰核能,而绿党主张即刻关闭所有的核工厂。RES-E则是这一斗争的妥协品。

高速发展的中国风能更需审慎——德国的启示

1990年代 政治推动起了很大的作用, 欧盟环境意识和环境政党的出现给政府提供了一个同样重要的理性去投资可再生能源。到了1990年代早期,环境关切,尤其是气候变化已经成为可再生能源政策的核心驱动力。

21世纪以来 全球竞争力的推动占据了主导因素,尤其是谋求欧盟以及国际气候保护的领导者地位。作为欧盟成员,德国承诺到2008-2012期间实现在1999年基础上21%的温室气体减排。德国经济技术部在2002年6月的报告上提出国内层面的目标,2005年要在1990年的基础上减排二氧化碳25%。 因此,可再生能源的发展就成为了德国实现温室气体减排目标的中心手段。2011年日本核泄漏事件原来支持核能的人士几乎来了个180度的改变,全力赞成淡出核能,而且90%以上的人士希望即刻关闭核能,公众意识加速了可再生能源的步伐 。在德国可再生能源的发展首当其冲就是发展风能。

2.德国风能发展及其背后的动态博弈

与上述主导因素的变化进程一致,德国风能的发展也正是经历了上述过程,DENA的研究将德国风能的发展划分以下6个阶段。纵观德国风能发展,可发现其背后利益攸关者的动态博弈过程,而繁琐漫长的博弈过程中,各利益集团的意见的一较充分的表达,相互之间得以实现较充分的沟通协调,从而政策不断地得以调整和完善,更多地渗透出风能发展的谨慎和有效性。

2.1 初始阶段(1975-1986)

初始阶段是1975-1986年。当今在国际市场上领先的风能制造公司绝大多数也都是基于1970年代对风能的研发,尤其是在丹麦,荷兰,德国以及美国 。DENA将该阶段称作是先锋们攻克风能领域。七八十年代的石油价格危机、环境问题以及围绕着核能的争论导致了社会意识观念的转变。这种观念的转变也驱动了政策制定者开始寻找能源的替代品,而风能最初正是被看作是一种减少油气进口依赖的可能性,视作油气的替代品出现的。

始于美国和丹麦,尤其是丹麦的风能项目也激起了德国对于该技术领域的兴趣。1974年联邦政府对风能发展的R&D扶持 ,当时主要是缘于对能源安全的考量。德国联邦政府一开始就投入了大量的财政经费支持风能的大型设施研究。如这期间联邦研究部做了一项斥资1.12亿欧元(当时是2.18亿马克)有效期直到1988年的项目,其中的9千万马克分配给叫做“GROWIAN”的项目,这一项目是一个很大的风能系统,装机为3MW,该大型项目涉及了研究部,主要的电力公司,产业公司和科学家。遗憾的是,这一9千万的技术试验由于设计和材料的问题而很快失败了。

当时与该大型项目并行的是一些小的零散的自发的研发和生产活动。在大型项目失败的同时,这些敬业的工程师和热情的工匠却推动了风能的发展。在环保远景和电力分散以及减少对石油进口的依赖,并逐步淡出核能等多项动因的驱动下,他们首先建立了输出功率在10-50千万之间的风电系统,这段时间农场主无疑也是重要的利益攸关者,因为他们的风能发电是供自己所用。而风能发电站那时候还未接入传统的电网。风能的使用尚处在试验的阶段,还未对能源供给产生什么贡献。因此,可以说,在德国风能发展的初始阶段,国家安排的大型项目并未取得成功,恰恰是民间风能取得了试验性的成功,这一时期证明了公众意识和社会参与是风能创新的最关键的动力,它不是以政府主导为起点的,这也是后来德国的风能分散化和市场化的一个很好的基础。

2.2起飞阶段(1986-1991)

DENA将该阶段作为新起点,是因在1986年切尔诺贝利事件以及公众对气候变化影响的敏感性增加了,这两项重要的因素推动了德国能再生能源的发展进程。从联邦议院委员会1990年的最终报告中可以看出气候保护在政治进程中的重要性。报告号召发展风能和其他可再生能源。与此同时,欧盟迫切希望为新的参与者提供开放的能源市场。

