在狂風肆虐的天氣里，哥本哈根沿岸的風力發(fā)電機能產生大量可再生電力。圖片來源：FRANCIS JOSEPH DEAN/DEANPICTURES/CORBIS

不久前，Maja Felicia Bendtsen花了大量時間確保事情不會在波羅的海這個受大風侵襲的小島上失去控制。她的雇主——?覫stkraft電力公司運營著35臺風力發(fā)電機，幫助向博恩霍爾姆的4.1萬居民提供電力。不過，這些旋轉的葉片產生的電力有時會供過于求。為此，?覫stkraft的工程師不得不迅速行動——在午夜狂風呼嘯時，讓渦輪機停止運轉，以免過多電量熔化島上的輸電線。這是一件令人沮喪的事情，?覫stkraft正在丟棄大量免費的可再生能源。

如今，這家電力公司變得很節(jié)儉。通過一個由Bendtsen和其他人領導的“生態(tài)電網”項目，?覫stkraft正采用尖端的智能電網技術，從而更有效地利用當地豐富的風能。比如，當電力需求變低時，?覫stkraft利用多余電力，將住宅熱水系統中的水加熱到高于正常攝氏度，從而將能量儲存起來供日后使用。此類策略意味著，?覫stkraft不得不把關停渦輪機的次數減少80%。

這或許聽上去并不像一項偉大的成就，但它朝實現博恩霍爾姆雄心勃勃的目標——到2025年完全擺脫化石燃料以及朝丹麥更大的目標邁出了重要一步。丹麥是一個擁有550萬人口、資源貧乏的小國，但它設置了全球最具雄心的氣候目標：到2050年變成一個碳中和經濟體。在代表團齊聚法國巴黎制定減緩氣候變化的全球協議時，很多人將目光投向了博恩霍爾姆和丹麥，并且想知道他們的國家如何快速改變能源系統。“丹麥模式真的很重要。”美國加州大學伯克利分校能源政策專家DanKammen表示，“它是人們能做什么的一個例證。”

明亮的綠色島嶼

在最近一波氣候變化擔憂出現很久之前，丹麥便啟動了能源轉型。上世紀70年代，該國受到阿拉伯石油振蕩沖擊。同時，由于缺少大量的石油和煤炭儲存，該國農民和政治家都呼吁推動新能源電力的發(fā)展。盡管丹麥沒有用于水力發(fā)電的湍急河流或者用于太陽能電池的強烈陽光，但它擁有充足且多風的北海和波羅的海海岸線。

2012年，丹麥政治家承諾該國將在電力和交通領域使用100%的可再生能源。如今，可再生能源為丹麥提供了四分之一的能源，同時，該國對煤炭、石油和天然氣的使用正在下降。2014年，約2500臺風力渦輪機提供了丹麥39.1%的電力，而這一份額有望在未來5年升至50%。曾經燃燒煤炭或石油的發(fā)電站，如今正利用可再生的秸稈和木材。同時，通過房屋改造項目和更嚴格的施工規(guī)范，自2007年以來該國的全部耗能減少了12%。

自始至終，博恩霍爾姆都在為丹麥其他地方提供著典范。在歷史上，這些地面砌著鵝卵石、屋頂鋪著紅色瓦的別致小鎮(zhèn)以農耕和捕魚為生。但到了上世紀80年代，捕魚業(yè)衰退，年輕人成群結隊地離開。這個小島的人口變得愈發(fā)稀少，且年齡更大、更加貧困。為幫助居民尋找省錢的方法，博恩霍爾姆最大城市若納市的市長在1985年說服5個附近自治市設立區(qū)域供熱系統。它利用島上總發(fā)電站產生的廢棄熱量為輸送到附近家庭中的水加熱。很快，其他綠色能源項目隨之而來，包括兩個燃燒秸稈的新供熱站、1個將發(fā)酵的農田廢棄物轉變?yōu)樘烊粴獾恼託庠O備以及第一臺風力發(fā)電機。2007年，一個博恩霍爾姆居民委員會更進一步，推出了一項到2025年打造一個完全由可再生能源提供電力的“明亮的綠色島嶼”計劃。

