周杰常務理事：【中能傳媒研究院】關於德國“全面棄核”的分析與思考

關於德國“全面棄核”的分析與思考

周杰

（國際清潔能源論壇（澳門）秘書長、武漢新能源研究院研究員）

 

2023年4月15日，德國關閉了最後三座核電站，標誌著德國結束了持續60多年的核電歷史，成為西方七大工業大國裏第一個全面棄核的國家。在俄烏衝突造成能源危機不斷加深的背景下，告別核能的決定是否明智引發了廣泛的討論。

 

一、“棄核優先”還是“退煤優先”？

儘管德國可再生能源發展迅猛，但近年來針對德國能源轉型的爭議卻有增無減，特別是德國優先淘汰低碳的核電，卻仍保留高碳的煤電，這一做法遭到了國際社會的廣泛批評。根據德國聯邦統計局發佈的數據，如圖1所示，2022年德國總發電量為5090億千瓦時，同比下降1.9%，53.7%來自傳統能源（2021年為57.7%），由於天然氣和核能發電量大幅減少，傳統能源發電量同比下降8.7%，但煤電升至33.3%（2021年為30.2%），發電量同比增長8.4%；2022年德國可再生能源占比升至46.3%（2021年為42.3%），發電量增長7.3%。其中風電占比升至24.1%（2021年為21.6%），發電量增長9.4%；光伏占比升至10.6%（2021年為8.7%），發電量增長19.5%。那麼，德國為何選擇棄核優先，退煤在後？這對德國碳中和進程有何影響？

鑒於核電在碳減排方面的作用，當前歐洲主要國家都試圖通過復興核電來推動綠色低碳轉型，歐盟委員會“可持續分類”規則將核能歸類為在一定條件下的“綠色能源”。國際能源署（IEA）提出，全球核電裝機容量到2050年翻番，才能實現淨零碳排放和能源獨立的雙重目標。德國核電站曾一度被譽為世界上最安全的核電站，數量多且密集，為此德國成為歐洲最大的電力出口國之一。德國第一座核電站於1961年6月開始運行。1997年德國曾擁有37臺機組，在鼎盛時期占全國總發電量的30.8%。從2021年到2022年，核電在電源結構中所占比重從12.6%降到6.4%。今年1—3月，核電仍占4.4%左右。按照最後3臺機組的發電量計算，即伊薩爾2號機組（PWR、1.485吉瓦、1988年投運）、埃姆斯蘭（PWR、1.406吉瓦、1988年投運）、內卡韋斯特海姆2號機組（PWR、1.4吉瓦、1989年投運），每年可提供325億千瓦時電能。如果用氣電替代所需天然氣約430萬噸，如果用煤電替代所需煤炭約1030萬噸。於是，挺核派要求重新評估退核決定或者推遲棄核時間，巴伐利亞州甚至要求聯邦政府同意該州繼續運行核電。為此，2022年德國進行了兩次“電力供需壓力測試”，針對各種不利情境對電網進行壓力測試，結果得出德國冬季的電力系統出現危機的可能性很小、核電對穩定電網貢獻不大的結論。實際上，核電延期運行確實伴隨著巨大的經濟成本，法律、安全和技術上的風險。因此，最終只延長了3個半月。

為彌補棄核帶來的電力缺口，為高比例可再生能源電力提供調峰“基石”，在“氣荒”和核電站關停的背景下，德國只能增加煤炭、褐煤火電小時利用數。因此，德國淘汰煤電進程相對其他歐洲國家較為緩慢。2020年8月德國才通過了《退煤法》，法律規定到2038年煤炭和褐煤火力發電廠將全部關停。2021年11月，德國聯合執政三黨公佈的聯合協議，將全面廢除的時間提前到“理想的2030年”，但並未形成法律。受俄烏衝突影響，2022年7月通過的《替代電廠可用性法案》（EKBG）規定，按照退煤計畫退役的煤電機組可在特定時間重新參與電力市場，目前重啟或推遲退役的煤電裝機容量達到了10吉瓦，於是2022年煤電占比由2020年的24.2%竄升到2022年的33.3%。重啟或擴大煤電必定會增加二氧化碳排放，同時推高國際市場化石燃料價格，無論從環境性、經濟性還是安全性來看，都無法推導出邏輯上優先棄核的理性理由。

實際上，棄核優先還是退煤優先是德國國內的政治和社會生態使然。德國是世界上最大的褐煤生產國，褐煤採用露天開採，成本低廉，褐煤礦井和褐煤發電廠對當地經濟發展和就業貢獻很大，而且作為傳統工業強國，煤電有力支撐了十九世紀德國第一次工業革命和第二次工業革命，煤炭產業有較強的政治勢力和影響力。相比而言，核電產業發展只有60多年，而且經常受各種反核運動和核電站事故衝擊而聲名狼藉，因此，核電早早就被排除在能源轉型的選項之外。1998年德國就達成了棄核的“核共識”，而不再新建燃煤電廠則到了2007年之後才明確。總之，在德國，棄核比退煤更容易提前做到。

