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✪ 劉元玲
中國社科院美國研究所
✪ 文佳筠
中國人民大學重陽金融研究院
【導讀】4月28日，西班牙和葡萄牙遭遇持續近十小時的大規模停電，交通癱瘓、通訊中斷，超五千萬人受影響，經濟損失高達二十億至五十億歐元。這場歐洲近年來最嚴重的斷電事故，表面上是技術故障，實則暴露出以可再生能源高佔比電網穩定性的風險。事故前一週，西班牙電網運營商已發出預警，卻在歐洲“新能源政治正確”下被忽視。若非法國核電主導的強韌電網及時隔離故障，整個歐洲電網恐將陷入更嚴重的連鎖崩潰。
本文以德國能源轉型為例，系統講解了德國能源轉型所面臨的困境。儘管德國風光電裝機量全球領先，但其激進棄核、強推新能源的政策已導致三重惡果：居民電價全球最高、單位發電碳排放量達法國的7倍、電力供應高度依賴鄰國核電和煤電補位。更諷刺的是，德國為填補能源缺口高價搶購天然氣，間接導致巴基斯坦等發展中國家被迫停電。正如西班牙大停電所揭示的，當國家的自然資源稟賦並不能給其發展風電和光電提供優勢時，所謂的“綠色轉型”變成了昂貴且不可持續的儲能方案。
作者繼而指出，任何能源系統都有代價，不能意識形態先行。德國核能發展已有60年曆史，曾是該國前三大電力來源，卻因政治化的“反核運動”而徹底放棄核電供應。德國在棄核後又不得不大量進口鄰國的核電來彌補能源缺口，這不得不說是莫大的諷刺。相比之下，中國與德國能源政策的意識形態掛帥、一意孤行不同，始終堅持了立足現實，實事求是，適時調整，電價僅為德國的1/5（0.39美元/千瓦時 vs 0.08美元/千瓦時）。而新能源和化石能源之間所存在的共生關係，需要更多的空間來討論和認真對待。
本文即將發表於《文化縱橫》2025年第3期，僅代表作者觀點，供讀者參考。
德國作為歐盟最大的經濟體和第一大經濟引擎，其能源和氣候領域的發展歷來廣受關注。德國實施以去煤去核以及發展風電和光電、提高能源效率為支撐的能源轉型。回顧並審視20多年來德國源轉型走過的路，我們看到其目標遠未達成，反而在希望渺茫的路上越走越遠。重新評價德國能源轉型，並思考對中國目前氣候和能源發展戰略的啟發，正當其時。
德國政府透過一項可再生能源法案，著重發展風電和光電。2010年頒佈的《能源方案》在德國議會以法律形式透過，德國希望藉此為社會提供高度安全的能源供給；保證能源供給的經濟性和可負擔性，尤其是電價要在國內居民以及德國工業發展的接受和承受範圍內；保證能源供給與環境、可持續發展尤其是氣候中和目標相符，即確保能源供應與整個生命週期內的環境、氣候和自然保護髮展相協調。
去核去煤與發展風電和光電是德國能源轉型過程中最重要的兩個內容，是德國能源轉型中獨特的雙輪驅動。（1）去煤去核。德國提出要在2030年逐步淘汰煤炭。2002年德國提出將在2022年廢除所有核電站，2010年，時任總理默克爾曾決定將關閉德國現存核電站的時間延長到2036年。但2011年日本福島核事故後，德國要求棄核的呼聲再次高漲，最終在2023年4月15日關閉了所有核電站，成為西方七大工業國裡首個全面棄核的國家。（2）大力發展風電和光電。德國提出2030年德國可再生能源要覆蓋德國80%的電力消費並滿足至少50%的供熱需求，同時到2030年安裝215GW的太陽能光伏裝機容量，是歐盟成員國中最具雄心的太陽能目標。
▍德國能源轉型的成效
