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D9edcfb78fbd809d0cd24e660517c36c UL (Underwriters Laboratories) 發佈了《整合:全球能源市場的過度與變革》白皮書,探討全球能源市場的轉型和發展、資源與投入。這是首次由認證機構針對全球能源市場如何轉型,從工程技術以及相關市場影響的角度,進行研究而發佈的白皮書,對所有能源產業的業者規劃未來具有指導性的意義。

這份白皮書全文約一萬三千字,在詳細研究了德國和美國的能源生態系統後,首先以能源領域的轉型和現代化的先鋒德國和美國為例,闡述兩國在尋找可能的能源解決方案過程中的現狀及所碰到的困難,並比較兩國在轉型過程中的不同優缺點。

以下是這份白皮書的部分摘錄:

德國的能源轉型

世界近年來都在關注德國,因為這個國家在增加可再生能源的發電量方面已經邁出了令人驚嘆的一步。 事實上,德國可再生能源電力的比例在 2014 年已經超過 了 30%,而且計劃在 2025 年前全國可再生能源的比例要 達到 40-50%,並在 2050 年達到 80%。

雖然美國在可再生能源的生產總量方面要遠超德國,但迄今為止美國可再生能源的比例僅僅達到了總發電規模的大約 13-14%,不過目前其中大部分是大型水電。

兩個國家之間的差異是巨大的,許多研究闡述了兩國在規模、政策、一致性以及現有能源基礎設施條件方面的問題,以便淡化對兩國可再生能源發展進程的小差異比較。即便如此,兩國在這方面最大的差異,也是甚少提及但實際上最重要的一點,卻在於德國聯邦政府做出了對其能源市場實施轉型的決策。

德國所製定的將國家的能源投資組合轉向以可再生能源、能效以及可持續發展為主的發展趨勢和政策建議的組合被稱為 Energiewende,字面翻譯為“能源轉型”。

誠然 Energiewende 具有很強的政策背景,是由默克爾總理本人及其政府部門所領導的,但希望完全淘汰核電並重組能源行業目前已成為了至少 85% 的德國人的共識這一事實卻並未得到充分的認識。

實際上,甚至是作為監管這場轉型的德國監管機構,聯邦經濟技術部 (Bundesnetzagentur),也描述稱德國的消費者們已經忍受了各種費用的上漲,包括可再生能源附加費(RES) 從 2000 年的每千瓦 0.9 分上漲到了 2015 年的每千瓦 6.17 分,用於支持基礎設施的改造。全國大部分人仍然堅定地支持正在發生的技術轉變。該機構國際能源協調處的主管 Nadia Horstmann 博士說「德國的消費者的確感受到了綠色革命的影響,並希望看到價格最終將會下降。 2015 年 RES 出現了十餘年來的第一次下降,但雖然它未來可能會保持穩定或略有下降,但它絕不會回到之前的價格水平。」

美國:與其說轉型,不如說正處於過渡階段

針對能源轉型,美國並未如德國這般從國家層面這樣做。加州、夏威夷以及紐約等幾個富有前瞻性的州正在切實地從監管和市場角度大力推動大規模的變革,以提高他們電網系統的可持續性。總體來說,這個國家與其說正在轉型,不如說正處於過渡階段,全國各地陸陸續續不統一地採用了大相徑庭的方法。

美國總統奧巴馬在其任期內支持能源行業由碳排放的化石燃料轉向更有利於地球的清潔可再生能源。在 2014 年 11 月,美國和中國宣布兩國將在 2025 年之前實現比 2005 年減少 26-28% 的 溫室氣體排放的目標,並在 2030 年之前將非化石能源的 份額提高到 20%。 2015 年 8 月,美國環保署最終完成了清潔能源計劃,作為對抗氣候變化的戰略,其中包括電力行業的脫碳。該計劃包含了總共預計能使碳污染降低 32% 的相關措施,主要源自於淘汰佔國內溫室氣體排放三分之 一的一批燃煤發電廠和效率較低的天然氣或燃油電廠。

