【摘要】從當前積極推進能源轉(zhuǎn)型的國家看，德國和美國是兩個具有典型性的國家。本文從能源轉(zhuǎn)型的核心動機，轉(zhuǎn)型方向，轉(zhuǎn)型成本，轉(zhuǎn)型的過渡能源選擇。以及電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型等五個方面對兩國當前的能源轉(zhuǎn)型進程進行了比較分析。分析表明，德國和美國能源轉(zhuǎn)型既有共同點，也有差異性，其差異性主要源于能源轉(zhuǎn)型的核心動機差異和治理結構差異。
近年來，在應對全球氣候變化成為國際主流議題的大背景下，以大力發(fā)展可再生能源替代化石能源為主要內(nèi)容的能源轉(zhuǎn)型(energy transition)已成為很多國家能源政策的重要內(nèi)容。而德國和美國無疑是其中的兩個有代表性的國家。德國和美國推動的新一輪能源轉(zhuǎn)型實踐表明，國家能源轉(zhuǎn)型路徑不存在唯一性，不同國家的能源轉(zhuǎn)型既有共同點，也有差異性。我國近年來頒布了一系列促進可可再生能源發(fā)展的政策，可再生能源發(fā)展規(guī)模和速度均居世界各國前列，但與德國和美國的相比，無論是在能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略重視程度，還是能源轉(zhuǎn)型政策的系統(tǒng)性等方面都還存在很大差距。因此，深入理解和把握德國和美國能源轉(zhuǎn)型的共同點和差異性，對我國制定一個既反映國家能源轉(zhuǎn)型一般規(guī)律，又充分體現(xiàn)中國國情的國家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略有著不可替代的作用。
一、能源轉(zhuǎn)型的核心動機有所不同
一個國家主動推進能源轉(zhuǎn)型的“動機”，通常有確保能源安全、改善環(huán)境問題，或創(chuàng)造新的工業(yè)競爭優(yōu)勢，等等。然而，哪一個是能源轉(zhuǎn)型的“最核心”動機呢?從德國和美國能源轉(zhuǎn)型實踐看，美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機一直非常明確，那就是改善能源安全，降低對進口能源的依賴，環(huán)境保護等其他動機的地位是次于能源安全動機的;相反，德國能源轉(zhuǎn)型動機中，環(huán)境保護一直明顯居于最主要地位，盡管能源安全動機對德國也非常重要。
1. 德國能源轉(zhuǎn)型的核心動機是大氣與環(huán)境保護
2011年6月6日，德國聯(lián)邦議院決定將德國能源政策的三個政策目標——能源安全、負擔得起的能源、與環(huán)境兼容的能源供應——作為指導其能源轉(zhuǎn)型的指南。因此，理論上，能源供應的安全、可負擔和環(huán)境兼容均可視為德國能源轉(zhuǎn)型的重要動機。
然而，從2000年以來德國能源轉(zhuǎn)型進程看，能源供應安全動機當然一直是重要動機，但環(huán)境友好的能源供應近年來已經(jīng)逐漸超過供應安全動機成為能源轉(zhuǎn)型的核心動機。
為了使能源轉(zhuǎn)型與環(huán)境兼容、安全并且可負擔，德國制定了能源轉(zhuǎn)型的總體目標和分層目標，并把大力發(fā)展可再生能源和提高能源效率作為推進德國能源轉(zhuǎn)型的兩大支柱。2000年以來，德國可再生能源在能源結構中地位日益提升：可再生電力消費的比重從2000年的6.2%增加到2014年的27.8%，終端能源消費中可再生能源占比提高到12%。
顯然，大力可再生能源發(fā)展既與環(huán)境保護動機有關，也與能源供應安全動機有關。一方面，與化石能源相比，可再生能源沒有污染物和溫室氣體排放;另一方面，可再生能源都是本地化能源，對石油和天然氣主要依靠進口的德國來說，用可再生能源替代化石能源有明顯的“能源安全”效應?？梢韵胂蟮氖牵?050年德國實現(xiàn)終端能源消費中60%來自可再生能源時，能源安全狀況必然大為改觀。
如果說大力發(fā)展可再生能源是環(huán)境保護與能源安全雙重動機驅(qū)動的，那么德國決定2022年之前完全淘汰核能的政策走向只能理解為環(huán)境動機日益重要，并成為能源轉(zhuǎn)型核心動機作用的結果。因為核能發(fā)展對改善德國能源對外依賴程度明顯有積極作用。也就是說，德國政府和公眾把與降低核事故和核廢料處理的事故風險有關的環(huán)境問題放到了比“供應安全”問題具有更為優(yōu)先的位置。