德國去核已完成，去煤還在進展中。據德國弗勞恩霍夫研究所2025年1月的報告，2024年德國62.7%的電力生產來自可再生能源，這一比例創歷史新高, 其中風電和光電佔比四分之三左右。從風電、光電的裝機容量看，2024年上半年德國的光電裝機容量 81.8 吉瓦，人均約1千瓦，風電裝機容量69.5吉瓦，人均光電和人均風電的裝機容量，德國均居全球前十；從光電+風電的人均裝機容量來看，德國乃是世界第一。2023年，德國風能發電量首次超過煤炭發電量。然而，風電與光電的大行其道是否意味著能源轉型的成功？去核去煤的前提下，德國能源轉型目標實現了嗎？
截至2024年7月，德國各類能源發電量及佔比情況
實際上，德國的能源轉型距成功還很遠。
第一，德國能源轉型帶來持續的高電價不僅引發民怨、而且拖累工業和經濟發展。
隨著風電和光電的普及，德國目前居民電價是全世界最高。過去3年，德國家庭電費平均上漲了1／4，高出歐盟平均水平40%-50%。在經濟壓力加大的情況下，家庭生活成本也隨之上升，消費者信心受打擊，進而影響到整個市場的消費能力。這種惡性迴圈若不能有效遏制，將會給歐元區經濟復甦帶來持續困擾。許多依賴電力的行業如製造業、冶金業、零售等都將面臨提高生產成本的困境。
而這一現象並非德國所獨有。下圖顯示了歐洲各國電價以及風電+光電在電網上所佔比例。總趨勢是，風電和光電所佔比例越高，電價越貴。因為風電和光電的輸出具有很大的隨機性和間歇性，無法實現24小時靈活可調供電，通常被電網專業人士稱為“垃圾電”。為保障電網穩定，需要為其配備系統調節資源。最廉價便捷的調峰電源是水電。然而，受自然條件的限制，水電的建設在大多數地區已經見頂。隨著風電和光電比例增加，可用於廉價調峰的水電不再滿足需求，就需要建設更加昂貴的系統調節資源，比如燃氣電站，電池儲能等等。所以，風電和光電是低邊際成本，高系統成本。歐洲如此，中國也不例外。據國家電網測算，新能源電量佔比每提升5個百分點，將增加消納成本0.088元/千瓦時。
歐洲居民電力價格與風光電所佔比之間的關係
第二，德國碳排放依然居高不下。尤其是與選擇保持發展核電的法國相比，德國大力發展風電光電並徹底棄核，其每度電的碳排放遠超法國，以2024年的資料來看，是法國的七倍（法國每度電排放56克二氧化碳，德國381克）。而且，德國不僅每度電排放遠高於法國，在整個歐盟都是落後生。僅波蘭和斯洛伐克的每度電排放高過德國，而這兩國都是以煤電為主。所以，德國作為能源改革領域的“先鋒”僅是一個敘述，實際上拖了減排的後腿。下表對比了各國居民電價以及每度電二氧化碳排放強度。 德國不但全球電價最高， 而且在電價最貴的八個國家中， 每度電二氧化碳排放也最多。
各國居民電價以及每度電二氧化碳排放強度
第三，德國很多能效目標仍無法達成。儘管能源消費在2020 年新冠疫情期間有所下降，但一次能源消費與2008年相比只降了17.3%，原有一次能源降低20%的目標並未達成。終端能源生產率在過去十年中，每年僅提高1.4%，未達成2.1%的目標值。儘管經濟結構透過從原有的能耗集中型工業轉向服務業，但透過能效措施實現節能的整體表現仍低於預期。
