前言
本文的观点取自德国政治家赫尔曼·舍尔(Hermann Scheer, 1944-2010)。他自1980年进入德国联邦议会之后,一直致力于推动德国可再生能源的发展,推动了各项促进可再生能源发展的法案的通过,被称为《可再生能源法》之父,这一法案后来成为全球47个国家效仿的榜样。本文中,赫尔曼以高远的眼光看待可再生能源的发展,从历史发展的角度,提醒我们分布性对于可再生能源的重要意义。
【工业化:能源与城市化的交响乐】
在化石与原子能时代,能源的生产与消费分离是进步的方向。随着城市化的兴起,在国内的一次能源储备的短缺和能耗的上升的双重压力下,能源系统不断集中,并变得国际化乃至最终全球化。在漫长的人类历史上,人类长期以来都没有大规模有效获取、运输能源的能力。因此,人类的聚居区总是紧邻能源和食物的产地。为城镇与城市提供资源的雨林的面积必须达到城市面积的40倍,不过只要考虑了自然资源增长的限制,供应危机便不太能发生,经济的稳定也几乎只受战争的影响。虽然在前工业时代,由于自然资源、技术、文化背景的不同,生活条件的差异必然存在,但是这与基于化石能源的工业时代相比小巫见大巫。
正是工业革命带来的集中供给和能源输送效率的提升,构筑了高人口密度城市区域存在和发展的基石,并把人类从农村带向城市。最初,城市在富有煤矿的地区迅速发展,接着向能源输送的沿线扩展开来。随着能源输送与使用的方式变得多样化,能源供应与运输的基础设施得意不断扩展,是能源能够更快地注入工业化大都市中。因此,城市也成为能源密集型产业的中心。城市化浪潮的快速兴起为跨区域电网的发展和汽车的批量生产铺平了道路,而这又加速了城市的扩张。
【可再生能源发展之路:重新连接能源生产与消费】
随着传统能源的集中化,能源的生产和消费逐步分离,基础设施建设的花费激增,在很长一段时间里甚至超过了发电厂的维护费用。不过,随着流经输送网络的能源不断增加,这一成本变得愈发无关紧要。相应的,如果流经输送网络的能源下降,基础设施的维护费用将变得不可忽视。而这会导致最终能源价格上涨。因此,不断有声音抵制那些不需要基础设施的可再生能源取代传统能源,或企图迫使这些可再生能源使用基础设施。
甚至许多可再生能源的倡议者都不曾思考系统之外的事,他们也把基础设施看作是独立而固定的存在。他们认为,可以维持现有的系统,只是能量的来源不同。持有这样观点的人会将未来能源发展的方向定在阳光充沛的沙漠地带中的太阳能发电站,或海上风力发电基地。对于燃料而言,则是建立集中生产氢气的中心,再通过长距离的运输输送至加氢站。这些方案因为需要沿用基础设施,因此受到大型跨国能源公司的青睐。
但是,这种观点是短视而保守的。另一种想法是,我们应该探索在广大城市和城镇地区利用自然给予我们的一次能源的可能性。这也就意味着,我们可以把能源生产和使用重新联系起来。也就是说,在这种情况下,能源对基础设施的依赖将变得很低,甚至对于市中心区域而言,几乎不需要依赖基础设施。
因此,那些开始主动争取能源独立的多为城市或城镇,这一点绝非偶然。举例而言,在德国和澳大利亚有数量庞大的小城市,他们正在努力实现,甚至有的已经实现100%能源自给自足。如果德国城镇不曾实行光伏补贴计划,也就没有1999年德国联邦政府推动光伏发展的《十万个屋顶计划》,更不用说后来从法律上大规模增加光伏补贴的《可再生能源法》。由此可见,地方政府的主动能够为国家立法铺路。如果这些作为领头羊的城市在一开始就听从那些精于比较项目成本的“科学专家”的意见,那么这种主动性将不复存在。这些补贴计划或许不那么经济,但是它们改善了居民生活质量和社会氛围,并为当地创造了就业。
【储能:可再生能源的致命伤?】
有些观点批判可再生能源需要大量的储能,这种观点也是肤浅的。任何一种现代能源系统都离不开储能,因为一次能源的获取与最终能源的消耗往往不是同时的。在化石能源时代,油箱和储气罐承担了储能的工作,输送和分配管网也有临时储能的能力。在可再生能源中,生物质能与此类似,不过区别在于其供应链往往局限在一个地区内。真正不经过转换便难以储存的能源只有风能和太阳能。当这两者的发电量较小时电网可以承担部分储能的工作,但分布式技术提供了另一种更好的方案。如果单纯依赖电网来解决储能问题,那我们就必须继续依赖过时的基础设施。如果风电和光伏设备分布在广大的区域里,使用中低压电网而非高压电网进行输电,便可以降低对基础设施的需求。
如果我们比较两种系统的成本:1.传统能源系统(包括一次能源转化、输送、分配所需的基础设施成本,以及环境成本)2. 分布式可再生能源系统(包括设备和储能成本,但不需要燃料和基础设施)。考虑到可再生能源设备大规模批量生产带来的规模经济效益,后一种系统将不光在成本上占据优势,而且在各方便更具文化吸引力。因此,它带来的将不仅仅是经济上的好处。这些能够独立运转的系统能提供能源安全和成本上的保障,因为它们不会受到能源价格浮动的影响。更进一步说,由于其模块化的运转方式,能够避免供应不足或供应过剩,从而使相关投资更加可靠。(林伟)
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