【摘要】从当前积极推进能源转型的国家看，德国和美国是两个具有典型性的国家。本文从能源转型的核心动机，转型方向，转型成本，转型的过渡能源选择。以及电力系统转型等五个方面对两国当前的能源转型进程进行了比较分析。分析表明，德国和美国能源转型既有共同点，也有差异性，其差异性主要源于能源转型的核心动机差异和治理结构差异。
近年来，在应对全球气候变化成为国际主流议题的大背景下，以大力发展可再生能源替代化石能源为主要内容的能源转型(energy transition)已成为很多国家能源政策的重要内容。而德国和美国无疑是其中的两个有代表性的国家。德国和美国推动的新一轮能源转型实践表明，国家能源转型路径不存在唯一性，不同国家的能源转型既有共同点，也有差异性。我国近年来颁布了一系列促进可可再生能源发展的政策，可再生能源发展规模和速度均居世界各国前列，但与德国和美国的相比，无论是在能源转型的战略重视程度，还是能源转型政策的系统性等方面都还存在很大差距。因此，深入理解和把握德国和美国能源转型的共同点和差异性，对我国制定一个既反映国家能源转型一般规律，又充分体现中国国情的国家能源转型战略有着不可替代的作用。
一、能源转型的核心动机有所不同
一个国家主动推进能源转型的“动机”，通常有确保能源安全、改善环境问题，或创造新的工业竞争优势，等等。然而，哪一个是能源转型的“最核心”动机呢?从德国和美国能源转型实践看，美国能源转型的核心动机一直非常明确，那就是改善能源安全，降低对进口能源的依赖，环境保护等其他动机的地位是次于能源安全动机的;相反，德国能源转型动机中，环境保护一直明显居于最主要地位，尽管能源安全动机对德国也非常重要。
1. 德国能源转型的核心动机是大气与环境保护
2011年6月6日，德国联邦议院决定将德国能源政策的三个政策目标——能源安全、负担得起的能源、与环境兼容的能源供应——作为指导其能源转型的指南。因此，理论上，能源供应的安全、可负担和环境兼容均可视为德国能源转型的重要动机。
然而，从2000年以来德国能源转型进程看，能源供应安全动机当然一直是重要动机，但环境友好的能源供应近年来已经逐渐超过供应安全动机成为能源转型的核心动机。
为了使能源转型与环境兼容、安全并且可负担，德国制定了能源转型的总体目标和分层目标，并把大力发展可再生能源和提高能源效率作为推进德国能源转型的两大支柱。2000年以来，德国可再生能源在能源结构中地位日益提升：可再生电力消费的比重从2000年的6.2%增加到2014年的27.8%，终端能源消费中可再生能源占比提高到12%。
显然，大力可再生能源发展既与环境保护动机有关，也与能源供应安全动机有关。一方面，与化石能源相比，可再生能源没有污染物和温室气体排放;另一方面，可再生能源都是本地化能源，对石油和天然气主要依靠进口的德国来说，用可再生能源替代化石能源有明显的“能源安全”效应。可以想象的是，当2050年德国实现终端能源消费中60%来自可再生能源时，能源安全状况必然大为改观。
如果说大力发展可再生能源是环境保护与能源安全双重动机驱动的，那么德国决定2022年之前完全淘汰核能的政策走向只能理解为环境动机日益重要，并成为能源转型核心动机作用的结果。因为核能发展对改善德国能源对外依赖程度明显有积极作用。也就是说，德国政府和公众把与降低核事故和核废料处理的事故风险有关的环境问题放到了比“供应安全”问题具有更为优先的位置。
事实上，德国核能退出政策也经历了“过山车”式的变化。2002年，作为绿党关键的政治要求，施罗德联合政府与该国四大电力公司达成协议，决定到2022年关闭所有核电站。2009年大选保守的自由主义联盟上台后，默克尔政府于2010年10月否决了这一协议，计划将核电站的使用寿命延长到2036年。2011年3月，日本福岛核事故后“剧情”被默克尔再次逆转。此后，德国议会决定2011年8月之前关闭8座电厂，到2022年之前完全退出。
同样，出于对大规模单一种植所导致的“生物多样性”损失的担忧，德国近年来对生物燃料的支持力度有所下降，比如，2006年开始，德国政府开始逐步取消生物燃料的税收优惠政策以来，生物燃料产量开始趋于下降。从2007年的历史最高水平3180百万吨油当量下降到2014年2684百万吨油当量，下降幅度为15.6%。