此外，德國決絕拋棄“危險的”核電卻因現實需要去進口鄰國的核電，而且為了保障電力供應重開高碳的煤電。不少鄰國直言德國的能源轉型對造成歐洲能源危機有不可推卸的責任。2024年12月16日， 瑞典能源部長兼副首相埃巴·佈施稱德國不負責任的能源政策推高了整個歐盟的電價以及造成電網穩定性下降。她甚至點名批評了時任德國副總理和經濟部長的綠黨政治家哈貝克：“世界上沒有任何意志力能夠超越物理學的基本規則，即使是羅伯特·哈貝克博士也不行。”
德國政府對風電和光電的補貼居高不下，歷年來對風電和光電的補貼估計總耗資在360~420億歐元之間，2024年補貼數額高達185億歐元。為了儘量掩蓋新能源推高電價的事實，綠黨經濟部長哈貝克決定從2022年起這筆錢不再像從前那樣從電費中收取，而是政府成立了專項補貼基金，但這同樣還是納稅人的錢。該專項基金的實質是德國居民除支付全世界最高電價外，2024年每位德國居民還為新能源額外支付了200多歐元的補貼。這些現實讓甘願為環保買單的德國民眾都開始用選票表達對綠黨的強烈不滿。例如2024年德國有三個州舉行大選，綠黨的得票率均遭腰斬，民眾已開始反思並反抗意識形態先行的能源政策。2025年2月23日德國大選，綠黨出局。新當選的總理第一時間宣佈立刻停止對已關閉核電站的拆卸，為重開核電站開了綠燈。
所有這一系列堪稱奇幻的德國能源改革“成效”，無一不在昭示一個客觀事實：德國能源轉型失敗了。
▍德國能源轉型為何失敗
德國能源轉型引發諸多爭議。有的認為德國能源轉型已步入正軌，德國實現氣候中和以及可再生能源為主的能源系統是可行的，其成功將為應對氣候變化作出貢獻，併為全球其他國家做出重要表率。有文章對德國去核與留煤並存的立場表示質疑，指出俄烏衝突背景下的去核過於激進。本文認為德國以去核加發展風電、光電為主的能源轉型是錯誤的，失敗的。原因有二：一是德國對核能的錯誤認知與激進做法，核能是保障德國能源安全不可缺少的重要存在；二是德國對風電和光電的片面認知與過度做法，不顧現實竭力推廣普及風電和光電，既不能保證德國能源安全，也不能帶來能源轉型的平安順利。
（一）對核能的錯誤認知導致激進棄核的錯誤做法
核能是投入產出比最高的能源，因其諸多優點——高能量密度和低碳排放、穩定可靠、低運輸成本和高負荷係數等——在德國存在了60年，曾作為德國前三大重要的發電來源，對德國的工業與經濟發展產生了重要作用。對比電力生產的投入產出比，核電高達75，煤電為30，生物質能為3.5，沙漠集熱式太陽能發電為9-19，風能為3.9-16，光伏僅為1.6-3.9（上限的計算沒有考慮儲能調峰需求；下限的計算考慮了調峰，以最廉價實用的抽水蓄能電站作為計算標準）。而且，德國以安全為由實施去核，但由於風電和光電的不穩定，德國需要從俄羅斯大量進口天然氣用於調峰，北溪1號和北溪2號的修建都與此相關。
在能源危機的背景下，綠黨依舊一意孤行於2021年12月和2023年4月關閉了六座運營中的核電站。這不但加深了歐洲的能源危機，甚至在地球的另一端比如巴基斯坦和孟加拉都因此被迫停電。為補上核電缺口以及停止從俄羅斯進口天然氣的缺口，德國在全世界高價採購液化天然氣。一些巴基斯坦和孟加拉的燃氣電廠，本來和國際天然氣供應商們簽訂了長期供氣合約。但在德國的高價誘惑下，這些供氣商們選擇了向巴基斯坦和孟加拉的燃氣電廠支付違約金，轉手把燃氣高價賣給德國。於是，這些燃氣電廠斷氣停止發電，相關地區停電。德國綠黨最喜歡奢談氣候公正，卻毫不猶豫的如此“仗錢欺人”。