這看起來很有效。如今，風力和其他可再生能源為博恩霍爾姆提供了43.4%的電力。當把被燃燒用于區(qū)域供熱和發(fā)電的沼氣加進來后，這一數字大幅上升。與此同時，?覫stkraft繼續(xù)快速增加新的風力發(fā)電機、太陽能電池板和可再生能源的其他來源。明年，公司將把發(fā)電廠里的煤炭燃燒器替換成另一臺燃燒木屑的設備。不過，燃燒木材仍會產生頭號溫室氣體——二氧化碳。因此，?覫stkraft正試圖從木材上轉移，進一步發(fā)展風能和太陽能。

智能電網

懷疑者在早期擔心，由于風力和太陽能發(fā)電會因天氣和一天中的時間而出現波動，因此它們無法提供可靠的電力來源。“據工程師預測，如果在我們的系統中多利用2%~3%的可再生能源，它將會崩潰。”丹麥能源協會常務董事LarsAagaard回憶說。

Bendtsen的“生態(tài)電網”研究項目正在證明這一說法是錯誤的。過去3年里，這個由歐盟資助的項目將博恩霍爾姆變成全球開發(fā)智能電網技術的最大實驗室之一。這些自動化系統在幕后工作：當可再生電力充足時，最大化利用電力;當不充足時，減緩電力消耗。比如，“生態(tài)電網”每隔5分鐘向安裝在約1200個家庭和100家企業(yè)中的智能控制器發(fā)送一次電價更新。控制器可被設置成在電價變貴時減少電力使用，在電價便宜時增加電力消耗。這些設備不會關掉必要品，比如燈，但能推遲冰箱的下一次制冷，直到電價下降。“我們的目標是變成隱形。”Bendtsen表示，“消費者不會看到我們，但仍能獲得他們需要的一切東西。”

今年早些時候，丹麥技術大學電力工程師Jacob?覫stergaard和同事分析了“生態(tài)電網”在轉移電力需求方面取得的成績。他們發(fā)現，這種方法使?覫stkraft將可再生能源的使用增加了8%。盡管一些技術故障發(fā)生，并且島上僅有約6%的家庭參與了該項目，但收益還是有的。Bendtsen表示，如果將其放大，這種方法能產生更高的收益。

博恩霍爾姆試驗還提供了其他收益，包括幫助將電力質量穩(wěn)定在所需的50赫茲頻率上。通過在需求激增時開啟額外發(fā)電機導致頻率下降，傳統的電力系統避免了會損害電器的頻率波動。“生態(tài)電網”的智能計量技術能完成同樣的事情。它通過控制電力何時被供應給家用電器減少了現場發(fā)電的需求。

挑戰(zhàn)仍在

這當然是好消息。不過，在博恩霍爾姆和丹麥推動其能源轉型越過成型階段時，事情變得更加困難。“我們已經摘取了掛在低處的果實。”Bendtsen說，“現在，我們正朝著開始帶來痛苦的地方前進。”

一個很大的挑戰(zhàn)將是說服該國的歐洲鄰居升級它們的電網，從而允許更加簡便地共享可再生能源。分析人士表示，對于丹麥而言，這種廣泛的聯系對于到2050年變成碳中和經濟體至關重要。實現碳中和意味著丹麥將產生足夠的零碳能源，以覆蓋其整個能源預算，即使它仍在燃燒一些化石燃料。強大的電力聯系將使丹麥人在電力短缺時進口低碳能源，從而減少對化石燃料的需求。它們還將使丹麥出口多余綠色電力，幫助抵消來自交通、生產和電力部門的國內碳排放。

丹麥已同其近鄰——瑞典、挪威以及德國北部建立起良好的電力聯系。比如，當太陽能和風能的國內生產量變低時，它會從挪威龐大的水壩系統中進口水電。不過，丹麥在尋求出口其不斷增長的綠色電力供應時，可能面臨著瓶頸。

就目前來說，多余電力通常被輸送到德國。然而，德國的大部分人口和工業(yè)位于同該國北部擁有相對較少電網連接的南部。與此同時，德國北部的居民一直抗拒增加新的輸電線路，因為這將使丹麥人或德國南部的同胞受益，而非他們。

除非這些瓶頸被清除，否則“對于丹麥來說，在2020年之后擁有很高的可再生能源目標并沒有什么意義”。在哥本哈根管理“生物煉制聯盟”的能源分析師Anne Grete Holmsgaard表示。