事實上，德國核能退出政策也經(jīng)歷了“過山車”式的變化。2002年，作為綠黨關鍵的政治要求，施羅德聯(lián)合政府與該國四大電力公司達成協(xié)議，決定到2022年關閉所有核電站。2009年大選保守的自由主義聯(lián)盟上臺后，默克爾政府于2010年10月否決了這一協(xié)議，計劃將核電站的使用壽命延長到2036年。2011年3月，日本福島核事故后“劇情”被默克爾再次逆轉(zhuǎn)。此后，德國議會決定2011年8月之前關閉8座電廠，到2022年之前完全退出。
同樣，出于對大規(guī)模單一種植所導致的“生物多樣性”損失的擔憂，德國近年來對生物燃料的支持力度有所下降，比如，2006年開始，德國政府開始逐步取消生物燃料的稅收優(yōu)惠政策以來，生物燃料產(chǎn)量開始趨于下降。從2007年的歷史最高水平3180百萬噸油當量下降到2014年2684百萬噸油當量，下降幅度為15.6%。
2. 美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機是能源安全
美國可再生能源和清潔能源發(fā)展的目的一致非常明確，那就是減少對進口能源的依賴，確保能源安全?？梢哉f，美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機始終是追求能源獨立，確保能源安全。因此，美國政府很早就出臺了生物燃料發(fā)展的鼓勵政策。比如，1978 年《能源稅收法案》就規(guī)定全國汽油中添加10%的乙醇。《1980年能源安全法案》引入貸款擔保等融資機制，鼓勵乙醇燃料和太陽能等新能源發(fā)展;同時規(guī)定從1980年3月1日起，對石油公司利潤征收50%的暴利稅，主要用于研究和開發(fā)新能源。卡特政府甚至更為激進，1979年成立的“國有”的美國合成燃料集團，聯(lián)邦政府連續(xù)5年為其提供了200億美元作為啟動資金，向利用煤炭和頁巖生產(chǎn)氣化和液化燃料的公司提供投資和貸款保證。所有這些舉措，目的只有一個，就是替代國內(nèi)石油的消費，增加國內(nèi)石油替代能源的生產(chǎn)，減少對進口石油的依賴。
從20世紀70年代末到現(xiàn)在，美國為實現(xiàn)“能源獨立”而推動的能源轉(zhuǎn)型主要依靠如下四個“支柱”：一是大力發(fā)展生物燃料，以減輕交通燃料對石油產(chǎn)品的依賴;二是鼓勵清潔能源和非常規(guī)化石能源的發(fā)展，包括核電、頁巖氣、煤層氣以及煤炭清潔利用等;三是提高能源效率;四是積極推動風能、太陽能等可再生能源發(fā)展。
總體上，生物燃料和可再生能源都是在2000年以后才開始出現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢。而且，在“頁巖氣革命”效果顯現(xiàn)之前，上述應對措施對于降低美國石油進口依賴方面沒有產(chǎn)生實質(zhì)性影響。2005年開始，作為美國“頁巖氣革命”的結果，美國石油進口量開始觸頂回落。到2013年，美國石油進口量比2005年減少近40%，極大地改善了美國石油安全狀況。
事實上，正是因為美國能源獨立和能源安全狀況有了實質(zhì)性的改變，美國聯(lián)邦政府在氣候變化問題上的立場才逐漸從消極走向積極。盡管美國不少州政府在發(fā)展可再生能源應對氣候變化問題上行動積極，但在聯(lián)邦政府層面，直到2008年奧巴馬總統(tǒng)任期開始，才開始表示美國要在氣候變化方面“擔當領導責任”。
奧巴馬在總體競選期間就承諾，到2020年把美國的溫室氣體排放減少到1990年的水平，到2050年在此基礎上再減少80%。2013 年6 月25 日，美國發(fā)布了《總統(tǒng)氣候行動計劃》，標志著美國聯(lián)邦政府層面上“氣候沉默”時代的歷史性終結。
不過，即使美國政府在氣候問題上的立場發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，也不意味著美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機變成了“環(huán)境問題”。事實上，美國能源轉(zhuǎn)型的核心動機依然是能源安全。因為美國政府并沒有把能源轉(zhuǎn)型的“重擔”全部托付給可再生能源，相反，在其向能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中，天然氣、核電和煤炭清潔化仍居相當重要的地位。