對應對氣候變化而言，德國“優先棄核、退煤在後”的戰略選擇是沒有道理的，重啟或擴大煤電必定會增加二氧化碳排放，同時推高國際市場化石燃料價格，無論從環境性、經濟性還是安全性來看，都無法推匯出邏輯上優先棄核的理性理由，德國這種“優先棄核、退煤在後”的戰略選擇毫無疑問會大大拖後德國實現碳中和的程序。核電佔全球無碳電力的25%和全球總電力的10%。過去50年，核電避免了600億噸的二氧化碳排放，全球淨零排放需要核能支援。
德國反核運動源起於1970年代的和平運動和綠黨的崛起。德國綠黨在過去幾十年，發起了一場曠日持久、聲勢浩大的反核運動。一個值得重視的事實是：相比煤炭，年輕的核電其利益集團根基更淺，政治上游說力量更弱，媒體動員能力更小，因此德國早在1998年就達成了棄核的共識，綠黨和社民黨聯合執政時期制定了德國的去核規劃。與此形成鮮明對比的卻是對碳中和程序實施阻礙更大的煤電，直到2007年德國才明確停建新燃煤電廠。默克爾所在的基督教民主黨原本反對拋棄核電，她本人作為物理學專業的高材生，曾經說過沒有任何科學上的原因反對核電。然而，在政治博弈和意識形態的鬥爭中，核電在德國成為被妖魔化的存在。2011年福島核事故後，德國民眾核恐懼在媒體炒作下達到高峰，默克爾為了避免敗選於綠黨，才改為支援廢核。
與德國形成對比的是法國，自1951年人類開始利用核電以來，法國搭上核電發展“快速列車”，建立了強大的核能工業體系，尤其1974年石油危機之後，法國大建核電，核電總裝機容量達到63300多兆瓦，佔總發電量的78%，其比例位居主要工業國的首位。核能不僅對法國的經濟社會發展起到舉足輕重的作用，而且為法國當今優質的生態環境做出不可估量的貢獻。核能的充分發展讓法國成為歐洲電力最為充足的國家之一。除了2022年因為之前兩年疫情導致核電站的維護時間推遲，大批核電站集中關停維護導致法國缺電，過去四十年法國都是歐洲最大的電力出口國。法國業內人士稱“核能並不是能源問題的唯一解決辦法，但我們找不出不包括核能的其他一攬子解決方案”。2024年更是法國核電的“豐收年”，由於廉價高效的核電，法國電力公司EDF在刨除運營成本後，純利潤達113億歐元。這和德國2024年僅新能源補貼就高達185億歐元，形成鮮明對比。
與此同時，人工智慧的發展需要大量穩定的供電，德國棄核會對其國內人工智慧發展造成拖累和制約。國際能源署釋出的報告曾估算指出，由於人工智慧和加密貨幣的需求，資料中心的用電量將會大幅增加，到2026年可能會增加到620到1050太瓦時，相當於瑞典或德國的能源需求。而訓練更先進的GPT-4，其耗電量估計是GPT-3的50倍。甲骨文和微軟公司都開始積極興建或者資助核反應堆來為各自的AI資料中心供電。這些科技巨頭曾經是風電光電的鼓吹和支持者，而現在它們都意識到： 人工智慧的盡頭是能源，能源的盡頭是核電。
（二）對風電與光電的認知片面卻又過度發展
德國放棄低碳綠色高效的核能，轉向風電和光電，現實中遭遇很多困難。不僅因為德國的自然資源稟賦並不能給德國發展風電和光電提供比較優勢，而且從全生命週期的角度看，與核電相比，風電和光電並非看起來那麼低碳、環保、可持續。
第一，德國的自然資源稟賦並不能給德國發展風電和光電提供優勢。
首先，就發展光電而言，德國的日照時間比義大利和西班牙相比都較短，德國平均年日照時間為1528個小時，年平均有效利用小時數僅為800小時左右，德國不是太陽能資源豐富的國家。德國主要是依靠政府補貼加上民眾對的環保熱情，大力推廣使用太陽能。德國經濟部為1999年起實施的“10萬太陽能屋頂計劃”提供了總計約4.6億歐元的財政預算。
