在异常大风天气下，哥本哈根海岸边的风力涡轮机产生的电力比丹麦所需的要多。图片来源：© FRANCIS JOSEPH DEAN/DEANPICTURES/CORBIS 

不久之前，Maja Felicia Bendtsen花了大把时间来确保波罗的海上这座很小的、海风吹拂的小岛上的事情并没有失控。她所在的Østkraft电力公司在这座小岛上建了35台风力涡轮机，以此来发电以供博恩霍尔姆岛（Bornholm）上41,000居民的用电。但是这些旋转叶片产生的电力经常无法满足需求。所以Østkraft工程师必须在半夜风正劲的时候迅速采取措施，将风机停止了，以免电流过大烧坏电线。这非常令人沮丧：Østkraft白白扔掉了几乎是免费的可再生能源。

现在，该公司非常节俭。在Bendtsen等人牵头的EcoGrid项目下，Østkraft公司利用尖端的智能电网技术，更有效的利用丰富的风力发电。比如说，电力需求较小时，Østkraft利用多余的电力将住宅热水系统当中水加热几度，以备后续之用。这个策略可使Østkraft被迫停止的涡轮机数量减少80%。

这听起来似乎也没取得什么成就，但这标志着向Bornholm2025年完全摆脱化石燃料的雄伟目标迈出了重要的一步，也是向丹麦更大的目标迈出了一步。丹麦人口5500万，面积很小，且资源匮乏，制定了世界上最雄心壮志的气候目标：至2050年实现碳中性经济。各国代表汇聚巴黎制定应对气候变化的全球公约之时，很多人看向Bornholm和丹麦，想了解他们国家如何能够快速改变能源系统。“丹麦模式非常重要。”加州大学伯克利分校能源政策专家Dan Kammen表示，“这是能够实现的一个实例。”

但是Bornholm也在帮助突出迈向绿色的潜在技术以及政治障碍。丹麦一直利用税收和经济政策努力调整其大胆的排放目标，并推动碳中性的某些方面也面临着政治争议。丹麦能源协会常务董事LarsAagaad认为经验“并不是简单的在公园散步。”

在气候变化的这一波关注的很长时间之前，丹麦就已经启动了能源转变计划了。上世纪70年代，丹麦因缺乏丰富的石油和煤炭储量，受到阿拉伯石油冲击，丹麦民众以及随后的政客都呼吁推动可再生能源。虽然丹麦没有可供水力发电的河流以及能够用于光伏的强烈阳光，但在北部以及波罗的海沿岸有着充足的风。

2012年，丹麦承诺全国电力和交通运输部门100%使用可再生能源。如今，丹麦可再生能源占所有能源的比例达到1/4，而煤、石油、天然气的使用逐步下降。2014年，约有2500台风力涡轮机，提供了丹麦电力的39.1%，预计未来5年内这一比例将达到50%以上。过去烧煤或石油的发电站现在也改用可再生的稻草和木材了。通过家庭装修方案以及更加严格的建筑规范，该国自2007年以来整体能源使用率已降低12%。

一直以来，Bornholm为丹麦其他地区提供了一个模板。从历史来看，主要以农业和渔业为生。但上世纪80年代，渔业衰落，年轻人陆续离开。岛上的人口越来越少、越来越老、也越来越穷。为了省钱，岛上最大城市Rønne的市长说服了附近的5个自治区设立区域供热系统。利用岛上中央电站的余热来加热输送至附近家庭的水。其他的绿色能源项目也随之而来，包括2个新的秸秆燃料加热装置、1个沼气池（将发酵的农业废弃物转变成天然气）、以及第一个风力涡轮机。2007年，岛上居民委员会迈出更远的一步，设想了一个“明亮绿岛”计划，即到2025年完全由可再生能源供给。

至今仍在执行。现在，风能及其他可再生能源提供了Bornholm岛上43.4%的电力。加上生物质燃烧用于加热和发电的话，这一数字还要更高。与此同时，Østkraft继续增加新的风力涡轮机、太阳能电池板以及其他可再生能源。明年该公司将用燃烧木制材料来取代发电厂的煤炭。但是燃烧木材同样会释放出二氧化碳（主要的温室气体）。因此，Østkraft公司试图摆脱木材，进一步向风能和太阳能靠近。

早期，持怀疑态度的人担心风能和太阳能会受到天气和时间的波动，无法提供可靠的电力来源。Aagaard回忆说：“工程师们预测，如果在我们的系统中使用超过2%至3%的可再生能源，系统将崩溃。”