二、能源轉(zhuǎn)型核心動機差異導致轉(zhuǎn)型方向與路徑不同
德國和美國不同能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的形成當然與其能源資源條件密切相關，但從實踐看，這種各具特色的能源轉(zhuǎn)型首先是不同核心動機推動的結果。同時，考慮到這種差異性，如果用不同“標準”來衡量兩國能源轉(zhuǎn)型的進展，我們會得到只用“可再生能源發(fā)展”這一單一標準評價更為豐富的結論。
1. 向可再生能源轉(zhuǎn)型與向清潔能源轉(zhuǎn)型
從能源轉(zhuǎn)型目標看，德國與美國的能源轉(zhuǎn)型區(qū)別非常明顯。德國政府明確提出“大力發(fā)展可再生能源”作為能源轉(zhuǎn)型的方向，提出2050年終端能源消費中60%，總發(fā)電量中80%來自可再生能源，并希望最終實現(xiàn)100%可再生能源。相比之下，美國雖然不斷有研究機構發(fā)布研究成果稱，2050年美國有望實現(xiàn)“100%可再生能源”供能，[①]美國能源部和一些州也在一些小鎮(zhèn)做“100%可再生能源供能”的小范圍實驗，但美國政府至今沒有提出以“可再生能源”作為唯一或最主要方向的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。
迄今為止，美國政府最為“大膽”的能源轉(zhuǎn)型目標，是奧巴馬總統(tǒng)在2011年國情咨文演講中提出的，即到2035年，美國80%的電力將來自可再生能、天然氣和核能共同構成的清潔能源。基于此，我們認為，德國能源轉(zhuǎn)型核心特征是“可再生能源轉(zhuǎn)型”，美國能源轉(zhuǎn)型則是“清潔能源轉(zhuǎn)型”。
德國和美國的差異化能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略首先是不同核心動機驅(qū)動的結果。在“環(huán)境問題”(包括氣候變化)這一核心動機的驅(qū)動下，德國可再生能源發(fā)展的速度遠遠超過美國和其他國家。而且，在環(huán)境動機驅(qū)使下，德國政府甚至在2011年做出2022年前關閉所有核電站的政策選擇。而在美國政府那里，能源安全動機始終是其能源轉(zhuǎn)型的首要和核心動機。20世紀80年代以來，美國始終圍繞降低對石油進口依賴，改善能源安全為目標，制定稅收和補貼政策，大力推動國內(nèi)非常規(guī)油氣開發(fā)和風電、太陽能、地熱等可再生能源發(fā)展，走出了有美國特色“清潔能源”轉(zhuǎn)型之路。
2. 從非水電可再生能源發(fā)展看，德國能源轉(zhuǎn)型進展遠超美國
如果用可再生能源發(fā)展程度為度量尺度，德國能源轉(zhuǎn)型的“成效”非常明顯，其進展遠遠超過美國。各國度量可再生能源發(fā)展經(jīng)常用的指標是“非水電可再生能源占總發(fā)電量比重”，[②]這或許是因為可再生能源利用的最核心方式就是發(fā)電。不過，我們認為，從能源轉(zhuǎn)型的含義看，用“非水電可再生能源在一次能源消費中的比重”這一指標更能客觀反映2000年以來兩國能源轉(zhuǎn)型的進展。
從圖1可知，相對指標看，2000年德國和美國非水電可再生能源發(fā)展的起點基本相同：德國一次能源消費中非水電可再生能源份額為0.84%，同年美國為0.76%。但此后由于兩國關于可再生能源發(fā)展的政策力度和實施方式不同，美國與德國的差距迅速拉大。2014年，德國一次能源消費中，非水電可再生能源比重迅速增加到10.2%，十四年增加了11倍多，而同期美國這一比重僅為2.8%，增加了2.7倍。美國與德國在這一指標上的差距擴大到7.4個百分點。
因此，從可再生能源發(fā)展看，德國毫無疑問是能源轉(zhuǎn)型成功的“典范”，并成為世界很多國家學習的樣板。
3. 從清潔能源發(fā)展看，德國近年來開始落后于美國
德國能源消費中可再生能源份額迅速增加，并遠遠領先于美國，說明德國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略實施的成功，戰(zhàn)略目標與實施路徑及相關政策匹配度高。不過，用可再生能源發(fā)展程度來衡量能源轉(zhuǎn)型進展，結論顯然對德國有利。因為德國能源轉(zhuǎn)型就是以“可再生能源發(fā)展”為導向的。因此，如果我們用與描述美國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的“清潔能源”發(fā)展程度指標來比較兩國能源轉(zhuǎn)型進展，結論會有什么樣的變化呢?(圖2)
