问题2：光伏供电的波动性
太阳能快速增长所带来的最有讽刺意味的问题是：供给过剩。当然这是匪夷所思的，因为太阳能发电量占全部发电量低于5%，但是却要为电力过剩负责。在夏天阳光充足的下午，相比发电成本，德国光伏发电实际上是亏本的：2012年欧洲平均出口电价为0.056欧元/千瓦时，[18]但2000-2011年装机的光伏发电平均度电成本为0.165欧元/千瓦时。[14]（最乐观的条件是，光伏组件有40年使用寿命和10%的容量系数，则大约0.2欧元/千瓦时）在夏天阳光充足的日子，火电的发电商不得不在高成本维持锅炉的运转，因而得到补偿。
你可以说多余的太阳能发电是免费的，但是因为太阳能多发而降低出力或关停的火电却是费用高昂的。这意味着大规模光伏接入使得其他电源单位发电运行成本更高。多余的太阳能发电对电力经济有很强的拉动作用（译者注：此句为作者反语）。因为你本来只用支付一种发电电源，而现在却需要支付两次——一次在阴天时传统能源的峰值发电时，一次在晴天时太阳能发电的峰值发电时——而后出口这些过剩的电力而获得微薄的收益。
为什么德国要赔本出口电力呢？因为可再生能源法不允许电网弃光。电网被强制支付光伏发电用户高于市场价格的电价，同时，邻国享受了整个欧盟的低电价，更没有动力去建设清洁能源了。这确实是一个浪费的扭曲的能源政策。
电能的生产和消费必须是同时的。大规模的储能技术目前并不成熟，成本过高。小规模的抽水蓄能电站可以很多，但欧洲和美国适合建抽蓄的厂址已经用光了。目前唯一的大规模储能计划是使用电动汽车。但是要满足大规模光伏波动，目前电动汽车的量还远远不够。如果人们在下班后给汽车充电，一般太阳已经落山了，此时电力供需不匹配的情况会更糟糕。加州电网运营商最近表示日落是光伏发展的最大障碍。最典型的体现就是“鸭图”（形状像鸭子一样的曲线）。图中显示傍晚时，光伏发电出力急剧下降，此时需要传统电源以很大的爬坡率支撑负荷。（译者注：“鸭图”选自美国加州电网公司的报告FlexibilityResourceAdequacyCriteriaandMust-OfferObligation,Dec132012。图中曲线由上至下代表加州2012年至2020年逐年的净负荷，加州电网预测2015年可再生能源发电会有大幅增长。净负荷=用电负荷-风电发电功率-光伏发电功率）
人们总是抱怨风电不可靠，但当在相当大的区域有足够的风电场时，从电网的层面总体来看，风电出力是平滑的。但是所有太阳能电池板将在同一时刻发电，意味着夜晚同时断电，白天同时过剩。至少在炎热的国家，白天空调负荷是与光伏发电时间匹配的。但是在德国并没有大量使用空调，大规模光伏成了电网调度的噩梦。由于能源转型，德国电网的频率/电压的故障风险提高了三级。
德国不得不依靠邻国的电网来消纳本国的太阳能发电，以维持电网平衡。夜晚光伏发电出力下降的速率快于其他电源出力上升的速率，这意味着人们下班后可能会停电，或者使用的电能来源于邻国。下图是德国一天的太阳能发电曲线，显示了德国净进出口电力随着光伏波动而变化。（注：净进出口电力在最靠近横坐标的位置）
如果德国邻国也有那么多的太阳能电池，则所有国家的电力将同时过剩或短缺，最终导致系统崩溃。欧盟电网整个的光伏接纳能力远远小于德国、西班牙目前达到的光伏接入水平。
光伏支持者总是说用户需要改变他们的用电行为以匹配光伏发电，而不是让光伏发电匹配用电行为。这也许可行，通过改变用电大户比如电解铝厂的用电行为，大约20%的负荷是可以转移的。但是现代人有自己的作息规律，而且很难改变，大规模负荷很难转移。不可能要求人们晚上不做饭或看电视，或者等待太阳落山后三个小时再打开电灯。周末的用电负荷与工作日的用电负荷肯定会截然不同。
总之，光伏发电与负荷在时间上不匹配，这在很大程度上限制了电网接入光伏的比例。德国能接入光伏的比例上限大约是4%。他们现在正在寻找能够更进一步提高比例的措施。
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