然而,雖然清潔能源計劃對溫室氣體減排的承諾在有些人看來可能像是能源行業轉型的真正授權,但事實是在氣候問題上的長期政治分歧削弱了這些提案,而且由於這些提案是鑑於一系列法律挑戰而形成的,因此其實施情況必定會受到這些法律挑戰的跟踪。

美國公眾的觀點正在改變環境的價值。儘管如此,人們對氣候變化的看法並非一致。皮尤研究中心 2014 年關於政治類型學的一項研究發現 61% 的美國人相信地球正在變暖,只有 35% 的人對此表示不贊同。 40% 的美國人表示他們相信變暖主要是由於人類活動造成的,而 18% 的公眾表示他們認 為變暖主要是自然環境模式的結果。

美國面臨的問題:公用事業的不願轉型

美國在其電網系統向更加清潔高效的分佈式彈性電網過渡的過程中,有一些挑戰需要克服。其中一條,由於設備和系統受到忽視和出現老化,因此光是改造美國某些地區 的電網就需要大量投入。在這方面,德國的出發點更具優勢,它可以從更加可靠和維護得當的電網系統著手。德國大部分的輸配電系統都在第二次世界大戰後遭受了破壞並 進行了更換,而美國大部分地區的電網則趨於老化,可靠性和彈性也較差。

由於決策在很大程度上取決於大型公用事業公司,而在一 些情況下,這些公司或是缺乏利潤激勵或是缺少對現有電網系統進行重大投資的管理機構,因此轉型存在甚至更大的不確定性。

美國公用事業和大多數行業一樣,都是為了滿足其自身的經濟利益,而且在美國許多地方,公用事業企業阻礙行業創新,好讓更多企業被迫共同分擔相關的費用負擔。而面臨著這個問題,美國各地私營的能源和技術企業正通過開發所需的產品,來刺激公用事業的態度。例如特斯拉的CEO馬斯克,就不斷的提出他的能源計畫。

從微電網越來越多地用於大學和醫學校區,到世界 500 強樂於投資大量的可再生電力和蓄電池技術,這些團體正在拿走原本屬於公用事業公司的金錢,並讓這些傳統企業重新考慮在擁有和投資系統和設備方面的立場。

 

美國可向德國取經

當初德國的監管部門意識到他們正使太陽能價格變得過於低廉,並使系統開始被太陽能所佔據,從而需要調節電網平衡時,監管部門降低了這些獎勵,反之關注於降低需求的刺激。

可能美國部分走在能源轉型前面的地區,目前會發現自己處於和德國相似的境地,例如,需要考慮提高電價,以便刺激商用和住宅建築市場中的能效市場。將基於市場的新定價與透過能夠即時洞察電網壓力的建築自動化產品所發送給客戶的信號相結合的能力,是在分佈式電力市場中實現定價標準化的重要里程碑之一。

在能源領域整體心態和理念上能夠進行改變的範圍內,美國也能發展其意圖以實現全 國性的轉型。 非常重要的一點是,讓美國能源行業的各個利益相關方認識到分佈式系統各個要素(例如光伏板、風力渦輪機、逆變器、蓄電池等)的定價可能繼續保持高價,成為整體採用智能化可再生電網系統的壁壘。

儘管如此,能源轉型要求系統化思維,並反過來要求進行協調。雖然德國的能源系統不同於美國,但德國已經證明實現能源行業中各類企業之間一定程度的協調,在較短的時間內推動電網的重大變革是可能的。如果美國能夠弄清如何利用德國為規模化可再生能源的電網穩定性所研發的工程技術知識,並將其與美國傳感器方面的技術實力相結合。 IT 控制系統和產品,以及數據分析,是有機會更快速推動他們的能源轉型的。

 

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