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進入21世紀以來，歐洲經(jīng)濟的高速發(fā)展使能源消耗也相應大幅增加。化石能源因其不可再生性及對環(huán)境的破壞性使歐洲各國將目光轉(zhuǎn)向風能、太陽能等可再生清潔能源。在歐洲，風能比太陽能發(fā)展早，風力發(fā)電因技術(shù)成熟、可靠性高、成本低且規(guī)模效益顯著在歐洲大陸得到廣泛應用。雖然光伏發(fā)電技術(shù)在歐洲大范圍應用相對較晚，但增長迅速，現(xiàn)已成為歐洲最重要的可再生能源之一。

光伏發(fā)電可直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能而不排放任何廢氣的優(yōu)點被人們寄予厚望。雖然在制造光伏組件期間會消耗一定能量，但光伏組件在其壽命周期內(nèi)卻能產(chǎn)生大于制造能耗約10倍的能量。人們希望通過光伏發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模應用來大幅減少傳統(tǒng)化石能源在能源消耗中的比重。

一些歐洲國家，如希臘、西班牙、意大利及德國，近幾年光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。其中德國作為歐洲最早發(fā)展光伏的國家在該領(lǐng)域取得的成績更是令人矚目，政府制定的支持光伏發(fā)電發(fā)展的法案已取得明顯效果。然而，相關(guān)法案的實施也加重了德國居民的負擔，造成能源貧困的現(xiàn)象。本文利用歐洲光伏協(xié)會、彭博新能源財經(jīng)及英國石油提供的數(shù)據(jù)，介紹德國光伏的發(fā)展現(xiàn)狀、背后的激勵政策及現(xiàn)存的一些問題，最后結(jié)合中國國情探討德國光伏發(fā)電帶來的啟示。

1、德國光伏發(fā)展現(xiàn)狀

早在1991年和1999年，德國就提出“1000個屋頂計劃”和“100000個屋頂計劃”；2000年以后，德國政府可再生能源法的實施及對于溫室氣體排放的控制更是促進了光伏發(fā)電在21世紀的大規(guī)模運用。特別是在2011年日本福島核電站事故后，德國政府宣布在2022年前徹底關(guān)閉所有的核電站。這一系列舉措促進德國光伏發(fā)電近20年的蓬勃發(fā)展。

世界各國2003～2013年的光伏發(fā)電量及截至2013年光伏累計裝機量分別如圖1、圖2所示。由圖1可知，2013年，德國光伏發(fā)電量為30TWh，全球光伏發(fā)電量為124.8TWh，德國光伏發(fā)電量占全球光伏發(fā)電量的24%。然而其他光伏大國如日本、中國和美國，2013年的光伏發(fā)電量僅約為德國的1/3。


德國2013年累計光伏裝機量為35.948GW，全球為139.637GW。德國光伏裝機量占全球光伏裝機量的25.7%。相比之下，其他國家如日本、中國及美國，截至2013年光伏裝機量均遠不及德國。

通過以上數(shù)據(jù)可知，截至2013年，德國光伏發(fā)電量及累計裝機量均位居世界首位且約占全球1/4，領(lǐng)先其他任何國家。而就德國電力供應而言，2013年德國國內(nèi)140萬個光伏電站產(chǎn)生的30TWh電量占全國當年用電總量的5.7%。在晴朗的工作日，光伏發(fā)電能覆蓋35%的瞬時電力供應；而在晴朗的周末及假日，光伏發(fā)電可提供最多50%的電力供應。在政策層面上，德國政府2020年可再生能源占總能源消耗35%的目標還將重點依靠光伏發(fā)電完成。因為相較于光伏發(fā)電，風力發(fā)電尤其是離岸風電，目前已落后于既定目標。 

2、德國分布式光伏發(fā)電

目前在世界范圍內(nèi)，光伏發(fā)電技術(shù)主要分為大型地面式光伏電站和屋頂分布式光伏發(fā)電兩大類。相較于地面集中式光伏電站，屋頂分布式發(fā)電以其裝機量大小靈活、成本相對較低及距離用電負載近等優(yōu)點，近幾年備受人們重視。
由圖3可知，截至2013年，相較于保加利亞、西班牙等國大型地面集中式光伏電站占光伏裝機量80%以上，以德國為代表如瑞士和奧地利等國屋頂分布式光伏發(fā)電裝機占比近80%。具體就德國而言，居民屋頂分布式光伏電站占總裝機量的12%，商業(yè)屋頂分布式光伏電站占53%，工業(yè)屋頂分布式光伏電站占10%，大型地面集中式電站只占25%。