2. 美国能源转型的核心动机是能源安全
美国可再生能源和清洁能源发展的目的一致非常明确，那就是减少对进口能源的依赖，确保能源安全。可以说，美国能源转型的核心动机始终是追求能源独立，确保能源安全。因此，美国政府很早就出台了生物燃料发展的鼓励政策。比如，1978 年《能源税收法案》就规定全国汽油中添加10%的乙醇。《1980年能源安全法案》引入贷款担保等融资机制，鼓励乙醇燃料和太阳能等新能源发展;同时规定从1980年3月1日起，对石油公司利润征收50%的暴利税，主要用于研究和开发新能源。卡特政府甚至更为激进，1979年成立的“国有”的美国合成燃料集团，联邦政府连续5年为其提供了200亿美元作为启动资金，向利用煤炭和页岩生产气化和液化燃料的公司提供投资和贷款保证。所有这些举措，目的只有一个，就是替代国内石油的消费，增加国内石油替代能源的生产，减少对进口石油的依赖。
从20世纪70年代末到现在，美国为实现“能源独立”而推动的能源转型主要依靠如下四个“支柱”：一是大力发展生物燃料，以减轻交通燃料对石油产品的依赖;二是鼓励清洁能源和非常规化石能源的发展，包括核电、页岩气、煤层气以及煤炭清洁利用等;三是提高能源效率;四是积极推动风能、太阳能等可再生能源发展。
总体上，生物燃料和可再生能源都是在2000年以后才开始出现加速发展态势。而且，在“页岩气革命”效果显现之前，上述应对措施对于降低美国石油进口依赖方面没有产生实质性影响。2005年开始，作为美国“页岩气革命”的结果，美国石油进口量开始触顶回落。到2013年，美国石油进口量比2005年减少近40%，极大地改善了美国石油安全状况。
事实上，正是因为美国能源独立和能源安全状况有了实质性的改变，美国联邦政府在气候变化问题上的立场才逐渐从消极走向积极。尽管美国不少州政府在发展可再生能源应对气候变化问题上行动积极，但在联邦政府层面，直到2008年奥巴马总统任期开始，才开始表示美国要在气候变化方面“担当领导责任”。
奥巴马在总体竞选期间就承诺，到2020年把美国的温室气体排放减少到1990年的水平，到2050年在此基础上再减少80%。2013 年6 月25 日，美国发布了《总统气候行动计划》，标志着美国联邦政府层面上“气候沉默”时代的历史性终结。
不过，即使美国政府在气候问题上的立场发生了逆转，也不意味着美国能源转型的核心动机变成了“环境问题”。事实上，美国能源转型的核心动机依然是能源安全。因为美国政府并没有把能源转型的“重担”全部托付给可再生能源，相反，在其向能源转型战略中，天然气、核电和煤炭清洁化仍居相当重要的地位。
二、能源转型核心动机差异导致转型方向与路径不同
德国和美国不同能源转型战略的形成当然与其能源资源条件密切相关，但从实践看，这种各具特色的能源转型首先是不同核心动机推动的结果。同时，考虑到这种差异性，如果用不同“标准”来衡量两国能源转型的进展，我们会得到只用“可再生能源发展”这一单一标准评价更为丰富的结论。
1. 向可再生能源转型与向清洁能源转型
从能源转型目标看，德国与美国的能源转型区别非常明显。德国政府明确提出“大力发展可再生能源”作为能源转型的方向，提出2050年终端能源消费中60%，总发电量中80%来自可再生能源，并希望最终实现100%可再生能源。相比之下，美国虽然不断有研究机构发布研究成果称，2050年美国有望实现“100%可再生能源”供能，[①]美国能源部和一些州也在一些小镇做“100%可再生能源供能”的小范围实验，但美国政府至今没有提出以“可再生能源”作为唯一或最主要方向的能源转型战略。
迄今为止，美国政府最为“大胆”的能源转型目标，是奥巴马总统在2011年国情咨文演讲中提出的，即到2035年，美国80%的电力将来自可再生能、天然气和核能共同构成的清洁能源。基于此，我们认为，德国能源转型核心特征是“可再生能源转型”，美国能源转型则是“清洁能源转型”。
德国和美国的差异化能源转型战略首先是不同核心动机驱动的结果。在“环境问题”(包括气候变化)这一核心动机的驱动下，德国可再生能源发展的速度远远超过美国和其他国家。而且，在环境动机驱使下，德国政府甚至在2011年做出2022年前关闭所有核电站的政策选择。而在美国政府那里，能源安全动机始终是其能源转型的首要和核心动机。20世纪80年代以来，美国始终围绕降低对石油进口依赖，改善能源安全为目标，制定税收和补贴政策，大力推动国内非常规油气开发和风电、太阳能、地热等可再生能源发展，走出了有美国特色“清洁能源”转型之路。