直到1991年StrEG生效前,风电都主要在本地电网上网。这期间,电网连接、接入许可以及上网电价都必须地区的电力公司逐个协商。合同是否真正达成很大程度上取决于一些不可预测的因素,而且还依赖于电力供应商的意愿。因此风电的建设和运营都面临着很大的财务风险。这就使得第一个风能发展支持计划更加重要了。

第一个风能支持项目是在1980年代中期,那时候还没有对可再生能源的较系统的支持。但是一批干劲十足的希望在风能技术上一展宏图的行为主体及时抓住了1980年代最早的联邦政府和州层面的支持项目,出现了风能发展新的起点。这一阶段,主要的行为主体就是热情洋溢的工程师和研究人员,小型机器制造着和风能的第一批使用者,大部分农场主、个人和小公司都是风能的支持者。

刚开始的支持计划都是针对研发的,这期间资助政策进行了重新的调整,从支持研发转向保障和市场准备系统的逐步引导。基民盟(CDU)下面的联邦研究部在1989年给出了一个非常关键的刺激——5年内100MW风电的计划,由于申请者众,该项目计划扩展到250MW.研究部因而成功启动了风能起飞的重要基金。

以下萨克森州为例,1987年就开始了风能的推广,联邦政府和州政府的同时支持下给予了风能起飞的一个非常有效的基石,由于资金非常充足而被外界称为“过度融资”。最初由于都是小规模的风能系统在发展,零散的小规模形成了各种不一的技术概念,因此没有任何一个系统能单独形成完备的市场。在GROWIAN试验之后,称作“丹麦概念”的三叶转子(与耦合电网连接)成了德国风能技术发展的起点。起飞阶段德国正好是从干中学过渡到能够立足于自己传统工艺的阶段。也是在此阶段,风能开始了发展的规范化。由于在海岸或河岸区域(属于风能的黄金区域)对风能规划和建设有着巨大的需求,因此下萨克森州和石荷州先行一步发展了统一的规划和许可证系统。于是,石荷州在1984年就已经开始在“风能设计、建造和运行的指导原则”的框架下发展了,这一指导原则规范了当时的一些法令解释。因法规进步的推动作用,在海岸或河岸区域一些大型私企之间的选址和许可证的竞争在80年代末期已经显现。但是在内陆州,情况与沿海地区正相反,在那,建设风电场依然是逐个协商的办法,而协商的结果是否肯定很大程度上取决于风电对于当地农场主来说是否成为替代能源或者是能否带来足够的经济利益。

2.3突破阶段(1991-1995)

StrEG在1991年月生效,与此同时250MW计划已进入了实施阶段,促使了风能领域利益和兴趣的明显增长。在StrEG的刺激还不够充足的条件下,后者恰好提供了及时的后盾,给予了风电场运营者长达15年的补助。因此,一些专业的风电产业迅速建立起来,特别是涌现了很多中小规模的企业,于是这一阶段风能的发展不再仅仅是由环保理想主义的推动,而是更多被商业利益所替代。也因此,风能不仅仅由专业个人先行者,而是由越来越多规模也越来越大的制造商所支撑,生产的风能设备功率也迅速增加。

在该阶段,尽管因技术尚未成熟,尚面临很多经营风险,但是此前林林总总的风机设计,如一叶的、两叶的三叶片的转子,大小不同的运行系统,在该阶段都规范到一个统一的系统,一个水平轴,三叶片迎风(或称向上的)的转子,在当时该系统更加稳定有效,并且能够根据之后的技术进步而改造。

这期间的一个重要的创新就是出现了一种叫做“公民行动团体”的风能运营方式,它以自行组织和资源分配任务为原则,这种以有限责任公司做合作伙伴的有限合作关系“GmbH & Co. KG” 就成了风能运营的典型合作形式,也被称作公民的风电厂。这种形式不仅使有限责任成为可能,并提供了预期收益,而且还带来了通过风能设备系统的折旧的税收减免。通过有限责任,投资的风险得以分散,当地居民也可以通过这一形式获取利润。因此这种形式既推广了风能又促进了当地对风能的接受。然而,更大规模的风能系统在更大地理空间的推广也使得州和地方备受压力。他们不得不制定新的空间发展规划和风能项目的授权,以应付不断产生的风能利用和环境保护利益之间的冲突。

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