德國一向被認為是全球碳減排的先鋒。歐盟確定到2050年實現碳中和的目標，而德國將實現碳中和的目標提前了5年。2021年6月，德國又修訂了《聯邦氣候保護法》進行加碼，2030年碳減排目標從55%提高到65%，並明確到2040年減排88%，到2045年實現碳中和，2050年之後實現負排放的新目標。據德國官方統計，2021年全年的二氧化碳排放量為7.72億噸，比2020年增加了3300萬噸，增幅為4.5%，碳排放增長主要是疫情後經濟復蘇、燃煤發電量增加、可再生能源發電量降低等原因。2022年溫室氣體排放量為7.46億噸，比上一年度下降了1.9%，比1990年減少了40.4%。究其原因，一方面是由於能源價格上漲導致工業生產下降了10.4%，平均能耗同比也下降了4.7%；另一方面是可再生能源發電量增加的原因。但能源部門的排放量同比增加了4.4%，主要原因還是燃煤發電量增加。

 

二、“去碳”“去核”還是“去俄”？

德國推進“去碳”“去核”的底氣實際上來自俄羅斯源源不斷提供廉價的天然氣等化石燃料。2021年德國進口的天然氣中，從俄羅斯進口的比例達到55%，在歐盟成員國中進口量最大。煤炭的49.9%、原油的35%均來自俄羅斯。俄烏衝突爆發後，歐洲委員會制定了階段性擺脫俄羅斯產化石燃料的“Repower EU”戰略，德國在“去碳”“去核”的同時又面臨“去俄”的壓力，但德國要想擺脫對俄羅斯的能源依賴，還需要很長的路要走。

早在1973年，當時的西德就開始從蘇聯進口天然氣，這是東西方冷戰時期勃蘭特總理（社民黨）推行“新東方外交”的最大成就。當德國決定2022年全面棄核，2038年全面退煤之後，天然氣就成為德國不可或缺的救命稻草。默克爾執政16年間所推行能源政策之重心，就是熱衷於利用“北溪1號”管道從俄羅斯進口石油和天然氣，因為“北溪1號”每年可向德國輸送550億立方米的天然氣。2018年9月，德國又參與投資修建“北溪2號”。“北溪2號”於2021年9月竣工後，因遭到美國反對而處於凍結狀態，並未實際投入使用。在地緣衝突背景下，“北溪1號”於8月30日起開始無限期停供，歐洲和俄羅斯之間展開的制裁與反制裁拉鋸戰還在上演之中，期間北溪管線又多次遭到破壞，恢復運營的可能性極低。俄烏衝突攪亂了德國從俄羅斯獲得廉價天然氣為前提的“棄核退煤”戰略佈局。

在此背景下，“去俄”成為德國能源安全保障的當務之急。在天然氣方面，一方面加速提高天然氣儲備以降低對俄能源依賴。2022年4月，德國制定了《天然氣儲備法》，設定了2022年國內40個儲氣庫的存儲水準，9月要達到75%、10月要達到85%、11月要達到95%，實際上到11月15日就已達到100%；另一方面擴大天然氣多元化供應和進口，緊急從卡塔爾、美國等地採購液化天然氣（LNG），並投資60億歐元建設LNG接收碼頭。2022年6月通過的《液化天然氣加速法》加快了批准建造浮動式LNG終端，12月17日，第一個浮動儲存和再氣化裝置（FSRU）竣工，此後還將新建5艘FSRU，建成後德國將擁有超過300億立方米LNG的接收能力。此外，德國還對大型天然氣企業進行國有化救助。在煤炭方面，積極尋求擴大從美國、澳大利亞等國家進口。2022年德國累計進口煤炭4440萬噸，同比增長8%，其中從俄羅斯進口煤炭1300萬噸，儘管俄羅斯仍是德國最大的煤炭供應國，但同比減少了37%，約占其進口總量的29%，而美國對德國出口煤炭940萬噸，同比增長32%，位居第二；哥倫比亞以720萬噸位居第三，同比增長210%，此外還從南非（390萬噸，同比增長278%）、澳大利亞（630萬噸）等國進口。在核燃料方面，德國“去核”就等同於“去俄”，因為德國核電站所需要的原料鈾235，都是從俄羅斯以及哈薩克斯坦進口的。那麼，德國何時才能真正擺脫對俄羅斯的依賴呢？據德國政府規劃，煤炭和石油的依存度將在2022年內清零，天然氣進口目前已從俄烏衝突前的55%下降到了35%，到2024年夏天將下降到10%。

