说到太阳能，德国当之无愧是全球发展最好的国家。作为一个阳光并不十分充足的国家，德国2015年的太阳能发电能力达到了38吉瓦。当前，可再生能源发电量占到德国发电总量的27%左右，而在美国，这一数字为13%。2014年，美国一共只有78.4万个太阳能系统投入运营，包括家用太阳能发电装置和太阳能发电场。而在德国，2014年有超过150万个太阳能发电系统投入运营。此外，德国似乎正沿着其设定的轨道稳步前行——到2020年，使温室气体排放量较1990年减少40%，到2022年淘汰所有核能发电厂。

    德国是怎样做到这一切的？它的发展模式能被其他国家比如美国复制吗？

    德国可再生能源发展取得成功的最主要驱动力是一个名为“能源转换”（Energiewende）的政策。该政策制定于20世纪90年代，目标不仅是应对全球气候变暖，而且要保证可再生能源的竞争力和可持续发展。这个政策对各个经济部门都产生了影响，而且使能源市场发生了重大变化。“能源转换”政策制定了减排目标和可再生能源发展目标，并致力于淘汰核能，提高能效和加强保护环境。在政策执行之初，存在很大争议，一直到2011年日本发生福岛核事故之后，该政策才得到广泛的社会支持和政治支持。

    “能源转换”政策致力于发展太阳能和风能，这两种新能源与传统化石能源和核能有着截然不同的特点。只有风力强劲或者太阳照射大地时，它们才能发电，且不能根据用户的需求来提高产量。刚开始时，投资太阳能和风能需要花费巨额资金，不过一旦项目启动运营，投入的开销就很少了。这些特点都导致了德国电力市场发生根本性的转变。根据德国的法律，太阳能发电和风力发电拥有优先上网权。相较于包括煤炭、天然气甚至核能在内的传统能源发电，太阳能发电和风力发电的运营成本相对较低，所以在电力现货市场，它们卖得更好。

    不过，即便是发展到现在，这个系统也并非完美无缺。例如，电网需要“基本负载电量”，即满足需求所需的最小电量，而可再生能源难以达到这一要求。然而，传统发电厂又不能灵活有效地来填补这一缺口。举例来说，白天，可再生能源发电达到高峰时能占到电网电力总量的50%，这个时候核能发电厂又不能说关就关。因此，“基本负载电量”就会过高，这意味着多余的电量必须以低价出售，有的时候甚至低于成本价。由于这种失衡，大型传统发电厂只能被迫关停，所以传统能源企业正在丢失市场份额。当前，小型灵活的燃煤发电厂和生物燃料发电厂更能适应市场需求。不过，使用燃煤发电与德国的气候目标背道而驰，未来，更好的保护措施、能效的提高、电力储存技术的改进将会帮助解决这些问题。不过，就目前来说，德国还离不开化石能源。

    与传统能源公司的江河日下相比，家用能源项目在德国却是欣欣向荣。在德国许多城市已经发展出了所谓的“虚拟电厂”，通过“虚拟电厂”，当地的电网可以维持在正好能满足用电需求的程度上。

    德国太阳能发展轨迹的一个显著特点是，没有大投资商或者是大型公用事业公司发挥主要作用。相反，根据弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）太阳能中心的数据，德国的农民和居民拥有的发电能力占到德国可再生能源发电总能力的60%左右。

    在美国，许多州和居民社区都想学习德国的做法。问题是上哪儿找来足够多的愿意承担前期高额成本的个体房主和农民。在德国，为了吸引这样的人群购买太阳能发电系统，德国政府承诺20年内他们的太阳能系统生产的电力将以特定价格被收购，这就是众所周知的上网电价。

    如果说上网电价是“能源转换”政策给的一根胡萝卜的话，那么“可再生能源再分配”（the Erneuerbare Energiengesetzumlage）政策就是一根大棒了。

    “可再生能源再分配”政策通过在客户的电费账单上增加附加费用来向客户收取额外的可再生能源发电费用。当前，该附加费的征收标准为电费的6%。这项附加费——基本上可以说就是一项新的可再生能源税——具有很大的灵活性，征收额度与电力市场价格和上网电价有很大关系。政府承诺的上网电价每年都不同，与太阳能发电系统的前期成本有很大关系。过去几年，安装太阳能的成本降了许多，因此，上网电价也随之下调。

    当然，并不是所有人都认同德国的“能源转换”政策。为了保证德国经济的竞争力，能源密集型工业获得了可再生能源附加费豁免权。这一政策引起了强烈争议，遭遇各方不满。有调查显示，90%的德国人认同“能源转换”政策的目标，但只有40%的人赞成它的执行过程。不过值得注意的是，尽管德国的电价高昂，几乎是美国平均水平的3倍，由于消费较低，加之在提高能效方面取得的成效，德国的家庭用电开支实际比美国更低一些。

    “能源转换”政策还有其他问题。比如，将可再生能源发电与传统能源发电相结合就需要升级电网、更新输电线。“别在我家后院干这个”是许多德国人共同的看法，这点倒是与在美国如出一辙。

    德国的“能源转换”政策表明完美的解决办法是不存在的。与此相反，它需要政策支持、公众配合。过程虽然痛苦，但结局还算圆满。（译自2月18日《原子科学家公报》（Bulletin of the Atomic Scientists））