首先，兩國一次能源消費中，清潔能源的比重都呈現(xiàn)上升趨勢，但美國的增長幅度超過德國：美國清潔能源份額從2000年的37.2%上升到2014年43.9%，增加了6.7%;德國清潔能源份額從2000年的35.5%上升到2014年的39.3%，增加了3.8%。
其次，2000-2014年，美國和德國清潔能源發(fā)展曾經(jīng)交替領先。2000-2003年年間，美國一次能源中清潔能源份額領先德國;2003-2010年德國清潔能源份額繼續(xù)上升，并領先于美國，而美國同期經(jīng)歷了先降后升的變化;2010年后，美國清潔能源份額領先德國。
第三，2010年以后，美國與德國清潔能源發(fā)展開始再次出現(xiàn)分化：美國份額加速上升，而德國初步顯示出緩慢下降的態(tài)勢，兩者差異有進一步擴大趨勢。2014年德國清潔能源份額比美國低4.6個百分點。
總之，從“清潔能源”標準看，美國能源轉(zhuǎn)型進展快于德國。這同樣說明了美國清潔能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略及其實施的成功。美國清潔能源份額增長的原因主要有兩個：一是是2006年以后美國“頁巖氣革命”成功;二是在此期間美國非水電可再生能源的加速發(fā)展，特別是風電和地熱。
三、“過渡能源”選擇是國家能源轉(zhuǎn)型的必備要件
從當前全球能源轉(zhuǎn)型的大背景和動機看，能源轉(zhuǎn)型的終極目標是實現(xiàn)能源體系從基于不可再生的化石能源和核能的體系轉(zhuǎn)向可再生、可持續(xù)能源體系。對世界多數(shù)國家而言，這一終極目標的實現(xiàn)需要相當長的時間內(nèi)能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進，可能需要上百年的時間，一些國家可能需要更長的時間。因此，在通向終極目標的進程中，選擇恰當?shù)?、符合本國實際的過渡能源就成為能源轉(zhuǎn)型的一個必備“要件”。過渡能源的選擇不僅關系到一個國家能源轉(zhuǎn)型順利推進，而且對能源轉(zhuǎn)型的成本高低有著重要影響。
1. 美國能源轉(zhuǎn)型明確以核能和天然氣為過渡能源
美國的“清潔能源”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，明確將天然氣和核能作為通向“可再生、可持續(xù)”能源體系的過渡能源。這是美國現(xiàn)階段以清潔能源為導向的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下的一個必然選擇，同時是美國在能源安全動機驅(qū)動下，長期鼓勵“非常規(guī)能源”的開發(fā)的結果。
2000年以來，天然氣和核能在美國向“清潔能源”中起到了非常重要的作用。2000-2014年年間，天然氣份額從26%增加到30.2%，增長了4.2%;核能份額從7.8%增加到8.3%;非水電可再生能源從0.76%增加到2.83%，增加了2.09%。同期煤炭和石油的份額穩(wěn)步下降，其中石油份額從38.2下降到36.4%，煤炭從24.6%下降到19.7%(見圖3)。因此，美國在水電份額有所下降，非水電可再生能源增加份額也不大的情況下，天然氣份額的大幅上升和核電份額的穩(wěn)中有升，確保了美國清潔能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的順利推進。同時，較低價格的天然氣份額增加對于降低美國能源轉(zhuǎn)型成本和推進難度起到了關鍵作用。
2. 德國取消核能作為過渡能源妨礙了煤炭和石油下降趨勢
相比之下，德國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是全力推進可再生能源發(fā)展，并力圖在2050年前使可再生能源成為主導能源。其能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中不存在明確的“過渡能源”安排。然而，無論是否選擇，“過渡能源”都是能源轉(zhuǎn)型過程中的現(xiàn)實“需要”。因此，在沒有確定“過渡能源”及其配套政策，同時核能發(fā)展又被明確排除在外的情況下，市場會主動選擇“性價比”最好，但卻未必符合能源轉(zhuǎn)型大方向的過渡能源。