Bendtsen主持的EcoGrid研究项目证明了他们是错的。过去的3年里，这项欧盟资助的项目已经将Bornholm变成了世界上最大的智能电网技术实验室。当可再生能源充足时，这些屏幕后面的自动化系统最大限度的利用了电力，而能源不充足时放缓使用。举个例子，每5分钟EcoGrid向大约1200户家庭和100家企业安装的智能控制器发送最新电价。当电价较高时，控制器会减少电力消耗，而电价较低时又会促进消费。该设备并不会关掉必需品，比如电灯，但会延迟冰箱的下一次制冷，直到电价下降。Bendtsen说：“我们的目标是看不到的，消费者不会看到我们，但仍然会获得他们需要的所有东西。”

今年初，丹麦科技大学工程师Jacob Østergaard等人分析了EcoGrid转变用电需求的结果。他们得出结论，该方法可提高Østkraft公司可再生能源利用率8%。尽管还存在一些技术性的缺陷，且只有6%的岛上居民参与到其中，但已经带来了明显的收益。Bendtsen说如果扩大规模的话，收益将更加明显。

Bornholm试验还带来了其他好处，比如说，帮助稳定电力质量在所需的50Hz频率下。传统的电力系统在需求激增时，通过转向额外电厂，会引起频率下降，可能会造成电子产品的损坏。EcoGrid的智能计量技术能够完成同样的事情，通过控制电源减少现场发电需要。Østergaard说：“我们得到完全相同的回应，相比于改变发电设备而言，甚至质量更高。”

 

丹麦技术大学PowerLab研究人员密切跟踪Bornholm岛上的电流，该岛位于波罗的海，已经成为了一个可再生能源实验室。图片来源：© TORBEN NIELSEN 

支持者认为，Bornholm在丹麦作为一个整体，转向可再生能源获得了经济和环境双重效益。空气污染更少了，自1990年起，丹麦国内生产总值增长了38%，温室气体排放量下降了。现在，绿色能源技术占全国出口将近7%，增加了数千就业机会。

这是个好消息！Bornholm和丹麦推动能源转型超出了其形成阶段，就变得越来越困难了。Bendtsen说：“我们已经摘取了低挂的果实，现在，我们正前往开始受伤害的地方。”

一个巨大的挑战在于说服欧洲邻国更新其电网，以便使可再生能源的共享更加容易。分析人士指出，对丹麦而言，如此强大的连接将是实现其2050年碳中性的关键——即该国将生产出足够多的无碳能源，覆盖整个能源预算，即使是仍然使用部分化石燃料。强大的电力连接将使丹麦人能够在电力短缺时输入低碳能源，减少对化石燃料的需求。同时丹麦还可以出口过剩的绿色电力，有助于抵消国内交通行业、制造业以及电力行业的碳排放。

丹麦已经与相邻的瑞典、挪威以及德国北部建立了良好的电气连接。比如说，丹麦太阳能和风能发电短缺时，会从挪威的大型水坝系统进口水电。但是丹麦也面临着一个瓶颈，日益增长的绿色电力供应需要寻求出口。

现在，多余的电力通常运往德国（保证至2050年所有的电力都由可再生能源产生）。但德国大部分的人口和工业都位于南部，与北部的大型电网连接较少。与此同时，德国北部民众一直反对增加新的传输线路，因为这收益的是丹麦人和德国南部民众，而非自己。

除非可以清除这些瓶颈，“丹麦2020年以后可再生能源的高目标才会显得有意义。”哥本哈根生物炼制联盟（BioRefining Alliance in Copenhagen）负责人Anne Grete Holmsgaard这样分析道。

对丹麦政策制定者来说更为严峻的挑战可能来自于交通运输行业，其动力主要来自于内部的燃烧，占据国内温室气体排放的1/4左右。Bornholm岛上的居民希望从现在起，10年内消除以天然气和柴油为动力的汽车和卡车。但Bendtsen认为“不可能”。

部分原因是丹麦国内没有汽车制造商，而且人口不足以动摇外国汽车制造商为其提供清洁汽车。丹麦国内税收政策还有着更为复杂的问题。丹麦人购买一辆汽车进行登记时，需要缴纳的税费可能是汽车价格的两倍还要高。高税收有助于资助国内的福利，并鼓励广泛使用自行车和公共交通工具。但是，税法也代表了电动汽车启动销售的一个阻碍，或许化石燃料汽车是最好的选择。