可再生能源是實現“去碳”“去核”“去俄”一石三鳥目標之“一石”。德國一直以來擴大可再生能源的主要目的是“去碳”，即減少溫室氣體排放，防止全球變暖。俄烏衝突後，德國將發展可再生能源的政策目標重心轉為“去俄”，即提高能源自給率，提升能源安全保障水準。2022年7月，德國政府重新修訂了《可再生能源法》（EEG2023）等一攬子能源法案。如圖2所示，2030年可再生能源發電占比目標由原來的65%提高到80%，年度可再生能源發電量將從現在的240太瓦時提高到600太瓦時，到2035年可再生能源發電將達到100%。為此，德國政府分別提高了風電和太陽能的裝機容量增長目標，如表1所示，2021年光伏裝機58.9吉瓦、陸上風電56.2吉瓦、海上風電7.7吉瓦。2030年的裝機目標分別是：光伏發電215吉瓦、陸上風電115吉瓦、海上風電30吉瓦。為減輕民眾負擔政府還取消了可再生能源附加稅，但在今後的7年內可再生能源發電占比從2022年46.3%提高到80%並非易事。

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表  德國可再生能源裝機容量增長目標（單位：吉瓦）

氫能是實現“去碳”“去核”“去俄”一石三鳥目標的重要支撐。早在2020年6月，德國聯邦政府就出臺了《國家氫能戰略》，計畫投資90億歐元對德國未來氫能生產、運輸、使用等進行佈局。2023年3月，德國發佈了國家氫能戰略H2.0，提出了68條細化的措施。德國押注於通過可再生能源發電進行電解水制取氫能的“綠氫”技術路線，尤其是在電轉氣（P2G）方面領跑世界，到2030年綠氫產能從5吉瓦提高到10吉瓦，電解槽產能也從50吉瓦增加到100吉瓦。未來燃氣發電燃料都將改用綠氫替代，2030年氫氣發電裝機容量目標為21吉瓦，基本覆蓋燃氣發電廠需求。2022年，德國與挪威、加拿大、澳大利亞、巴西、埃及、阿聯酋、納米比亞等多個國家簽署了氫能合作協議，建立了“H2全球機制”。目前在建的LNG接收站也可直接用於綠氫、綠氨的進口接收，為德國大規模進口氫能做好準備，以早日實現“去俄”目標。

 

三、“法電德送”還是“德電法送”？

經常有人說“德國自己棄核卻進口法國核電”“不對，德國作為淨電力輸出國向法國出口電力”，其實這兩種說法都沒錯。電力系統需要維持“發供用暫態平衡”，不足時買，剩餘時賣，德法之間就是根據發供用市場需求以歐洲統一電力市場為媒介互為買賣的關係。從這種意義上來說，德國正因為背靠歐洲跨國交易電網，才有可能推行“棄核去煤高比例可再生能源”的能源轉型戰略。

首先，如圖3所示，從1990年至2022年跨國電力交易量來看，儘管每年都會有所不同，但總體上德國電力輸出超過輸入，德國確實是個電力淨出口國。2000年3月，德國《可再生能源法》出臺之後，風電和光伏發電裝機快速增長，可再生能源價格成本快速下降是電力出口增加的主要原因，由於國內可再生能源電力供給剩餘，電力輸出大於輸入，輸出與輸入之間的幅度逐年拉大。但從2018年開始幅度又逐漸收窄，主要原因是可再生能源發電增速放緩，煤電利用小時數減少。眾所周知，可再生能源發電易受氣象條件制約，國與國之間通過跨國輸電網融通，則可以靈活應對供需平衡變化。德國通過一系列火電靈活性改造，與周邊國家互聯網架等已經達到了很高的可再生能源滲透率。當國內無法消納時將剩餘電力出口到周邊國家，當發電量不足時再從鄰國進口電力。從年度電力進出口交易量來看，德國從國外進口約占5%左右，出口到國外約占10%左右。確切地說，德國是可再生能源電力輸出的淨出口國。但這並不意味著德國就不需要依賴法國的核電和波蘭的煤電，棄核後德國對於進口電力的依賴程度可能會有所提高。

 

其次，如圖4所示，德國跨國電力交易量因季節變化而變化。德國夏季天氣涼爽，居民一般不使用空調，夏季電力需求會有所減少。很多發電廠會利用夏季對發電設備進行檢修、維護和保養，此時德國就會增加周邊國家的電力進口；德國冬季電力需求增多，隨著國內發電量增加也會增加電力出口。德國供暖主要以天然氣為主，而法國暖氣用電比例很高，因此冬季輸出法國電力比例較高。從圖5就可以看出德法之間這種需求互補的季節性變化特點。2022年德國跨國電力交易輸出大於輸入的幅度同比增加了50%，達到26.3太瓦時。從用戶側來說，由於冬季氣候偏暖，電費大幅上漲等因素，電力消費量同比減少了約4.1%。從發電側來說，儘管核電機組從6臺減少為3臺，氣電又遭遇氣荒，但通過大幅增加可再生能源發電和重啟一批煤電機組補缺，對供電穩定性影響不大。進入2023年以後，1月和2月的走勢基本與往年相同。