德國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的三個特征非常明顯：一是可再生能源份額增長迅速。一次能源消費中非水電可再生能源份額從2000年的0.84%快速增長到2014年的10.2%;二是核能從2011年宣布2022年前永久棄核之后，核能份額迅速下降。2000年核能占一次能源消費份額為11.5%，2010年下降到9.9%，2011年快速減少到7.9%，2014年進一步減少到7.1%。三是天然氣的份額從上升轉(zhuǎn)為下降：從2000年的21.5%增加到2005年的23.4%，然后轉(zhuǎn)為趨勢性下降。2014年天然氣份額占一次能源消費比重為20.5%。[③]
然而，德國可再生能源發(fā)展取得很大成績的同時，非清潔能源煤炭和石油的份額近年來卻有抬頭的趨勢。石油份額從2000年從38.9%穩(wěn)步下降到2007年的34.6%之后，石油份額開始止跌反彈到2009年的37%。此后，2010-2014年，石油份額在2013年的34.8%至2014年的35.9%區(qū)間小幅反彈波動區(qū)間。煤炭份額從2000年的25.6%下降到2009年的23.3%后開始止跌反彈。2014年份額雖然在2012年的近期高點25.4%基礎上再次有所下降，但2014年份額為24.9%，仍高于2009年的水平。可見，德國在加速向可再生能源轉(zhuǎn)型的過程中，由于沒有選擇適當?shù)倪^渡能源，同時將核能排除在未來能源結構之外，導致能源轉(zhuǎn)型過程中煤炭和石油等“非清潔”能源下降趨勢受阻。
德國能源轉(zhuǎn)型沒有主動選擇恰當“過渡”能源的不利影響還表現(xiàn)在褐煤發(fā)電難以下降，對德國電力清潔化和碳減排產(chǎn)生不良影響。如圖5所示，2000-2014年，德國總發(fā)電量中非水電可再生能源份額從5.4%快速增加到2014年的26.3%，同期，雖然硬煤發(fā)電下降較快(從24.8%下降到17.8%)，但核能因為政策原因也呈現(xiàn)快速下降趨勢(從29.4%下降到15.8%)，天然氣發(fā)電份額從2010年開始也停止增長勢頭轉(zhuǎn)而下降：從2010年的14.1%下降到2014年的9.5%，四年下降了4.6個百分點。
作為清潔能源的核能和天然氣2010年以后加速下降，所帶來的缺口當然主要非水電可再生能源快速增加來彌補，還有褐煤發(fā)電份額反彈也彌補了部分缺口。從2006年開始，褐煤發(fā)電下降勢頭趨于平緩，到2010年褐煤發(fā)電份額甚至出現(xiàn)了明顯的反彈。2014年褐煤發(fā)電份額依然保持25.4%高位，超過2005年(24.8%)褐煤發(fā)電份額。
四、可再生能源政策強力推進程度與居民電價成正比
目前，無論是德國和美國，還是其他國家，發(fā)展可再生能源的一個共同經(jīng)驗是：通過法律或政策強力推動最有有效。這種強制政策大致分為兩類：一類是以德國為代表的固定電價上網(wǎng)政策(FIT)，即法律規(guī)定電網(wǎng)運營商有按照規(guī)定的電價優(yōu)先全額收購可再生能源電力并網(wǎng)的義務;另一類是以美國為代表的可再生能源配額制(RPS)，即法律規(guī)定電網(wǎng)運營商必須收購一定份額的可再生能源電力，但運營商可以選擇直接購買可再生能源電力，也可以向其他購買了超過可再生能源規(guī)定額度購買可再生能源配額來滿足法律規(guī)定。
從2000年德國第一部《可再生能源法》頒布，可再生能源強制上網(wǎng)(FIT)政策就在全國得到推廣實施。此后經(jīng)歷多次修改，根據(jù)可再生能源發(fā)展進展不斷降低上網(wǎng)價格和補貼額度。以FIT政策為核心可再生能源促進政策極大地推動了德國非水電類可再生能源的發(fā)展。從2000年到2014年，德國非水電可再生能源占德國發(fā)電量的比重從5.4%迅速上升到26.3%，增加將近21個百分點。
相比之下，美國以RPS為核心的可再生能源政策，由于不存在聯(lián)邦層面統(tǒng)一的RPS，目前只有30多個州出臺了各自的RPS政策。也就是說，美國RPS政策無論是政策實施的范圍和執(zhí)行力度均弱于德國FIT政策。因而非水電可再生能源發(fā)展與德國相比，差距較大。2014年，美國非水電可再生能源電力占總發(fā)電量比重僅為6.3%。