几年之前，丹麦政府放弃对电动汽车进行征税，以此推动环保汽车的销售。交通部门同样花费数百万美元创建了全国性的充电站网络，足以为100,000辆电动汽车进行充电。但消费者不为所动——一年仅售出很少的几千辆而已。大多数买家顾虑低价电动汽车行程较短，即使减税其价格也相对较高。然而，丹麦的富人能够负担得起行程更长的昂贵电动汽车，已兑现补贴购买了高端的特斯拉了。这激怒了很多丹麦选民，他们觉得被迫补贴了富人。政客们以扩大电动汽车的车辆税作为回应，威胁要完全消灭它们的销售。“从政治上来说这并不是成功的案例。”哥本哈根丹麦电动汽车联盟负责人Anders JelstrupBesenbacher这样说到，他支持对低价电动汽车进行税费减免。

丹麦的可再生能源还面临着其他税收问题。国家征收较重的能源使用税，迫使丹麦人支付相当于批发成本7倍左右的电费。Aagaard认为优点是如此高额的费用可以促进节约。缺点就是，那些采用燃气进行加热和烹饪的人不会选择转用电力，甚至这是对电动汽车的进一步阻碍。“目前的挑战并不是产生额外的可再生电力，而是继续扩大消费，构建一个以电为主的社会。税收制度已经不合适了。”Aagaard如是说。

 

丹麦政府一直试图鼓励消费者购买电动汽车，但迄今为止未取得任何成功。

图片来源：© JENS ASTRUP/EPA/CORBIS

这些成长的阵痛有了可能的解决。比如说，欧盟委员会正努力创建所谓的能源联盟（Energy Union），其目的是提高欧盟28个能源市场之间的电网连接。分析人士指出，在丹麦，可再生能源储存的电网规模技术有望减少进口或出口电力的需求。这种技术的主体包括飞轮和使用电力压缩空气的系统，即用于驱动涡轮机的系统。但是到目前为止大部分都很昂贵。最便宜的储能方法是用电将水抽到高处，然后释放，使水通过涡轮机。不幸的是，丹麦地势平坦。

然而，丹麦确实具有丰富的地下盐穴，已经用其来储存天然气。今年初研究人员在《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）期刊上撰文称这些洞穴还可以用于储存产生可再生电力的甲烷气体。该团队认为可以采用可再生电力来分解水，从而制氢，然后再固体氧化物燃料电池（SOFCs）上与二氧化碳反应生成甲烷。接着，甲烷穿过SOFC，发生逆反应，进行发电，成本为每千瓦时3分，与水力发电成本相当。这样的结果表明，大量不同技术可以为推行碳中性提供空间，DTU, Risø研究团队负责人MogensMogensen这样认为。

为了实现2050年的目标，丹麦必须迅速采取行动。成本不是主要的障碍：去年，研究人员与丹麦能源署对放弃绿色能源承诺而坚持化石燃料的成本与四种绿色能源方案（未来最划算的选择）的成本进行了比较。他们设想了混合的绿色能源技术：其中一个专注于风力发电，两个利用生物质来发热、发电、产生生物燃料，还有一个依赖生物质和风力来制氢。底线：研究人员总结说，切换到可再生能源将会增大开销，但不会太多，因为丹麦已经面临更换老化煤炭、石油和天然气发电厂的需求了。总体而言，丹麦能源署估计，至2050年将花费60至290亿丹麦克朗，换句话说就是每年9到42亿。丹麦民众花费在可再生能源上的费用年均增长4%。

更大的挑战是时间，丹麦能源署这样建议。为实现2050年碳中性目标，丹麦领导人将需要尽快决定路线，最迟不得晚于21世纪20年代初，因为新安装的能源基础设施的寿命有十年之久。明年丹麦议会（目前议会由国家中心权利自由党所掌控）有望开始讨论2020年至2030年的能源计划，会有一个初步的方案。问题是自由党是否继续支持2050年目标，该目标是前任政府设定的。

与此同时，世界各地的能源专家相继登上渡轮前往Bornholm岛，看能从该岛的经验上学到些什么。根据美国华盛顿世界资源研究所（World Resources Institute in Washington, D.C）的说法，为助力巴黎会议，世界十大经济体当中的八个已经宣布计划至2030年可再生能源的利用翻倍。丹麦的教训已经非常明显，Holmsgaard说：“丹麦人通常为绿色能源的发展感到无比的骄傲……但现在我们遇到了一些成长的烦恼。”

新材料在线编译整理——翻译：菠菜   校正：摩天轮