其次，就發展風電而言，面臨和發展光電相似的困境，甚至更大。德國沒有愛爾蘭、英國和摩洛哥那種有著強風的漫長海岸；相較於鄰國丹麥和荷蘭，德國仍受困於基礎設施建設不完善，荷蘭和丹麥近年來一直專注於海上風電行業，並從德國港口手中奪取了大量的市場份額，使得德國海上風電目標的實現陷入了進退兩難的境地。截至2024年，德國海上約有1500颱風力渦輪機，提供大約8.5吉瓦的電力，並計劃到2030年將發電量增加到30吉瓦。然而2024年1月底，由於電網瓶頸，德國從北海獲得的風力發電份額在2023年降至五年來的最低水平。海上風電要透過巨大的電纜將電力輸送到岸上，如何將電力從德國北部輸送到德國南部和西部的工業中心，是個大難題，只能依靠德國政府的政策補貼。儘管德國風能協會主席赫爾曼.阿爾伯斯對此表示樂觀，但實際上困難很大，需要簡化審批程式、繼續融資以投資電網，並且高比例可再生能源又面臨規劃土地不足、專案審批緩慢、補貼大幅減少、勞動力短缺、原材料價格上漲和供應鏈中斷等不確定因素。
第二，調峰困難，發展風光電與德國自身能源基礎設施建設不匹配。
德國過去的燃煤電站和核電站主要分佈在人口聚集以及工業發達的南部地區，而風力發電主要在北部，這意味著德國必須重新佈局高壓電網。陽光燦爛或風力過猛時，德國要低價甚至虧本向歐洲鄰居出售過剩的電力，例如，2025年第一個交易日，由於風能發電量超過需求，德國電價跌破零，負值狀態持續了4小時，歐洲電力交易所資料顯示，德國2024年負電價時長達468小時，同比增加60%；陰冷無風的日子，德國卻要依賴褐煤發電，或者同時高價進口電，碳排放也有增無減。在2024年11月11日，由於預計風力發電水平遠低於季節性正常水平，德國交易電價在拍賣中飆升至1度電9.36歐元。德國目前從鄰國大量進口電力，陡增的電力進口對捷克、波蘭等周邊國家的老舊且高負荷的輸電系統帶來巨大壓力，捷克為滿足德國增長的用電需求決定新建核反應堆。這就形成一種諷刺的局面，很多時候德國進口的是自己棄之不用的核電，而且還無法掌控電價。與此同時，風電和光電的大幅波動一直是其軟肋，對電網系統的不斷升級需求意味著更多的高碳建設投入，近期西班牙大停電更是將該問題推上前臺。
第三，政府對風電和光電的持續長期補貼對經濟發展不利。
二十年前，風電和光電面臨著初期投資高、技術不成熟、規模化不足、市場接受程度低等因素，政府的補貼有其道理。然後，目前全球光伏和風能早已規模化生產，但依舊持續的補貼造成了市場的扭曲和資源的錯誤配置，已經讓個體和政府都受拖累。一方面，政府對於所謂清潔能源的投入已超過實際發展水平，財政補貼造成了風電光電的“虛假”繁榮，更成為政府的沉重包袱；電價上漲帶來德國產能下降，產業外移。德國能源轉型中產生的有損於個體家庭和經濟工業發展的問題都在逐漸顯露。
第四，從全生命週期看，風電和光電與核電相比，既不便宜也不低碳。