然而，由于光伏發(fā)電等可再生能源成本高于市場價格，政府政策強力推動可再生能源滲透率提高必然伴隨著補貼成本的增加。這方面德國是一個典型例子。德國迅速推進可再生能源導致的成本增加甚至比歐洲其他國家之和還多。根據(jù)金融時報的計算，德國可再生能源補貼的成本自2000-2014年累計高達1490億歐元。2014年，消費者所承擔的可再生能源附加費從2013年的5.3歐分/千瓦時增加到6.3歐分/千瓦時，增長近19%。如果以美國電價度量，2014年德國電力的可再生能源附加費占同年美國居民零售平均電價的68%。[④]
而且，以可再生能源附加費或其他形式存在的補貼最終將通過終端用戶電價的上漲反映出來。
如圖6所示，2006-2014年年間，德國居民電價從18.9歐分/千瓦時上漲到29.4歐分/千瓦時，上漲幅度為50%。而同期美國居民電價從10.4美分/千瓦時上漲到12.5美分/千瓦時，上漲幅度為20%。從電價上漲幅度看，德國居民顯然承受了更多的能源轉(zhuǎn)型成本。
當然，居民電價上漲程度與一些特定因素有關，比如傳輸網(wǎng)投資的增加，頁巖氣革命后，美國低價天然氣發(fā)電份額上升等。但最基本的原因還是可再生能源份額上升導致補貼成本增加和電力市場扭曲程度增加。
美國曼哈頓研究所的羅伯特·布萊斯(Robert Bryce)的一項研究進一步證實，強制性的可再生能源政策的確會增加能源轉(zhuǎn)型成本。該研究比較了采取可再生能源配額制(RPS)——即要求電網(wǎng)運營商購買最低數(shù)量的可再生能源電力(包括風電和太陽能發(fā)電)——和沒有采用RPS的電價和利率。研究發(fā)現(xiàn)，采用RPS制度的州多數(shù)表現(xiàn)出高電力成本模式。2010年，實施RPS制度的州居民電力平均價格比未實施RPS制度的州高31.9%，商業(yè)電價高27.4%，工業(yè)電價高30.7%。2001-2010年的10年間，多數(shù)都實施了RPS制度的州的居民和商業(yè)電價增長速度都快于為實施RPS的州。 此外，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析還表明，多數(shù)實施RPS制度的州利率高于未實施RPS制度的州。這在依賴煤炭的州表現(xiàn)更為突出：2001-2010年年間，七個實施PRS制度的州利率飆升了54.2%，是沒有實施RPS且同樣依賴煤炭的另外七個州利率平均增幅的兩倍多。而且，RPS強制執(zhí)行速度越快的州，如俄勒岡、加利福尼亞和安大略州等，利率水平上漲越快。[⑤]
五、電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型對國家能源轉(zhuǎn)型至關重要
無論是美國的“清潔能源”轉(zhuǎn)型，還是德國的“可再生能源”轉(zhuǎn)型，一個主要的發(fā)展趨勢是：以風電和太陽能發(fā)電為主的可再生能源比重日益增加，大量位于用電側(cè)的分布式小型發(fā)電設施出現(xiàn)。因此，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)必須實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，從完全基于化石燃料和集中控制的大型系統(tǒng)架構向包括大量小型燃料和分散控制的系統(tǒng)架構轉(zhuǎn)型，適應和容納波動性和間歇性的風電和太陽能發(fā)電。從這個角度看，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型對能源轉(zhuǎn)型至關重要，甚至決定能源轉(zhuǎn)型的進程。
智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重中之重。智能電網(wǎng)的建立不僅是電力系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的關鍵，同時也為電力行業(yè)新型高效商業(yè)模式轉(zhuǎn)變提供了技術基礎。通過可互操作的智能電網(wǎng)，從發(fā)電、傳輸、配送、消費各環(huán)節(jié)的設施實現(xiàn)互聯(lián)，每個與電網(wǎng)連接的設備或裝置都如即插即用的應用程序一般被添加到控制系統(tǒng)中，形成具有全新結構和功能的綜合數(shù)據(jù)和電力網(wǎng)絡。并且，網(wǎng)絡中的各個單元能夠靈活地實現(xiàn)重新“組合”和“匹配”，以實現(xiàn)高效、安全、可靠的電力服務。