2. 从非水电可再生能源发展看，德国能源转型进展远超美国
如果用可再生能源发展程度为度量尺度，德国能源转型的“成效”非常明显，其进展远远超过美国。各国度量可再生能源发展经常用的指标是“非水电可再生能源占总发电量比重”，[②]这或许是因为可再生能源利用的最核心方式就是发电。不过，我们认为，从能源转型的含义看，用“非水电可再生能源在一次能源消费中的比重”这一指标更能客观反映2000年以来两国能源转型的进展。
从图1可知，相对指标看，2000年德国和美国非水电可再生能源发展的起点基本相同：德国一次能源消费中非水电可再生能源份额为0.84%，同年美国为0.76%。但此后由于两国关于可再生能源发展的政策力度和实施方式不同，美国与德国的差距迅速拉大。2014年，德国一次能源消费中，非水电可再生能源比重迅速增加到10.2%，十四年增加了11倍多，而同期美国这一比重仅为2.8%，增加了2.7倍。美国与德国在这一指标上的差距扩大到7.4个百分点。
因此，从可再生能源发展看，德国毫无疑问是能源转型成功的“典范”，并成为世界很多国家学习的样板。
3. 从清洁能源发展看，德国近年来开始落后于美国
德国能源消费中可再生能源份额迅速增加，并远远领先于美国，说明德国能源转型战略实施的成功，战略目标与实施路径及相关政策匹配度高。不过，用可再生能源发展程度来衡量能源转型进展，结论显然对德国有利。因为德国能源转型就是以“可再生能源发展”为导向的。因此，如果我们用与描述美国能源转型战略的“清洁能源”发展程度指标来比较两国能源转型进展，结论会有什么样的变化呢?(图2)
首先，两国一次能源消费中，清洁能源的比重都呈现上升趋势，但美国的增长幅度超过德国：美国清洁能源份额从2000年的37.2%上升到2014年43.9%，增加了6.7%;德国清洁能源份额从2000年的35.5%上升到2014年的39.3%，增加了3.8%。
其次，2000-2014年，美国和德国清洁能源发展曾经交替领先。2000-2003年年间，美国一次能源中清洁能源份额领先德国;2003-2010年德国清洁能源份额继续上升，并领先于美国，而美国同期经历了先降后升的变化;2010年后，美国清洁能源份额领先德国。
第三，2010年以后，美国与德国清洁能源发展开始再次出现分化：美国份额加速上升，而德国初步显示出缓慢下降的态势，两者差异有进一步扩大趋势。2014年德国清洁能源份额比美国低4.6个百分点。
总之，从“清洁能源”标准看，美国能源转型进展快于德国。这同样说明了美国清洁能源转型战略及其实施的成功。美国清洁能源份额增长的原因主要有两个：一是是2006年以后美国“页岩气革命”成功;二是在此期间美国非水电可再生能源的加速发展，特别是风电和地热。
三、“过渡能源”选择是国家能源转型的必备要件
从当前全球能源转型的大背景和动机看，能源转型的终极目标是实现能源体系从基于不可再生的化石能源和核能的体系转向可再生、可持续能源体系。对世界多数国家而言，这一终极目标的实现需要相当长的时间内能源转型的持续推进，可能需要上百年的时间，一些国家可能需要更长的时间。因此，在通向终极目标的进程中，选择恰当的、符合本国实际的过渡能源就成为能源转型的一个必备“要件”。过渡能源的选择不仅关系到一个国家能源转型顺利推进，而且对能源转型的成本高低有着重要影响。
1. 美国能源转型明确以核能和天然气为过渡能源
美国的“清洁能源”转型战略，明确将天然气和核能作为通向“可再生、可持续”能源体系的过渡能源。这是美国现阶段以清洁能源为导向的能源转型战略下的一个必然选择，同时是美国在能源安全动机驱动下，长期鼓励“非常规能源”的开发的结果。