從全生命週期來看，發展風電和光電屬於高投入，低產出。從負荷係數看，德國光電的負荷係數僅為10-13%，風電負荷係數低於25%，相比之下，核電的負荷係數高達90%以上。而且，核電站的運營壽命高達60-80年，風電和光電的運營壽命只有15-20年。作為不穩定的電力，它們的發展需要水電/天然氣/煤電作為後備來調峰，它們發展比例越高，對電網的壓力越大，為維持電網穩定所需要的投入也快速上升，而同時維持兩套電力系統，其本身也是高碳且昂貴的。再次，風能太陽能對各種關鍵礦產的需求量要很高。具體來看，每百萬瓦的裝機，核電需銅約1.5噸，太陽能2.7噸，陸上風電2.8噸，海上風電8噸。如果假定核電運營壽命為60年，風電光電運營壽命為20年，核電負荷係數為90%，光電負荷係數為12%，陸上風電負荷係數為25%，海上風電負荷係數為40%。我們可以計算出，生產同樣總量的電力，太陽能所需銅是核電的40倍，陸上風電是核電的20倍，海上風電是核電的36倍。這裡還沒有算上大規模風電、光電所需要的配套儲能設施以及電網升級建設也同樣需要大量礦產資源。
所以，從全生命週期看，風光電和儲能系統是高耗能、高耗資源的系統。無限度地發展光電和風電是不現實的。基於“總成本”基礎上的核電建設和發電平均成本是122美元/兆瓦時：而風電加電池儲能的成本為291美元/兆瓦時，太陽能加電池的成本為413美元/兆瓦時。核能也是安全的能源，有研究指出，住在核電站附近所受的輻射量相當於大約50個香蕉中天然放射性鉀的含量。生活在50公里範圍內一座燃煤電廠的輻射暴露量是它的33倍。
（三）昂貴且不可持續的儲能方案
風電、光電的變化無常使得儲能一直都是熱門話題。德國風光電佔比過大，使得發電量隨著自然的風光變化而暴漲暴跌，交易電價也隨之忽上忽下，對電網的衝擊很大，對此，主要解決方案是新建儲能設施。歐州現在有潛力做抽水儲能電站的地方是挪威，但挪威不認可德國的能源轉型做法，而且對德國帶來的歐洲電價普遍上漲很不滿，外加環保考慮，因此拒不配合。同時，儘管電池價格近年來下降很快，大規模電池儲能依舊昂貴。歐洲目前規劃中最大的電池儲能電站容量為240Mwh,僅是裝機容量為1GW的核電站不到一刻鐘的產能，但其造價卻高約7億美元。目前歐洲需要同時維持兩套電力系統，一個是風電和光電為主，一個是為風電光電備份的化石能源為主。風電光電比例越高，為維持電網穩定，造成的投入就越大。同時運營兩個系統無疑成本高昂、且高耗能高耗資源。相比依賴核電的法國，則完全沒有該問題困擾。
▍德國能源轉型對中國的啟發
能源轉型是大勢所趨。目前中國煤炭供能佔比約三分之二，據估計中國煤炭儲量將在未來幾十年內耗盡。我們需要在此之前建立起替代煤炭且可持續的能源系統。任何能源系統都有代價，不能意識形態先行，而應實事求是，權衡利弊，做理性評估，科學選擇。具體而言，中國應堅持併發揚既定的核電發展戰略，並進一步做好保障核能安全的工作，發揮核能在經濟社會發展程序中的積極作用。同時，中國應重新審視對風電和光電的各種顯性和隱性補貼，避免德國目前所遭遇的困境。
今年2月9日，國家發改委和能源局聯合釋出了《關於深化新能源上網電價市場化改革促進新能源高質量發展的通知》（136號文），4月29日又釋出了《關於全面加快電力現貨市場建設工作的通知》（394號文）。這兩個重磅檔案對國內新能源以及儲能產業政策做出的重大調整，表明我國與德國能源政策的意識形態掛帥、一意孤行不同，始終堅持了立足現實，實事求是，適時調整。從全生命週期分析來看，以風電，光電以及電池儲能為代表的所謂新能源也是高耗能產業。新能源和化石能源之間所存在的共生關係，需要更多的空間來討論和認真對待。
編輯 | 王儒西
本文即將發表於《文化縱橫》2025年第3期。歡迎個人分享，媒體轉載請聯絡本公眾號。
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