德國和美國都充分認識電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型對能源轉(zhuǎn)型的重要性，以及智能電網(wǎng)在其中的核心作用。德國早在2008年就啟動了一個“E-Energy”項目，該項目希望探索一個以ICT為基礎的未來高效能源系統(tǒng)，通過實現(xiàn)能源的智能生產(chǎn)、智能網(wǎng)絡、智能消費到智能儲存，來應對能源和氣候問題。
圍繞E-Energy項目，德國啟動示范工程對智能電網(wǎng)的不同層面進行了展示和研究。比如，在曼海姆，200家電力用戶對未來能源供應狀況進行了測試，并于2010年底開始使用“能源管家”，對電力消耗進行調(diào)控，以實現(xiàn)省錢和環(huán)保兩大目標。在庫克斯港，生產(chǎn)型企業(yè)和地方上的用電大戶積極參與示范項目。如大型冷庫和游泳場如果通過風力渦輪機發(fā)電，將會節(jié)省大量電力，減輕電網(wǎng)負擔。在哈爾茨，新型的太陽能和風能預測系統(tǒng)得到應用，能對分散的可再生能源發(fā)電設備與抽水蓄能式水電站進行協(xié)調(diào)，使其效果達到最優(yōu)。項目參與者認為，盡管風力發(fā)電站的數(shù)量在不斷上升，但預計到2020年，該地區(qū)不需要再繼續(xù)建新的電網(wǎng)。在亞琛，地區(qū)性的供電公司積極參與示范項目。借助智能電表，500多家用戶能夠獲悉他們所用電力的來源和價格，從而進行最優(yōu)選擇。
美國電力科學院早在1998年就提出要打造高可靠、完全自動化的美國電網(wǎng)。2002年，電科院正式提出“智能電網(wǎng)架構”研究項目，要求智能電網(wǎng)在功能上要適應未來數(shù)字化信息社會對電能的高可靠性、高質(zhì)量的要求;適應靈活的發(fā)、用電方式，滿足分布式、可再生能源發(fā)電接入和靈活的用戶供、用的需求;電網(wǎng)具有自適應糾正和自愈能力。2003年4月，美國能源部發(fā)布“Grid 2030”的遠景規(guī)劃，至2030年要使100%的電力通過智能電網(wǎng)輸送的目標。2004年1月，美國能源部發(fā)布“Grid 2030路線圖”，描繪美國未來電網(wǎng)的技術戰(zhàn)略。美國能源部提出的智能電網(wǎng)主要包括：分布式發(fā)電;可再生能源等;電力電子應用;電力市場;大系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析、控制;大系統(tǒng)優(yōu)化;配網(wǎng)自動化;廣域信息量測、傳輸?shù)取?/p>
2007年12月，美國國會頒布了專門的“智能電網(wǎng)法令”。[⑥]此后，美國智能電網(wǎng)發(fā)展上升到國家法律層面，并有望獲得國家資金的持續(xù)支持。2008年11月，美國前副總統(tǒng)戈爾提出“統(tǒng)一國家智能電網(wǎng)”提案。2009年2月，美國國會頒布“經(jīng)濟復蘇與再投資法案”，宣布未來兩三年向電力傳輸部門投資110億美元，主要用于智能電網(wǎng)項目資助、標準制定、人員培養(yǎng)、能源資源評估、需求預測與電網(wǎng)分析等，并將智能電網(wǎng)項目配套資金的資助力度由2007年的20%提高到50%。2009年7月，美國能源部向國會遞交了第一部“智能電網(wǎng)系統(tǒng)報告”，提出了一個由20項指標組成的評價指標體系，分析了美國智能電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)。2009年9月，美國商務部長駱家輝在GridWeek大會上宣布了NIST標準制定進展情況，明確了需要優(yōu)先制定14個方面智能電網(wǎng)標準。
目前，美國已經(jīng)開展了一些智能電網(wǎng)的試點項目和示范工程，一些企業(yè)積極參與其中。比如，在丹佛西北的小城伯爾德(Boulder)2008年成為美國第一個智能電網(wǎng)試點城市。該項目由Xcel能源公司牽頭，聯(lián)合另外7家科技、工程和軟件公司組成了“智能電網(wǎng)聯(lián)合會”(Smart Grid Consortium)，共同投資1億美元運作，采用風險和利益共享的自負盈虧模式。主要內(nèi)容和特點包括：(1)通過即時讀表、及時反饋信息、分時計價等干預手段，觀察消費者用電行為的變化;(2)讓消費者根據(jù)分時定價的消息預設家用電器;(3)通過網(wǎng)絡由電力公司根據(jù)需要，遠程控制用戶家的空調(diào)和電熱水器的溫度。西弗吉尼亞州的阿勒格尼電力公司(Al-legheny Energy)實施的“超級電路”項目(Super Circuit project)在電網(wǎng)中利用先進的監(jiān)測、控制和保護技術，整合了生物柴油發(fā)電、能量儲存及先進的計量基礎設施(智能儀表)和通信網(wǎng)絡，以實現(xiàn)迅速地預測、確定并幫助解決網(wǎng)絡問題。加州完成的第一階段試驗性200萬戶小區(qū)先進電表系統(tǒng)(advanced metering infrastructure，AMI)的安裝，初步分析顯示，節(jié)省電力可達16%～30%。