 

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再次，跨國電力聯網進一步提高德國電力系統的靈活性，有助於電力在更大範圍內進行資源配置。與德國接壤的9個歐洲國家，分別通過28條380千伏～400千伏和31條220千伏～285千伏的輸電線路進行多路連接，與挪威和瑞典兩國之間也有海底電纜相連。圖6和圖7分別是2021年、2022年德國與各國電力輸出輸入交易量對比表。2021年德國對法國、丹麥、瑞典、挪威輸入大於輸出，德國對瑞士、奧地利、荷蘭、波蘭等國輸出大於輸入。2022年電力進出口交易量大致相同，但德法之間的進出口方向發生了逆轉。主要是由於法國的56座核電站中一半以上因管道腐蝕或定期維修等原因停運，再加上歐洲乾旱、河水枯竭，導致河邊的核電廠因冷卻水不足而減少發電量，因而德國對法國出口增加，從法國進口減少。瑞典也是德國電力進口的重要來源國家，對德國全面棄核的做法就頗有微詞。

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最後需要注意的是，德國跨國電力交易有兩種情況，一種是直接交易，即交易電量在本國實際使用；另一種是過境交易，即交易電量過境輸配給他國使用，例如德國與瑞士之間的交易電量中就有很大一部分過境輸配給義大利使用。更加複雜的是，德國北部的電力過境他國後再輸回本國南部使用。因此，電力交易統計口徑不同，實際數據的內涵就會不同。

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四、對德國全面棄核的思考

如上所述，德國既定的“棄核退煤高比例可再生能源”的能源轉型戰略高度依賴於俄羅斯天然氣的過渡。俄烏危機導致其能源安全在地緣政治衝突中處於較為被動的地位。德國試圖利用可再生能源和氫能實現“去碳”“去核”“去俄”一石三鳥的新策略，從而快速推進能源轉型和實現碳中和目標，但德國能源安全保障仍面臨多重困境和不確定性。

首先，“去核”任務雖已宣告完成，但能源危機並未就此終結，德國全面棄核不僅造成國際市場天然氣和煤炭的價格居高不下，還有可能拖累德國經濟。今年1月開始，德國政府設定了電價和氣價的上限。2023年3月，德國物價漲幅同比仍增長7.4%，居民用天然氣價格同比上漲39.5%，居民用電價格同比上漲17.1%，通貨膨脹加劇必定會讓德國陷入經濟滯脹甚至出現負增長的風險。因此，主張棄核的社民黨、綠黨支持率不斷下滑，2025年10月的下一次大選將面臨選民對“全面棄核”的拷問。實際上，全面廢核並不能讓德國免於核安全，因為鄰國法國、瑞士都是核電大國，而且“去核”與“去碳”是自相矛盾的政策目標。未來拆除核電站還需要15年左右的時間，如果能源危機進一步加深的話，不排除期間部分重啟核電的可能性。

其次，“去俄”的目標似乎比“去碳”更為緊迫，儘管德國滿世界奔波尋求擴大天然氣等化石燃料來源以替代從俄羅斯進口，但在一個“以長協為主，照付不議”的液化天然氣國際市場，即使出價再高也無法在短時間內獲得能滿足德國巨大需求的氣源，而氫能替代仍面臨著技術性、安全性和經濟性的難題，難解當下燃眉之急。

再次，至於“去碳”的目標更是任重道遠，退煤時間表是在天然氣充分保障前提下推進的，如果氣源沒有保障則難以如期實行。而高比例可再生能源又面臨規劃土地不足、專案審批緩慢、補貼大幅減少、勞動力短缺、原材料價格上漲和供應鏈中斷等不確定因素，而且德國發展可再生能源的潛力和條件並不具備很大優勢，不像北歐各國有豐富的水力和地熱，也不像南歐國家有豐富的太陽能資源。

最後，德國能源轉型和實現碳中和之路一直被視為各國的榜樣，德國關閉境內最後三座核電廠的同時，芬蘭則啟用了歐洲產能最大的核反應爐，兩者形成了鮮明對比。發展可再生能源只是手段而不是目的，每個國家的國情不同難以完全仿效。2045年去碳、2038年去煤、2024年去俄……德國這道“棄核、退煤、去俄”的聯立方程式難題該如何破解？或許這本身就是能源轉型的德國悖論。

 

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