2000年以来，天然气和核能在美国向“清洁能源”中起到了非常重要的作用。2000-2014年年间，天然气份额从26%增加到30.2%，增长了4.2%;核能份额从7.8%增加到8.3%;非水电可再生能源从0.76%增加到2.83%，增加了2.09%。同期煤炭和石油的份额稳步下降，其中石油份额从38.2下降到36.4%，煤炭从24.6%下降到19.7%(见图3)。因此，美国在水电份额有所下降，非水电可再生能源增加份额也不大的情况下，天然气份额的大幅上升和核电份额的稳中有升，确保了美国清洁能源转型战略的顺利推进。同时，较低价格的天然气份额增加对于降低美国能源转型成本和推进难度起到了关键作用。
2. 德国取消核能作为过渡能源妨碍了煤炭和石油下降趋势
相比之下，德国能源转型战略是全力推进可再生能源发展，并力图在2050年前使可再生能源成为主导能源。其能源转型战略中不存在明确的“过渡能源”安排。然而，无论是否选择，“过渡能源”都是能源转型过程中的现实“需要”。因此，在没有确定“过渡能源”及其配套政策，同时核能发展又被明确排除在外的情况下，市场会主动选择“性价比”最好，但却未必符合能源转型大方向的过渡能源。
德国能源转型战略的三个特征非常明显：一是可再生能源份额增长迅速。一次能源消费中非水电可再生能源份额从2000年的0.84%快速增长到2014年的10.2%;二是核能从2011年宣布2022年前永久弃核之后，核能份额迅速下降。2000年核能占一次能源消费份额为11.5%，2010年下降到9.9%，2011年快速减少到7.9%，2014年进一步减少到7.1%。三是天然气的份额从上升转为下降：从2000年的21.5%增加到2005年的23.4%，然后转为趋势性下降。2014年天然气份额占一次能源消费比重为20.5%。[③]
然而，德国可再生能源发展取得很大成绩的同时，非清洁能源煤炭和石油的份额近年来却有抬头的趋势。石油份额从2000年从38.9%稳步下降到2007年的34.6%之后，石油份额开始止跌反弹到2009年的37%。此后，2010-2014年，石油份额在2013年的34.8%至2014年的35.9%区间小幅反弹波动区间。煤炭份额从2000年的25.6%下降到2009年的23.3%后开始止跌反弹。2014年份额虽然在2012年的近期高点25.4%基础上再次有所下降，但2014年份额为24.9%，仍高于2009年的水平。可见，德国在加速向可再生能源转型的过程中，由于没有选择适当的过渡能源，同时将核能排除在未来能源结构之外，导致能源转型过程中煤炭和石油等“非清洁”能源下降趋势受阻。
德国能源转型没有主动选择恰当“过渡”能源的不利影响还表现在褐煤发电难以下降，对德国电力清洁化和碳减排产生不良影响。如图5所示，2000-2014年，德国总发电量中非水电可再生能源份额从5.4%快速增加到2014年的26.3%，同期，虽然硬煤发电下降较快(从24.8%下降到17.8%)，但核能因为政策原因也呈现快速下降趋势(从29.4%下降到15.8%)，天然气发电份额从2010年开始也停止增长势头转而下降：从2010年的14.1%下降到2014年的9.5%，四年下降了4.6个百分点。
作为清洁能源的核能和天然气2010年以后加速下降，所带来的缺口当然主要非水电可再生能源快速增加来弥补，还有褐煤发电份额反弹也弥补了部分缺口。从2006年开始，褐煤发电下降势头趋于平缓，到2010年褐煤发电份额甚至出现了明显的反弹。2014年褐煤发电份额依然保持25.4%高位，超过2005年(24.8%)褐煤发电份额。
四、可再生能源政策强力推进程度与居民电价成正比
目前，无论是德国和美国，还是其他国家，发展可再生能源的一个共同经验是：通过法律或政策强力推动最有有效。这种强制政策大致分为两类：一类是以德国为代表的固定电价上网政策(FIT)，即法律规定电网运营商有按照规定的电价优先全额收购可再生能源电力并网的义务;另一类是以美国为代表的可再生能源配额制(RPS)，即法律规定电网运营商必须收购一定份额的可再生能源电力，但运营商可以选择直接购买可再生能源电力，也可以向其他购买了超过可再生能源规定额度购买可再生能源配额来满足法律规定。
从2000年德国第一部《可再生能源法》颁布，可再生能源强制上网(FIT)政策就在全国得到推广实施。此后经历多次修改，根据可再生能源发展进展不断降低上网价格和补贴额度。以FIT政策为核心可再生能源促进政策极大地推动了德国非水电类可再生能源的发展。从2000年到2014年，德国非水电可再生能源占德国发电量的比重从5.4%迅速上升到26.3%，增加将近21个百分点。