從德國和美國能源轉(zhuǎn)型實踐看，兩國智能電網(wǎng)均處于發(fā)展試點階段，重點是示范項目，標準制定。面對波動性和間歇性大的光伏發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模越來越大的現(xiàn)實，德國和美國主要還是通過管理和智能技術手段，提高電網(wǎng)局部靈活性和智能化程度來解決可再生能源發(fā)展對電網(wǎng)的沖擊。比如，德國的主要采取各種措施充分提高電力系統(tǒng)的靈活度，包括提高光伏和風力發(fā)電站以外其他發(fā)電廠的靈活性，利用歐洲電網(wǎng)互聯(lián)發(fā)揮其他國家電網(wǎng)間接儲能作用，綜合利用儲能、電動汽車、熱泵、智能電表等手段提高需求側(cè)靈活性，必要時擴建電網(wǎng)等方式。
參考文獻：
德國聯(lián)邦經(jīng)濟與技術部：《德國的能源轉(zhuǎn)型：攜帶安全的、可支付的和環(huán)保的能源進入 2050 年》，2012年
郭基偉、汪曉露：《德國能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗、挑戰(zhàn)及其啟示》，《全球科技經(jīng)濟瞭望》，2014年1月，第72-76頁。
張小鋒、張斌：《淺析德國可再生能源法》，《中國能源報》，2014年4月28日，第5版。
蘇彤：《美國能源獨立戰(zhàn)略實施及其影響》，吉林大學2014年碩士論文
杰弗里•法蘭克爾、彼得•奧薩格：《美國90年代的經(jīng)濟政策》，中信出版社，2004年
張揚：《解讀美國最新的智能電網(wǎng)政策》，《能源技術經(jīng)濟》，2011年9月
姜南：《可再生能源配額制研究》，山東大學碩士2007年學位論文，第15-16頁。
Robert Bryce. Maintaining the Advantage: Why the US Should Not Follow the EU's Energy Policies. Manhattan Institute.
http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
Robert Bryce. THE HIGH COST OF RENEWABLE-ELECTRICITY MANDATES. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[①] 比如，美國落基山研究所發(fā)布《重塑能源》(盧安武著)一書提出，美國到2050年可以實現(xiàn)能源100%來自可再生能源和天然氣，而且天然氣比重大大減少。2015年6月，斯坦福大學MarkZ.Jacobson教授領導的課題組在《能源與環(huán)境科學》發(fā)布的研究成果指出，2050年美國實現(xiàn)100%可再生供能是可能的，并且在研究中給出了一份詳盡的“清潔化”路線圖。
[②]非水電可再生能源包括風能、太陽能、生物質(zhì)能(含垃圾發(fā)電、污水發(fā)電等)、地熱能等。
[③]2005-2014年趨勢性下降期間除了2010年一個年份天然氣份額(23.2%)增加外。
[④] Robert Bryce. Maintaining the Advantage: Why the US Should Not Follow the EU's Energy Policies. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[⑤] Robert Bryce. THE HIGH COST OF RENEWABLE-ELECTRICITY MANDATES. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[⑥]作為2007美國“能源獨立與安全法案”的一部分。
