2016年德国可再生能源利用占比达32%

日前，在距离科隆市30公里外，德国航天中心的一个防辐射房间里，德国科学家启动了一个超大型的“蜂巢”。“蜂巢”由149盏大号聚光灯组成，功率达350千瓦，用于模拟太阳光，因此被称为“世界最大的太阳”。它的作用，是探索制取未来清洁能源——氢气的新方法。

这个耗资380万美元的“大太阳”仅是德国新能源运动中的最新尝试——2011年7月，默克尔政府制定了雄心勃勃的“能源转型计划”，旨在用太阳能、风能以及其他可再生能源取代煤炭、天然气等化石燃料，减少碳排放。2016年，德国可再生能源利用占比达32%，在每年5月的某一天，德国全境的能源供应都来自可再生能源。

与此同时，德国也为新能源付出了巨大的代价。

1 寻找氢气

氢气燃烧时不排放碳，被广泛认为是一种清洁的“未来燃料”，可为汽车、飞机等提供动力。“如果我们希望飞机和汽车不产生二氧化碳，就需要数十亿吨氢气。”主持“大太阳”研究的德国航天中心主任霍夫施密特说。

但地球上氢气稀少，电解水是目前常见的人工获取氢气的方式，其过程需要消耗大量能量。科学家希望能够利用太阳光、风力等可再生能源产生的能量来分解水，得到氢气。

“大太阳”使用的是电影院内常见的短弧氙气灯，这些灯组成了近14米高、16米宽的灯墙，能将灯光聚焦在20厘米见方的区域内。当所有灯都打开并聚焦后，所在的实验室将变成一个大熔炉，温度瞬间可达3000℃。

一旦用350千瓦人造光来制氢的技术成熟，这一过程可以10倍放大，达到发电厂的技术水平。“我们的最终目标是利用太阳能制取氢气，而不是人造光。” 霍夫施密特说。

然而，“大太阳”本身的运转就耗能巨大——目前，这个系统在4小时内就耗费一户四口之家一年的用电量。“大太阳”项目就如德国整个“能源转型计划”的缩影——前景诱人，代价巨大。

2 清洁能源

当初，德国政府执意推广太阳能时，一名传统电力公司高管就嘲笑这无异于“在阿拉斯加种菠萝”——德国全年光照充足的时间也就和美国的西雅图相当，地理条件上来说实在不是搞太阳能的合适区域。但凭着德国人的技术精神，他们做到了。

技术的成功

可以说就技术而言，“能源转型计划”或许是成功的，而在50Hertz输电公司负责输电的德国东北部，这种成功体现得淋漓尽致。在50Hertz输电公司的电网范围内，包括从波罗的海沿岸到捷克边境的地区，2015年清洁能源的供电比例达到49%，而其中的38%来自太阳能和风能，这是世界上任何其他地方无法比拟的。

这种成功源自精密的科技——在50Hertz输电公司总部的监控室里，有一个屏幕不定跳动，时刻监控着太阳能和风能的实时发电量。公司从7家公司购买了风力风向预测报告，从另外5家公司购买了太阳强度预测报告，使得他们对风力预测的准确率达到96%~98%，对太阳强度预测的准确率达到93%~95%。因为太阳能起步比风能晚，同时影响太阳光照的因素也比风力多，如雾和雪，因此对太阳强度预测的准确率会稍逊。

即便如此，精确的预测还是让德国避免了2015年的“日食电力大崩溃”。2015年3月20日，从德国当地时间9时28分起，德国开始日全食，在接下来的一个半小时里，月亮渐渐遮住太阳，挡住了德国82%的阳光。这意味着德国境内光伏发电功率瞬间减少6千兆瓦，影响相当于6座核电站同时退出运行;当太阳从月亮后面钻出来后，在阳光的突然照射下，短时间内13千兆瓦的光伏发电量又进入电网，相当于12座核电站突然接入。但由于提前6个月的准确预测、预案和协调，德国并没有发生大面积停电。

3 全民运动

大量的光伏电力从哪里来?从普通德国民众的屋顶来。在德国接近法国和瑞士边境的奥普芬根山区，农民杜梅尔的农场上，四座屋顶上的太阳能电板闪闪发光，这些电板产生的电量每年为他挣得4万欧元的收入，抵得上他全年农场经营收入的40%。

对我很好，对德国很糟

自从“能源转型计划”启动对安装太阳能电板和风力发电设备的补贴以来，庞大的消费者大军加入了“太阳能屋顶运动”，杜梅尔正是其中的先行者;在另一个仅有800人口的村庄普洛斯科姆，居民积极响应补贴政策，利用风能和太阳能发的电可供1.5万家庭使用。从2013年5月起，德国又正式启动对太阳能电池系统储存的补贴政策。如果个人为太阳能装置购买新的储存电池，将从国家那里得到最多660欧元/千瓦的补贴。

杜梅尔拿着政府补贴的钱，既沾沾自喜又暗自内疚——“能源转型计划”以20年固定价格收购个人或公司提供给电网的光伏电量，当时这个价格是普通电价的几倍。“这对我个人来说当然是好，但对德国人民来说却很糟糕。”杜梅尔说。