相比之下，美国以RPS为核心的可再生能源政策，由于不存在联邦层面统一的RPS，目前只有30多个州出台了各自的RPS政策。也就是说，美国RPS政策无论是政策实施的范围和执行力度均弱于德国FIT政策。因而非水电可再生能源发展与德国相比，差距较大。2014年，美国非水电可再生能源电力占总发电量比重仅为6.3%。
然而，由于光伏发电等可再生能源成本高于市场价格，政府政策强力推动可再生能源渗透率提高必然伴随着补贴成本的增加。这方面德国是一个典型例子。德国迅速推进可再生能源导致的成本增加甚至比欧洲其他国家之和还多。根据金融时报的计算，德国可再生能源补贴的成本自2000-2014年累计高达1490亿欧元。2014年，消费者所承担的可再生能源附加费从2013年的5.3欧分/千瓦时增加到6.3欧分/千瓦时，增长近19%。如果以美国电价度量，2014年德国电力的可再生能源附加费占同年美国居民零售平均电价的68%。[④]
而且，以可再生能源附加费或其他形式存在的补贴最终将通过终端用户电价的上涨反映出来。
如图6所示，2006-2014年年间，德国居民电价从18.9欧分/千瓦时上涨到29.4欧分/千瓦时，上涨幅度为50%。而同期美国居民电价从10.4美分/千瓦时上涨到12.5美分/千瓦时，上涨幅度为20%。从电价上涨幅度看，德国居民显然承受了更多的能源转型成本。
当然，居民电价上涨程度与一些特定因素有关，比如传输网投资的增加，页岩气革命后，美国低价天然气发电份额上升等。但最基本的原因还是可再生能源份额上升导致补贴成本增加和电力市场扭曲程度增加。
美国曼哈顿研究所的罗伯特·布莱斯(Robert Bryce)的一项研究进一步证实，强制性的可再生能源政策的确会增加能源转型成本。该研究比较了采取可再生能源配额制(RPS)——即要求电网运营商购买最低数量的可再生能源电力(包括风电和太阳能发电)——和没有采用RPS的电价和利率。研究发现，采用RPS制度的州多数表现出高电力成本模式。2010年，实施RPS制度的州居民电力平均价格比未实施RPS制度的州高31.9%，商业电价高27.4%，工业电价高30.7%。2001-2010年的10年间，多数都实施了RPS制度的州的居民和商业电价增长速度都快于为实施RPS的州。 此外，对现有数据的分析还表明，多数实施RPS制度的州利率高于未实施RPS制度的州。这在依赖煤炭的州表现更为突出：2001-2010年年间，七个实施PRS制度的州利率飙升了54.2%，是没有实施RPS且同样依赖煤炭的另外七个州利率平均增幅的两倍多。而且，RPS强制执行速度越快的州，如俄勒冈、加利福尼亚和安大略州等，利率水平上涨越快。[⑤]
五、电力系统转型对国家能源转型至关重要
无论是美国的“清洁能源”转型，还是德国的“可再生能源”转型，一个主要的发展趋势是：以风电和太阳能发电为主的可再生能源比重日益增加，大量位于用电侧的分布式小型发电设施出现。因此，传统电力系统必须实现转型，从完全基于化石燃料和集中控制的大型系统架构向包括大量小型燃料和分散控制的系统架构转型，适应和容纳波动性和间歇性的风电和太阳能发电。从这个角度看，电力系统转型对能源转型至关重要，甚至决定能源转型的进程。
智能电网是电力系统转型的重中之重。智能电网的建立不仅是电力系统实现转型的关键，同时也为电力行业新型高效商业模式转变提供了技术基础。通过可互操作的智能电网，从发电、传输、配送、消费各环节的设施实现互联，每个与电网连接的设备或装置都如即插即用的应用程序一般被添加到控制系统中，形成具有全新结构和功能的综合数据和电力网络。并且，网络中的各个单元能够灵活地实现重新“组合”和“匹配”，以实现高效、安全、可靠的电力服务。
德国和美国都充分认识电力系统转型对能源转型的重要性，以及智能电网在其中的核心作用。德国早在2008年就启动了一个“E-Energy”项目，该项目希望探索一个以ICT为基础的未来高效能源系统，通过实现能源的智能生产、智能网络、智能消费到智能储存，来应对能源和气候问题。
围绕E-Energy项目，德国启动示范工程对智能电网的不同层面进行了展示和研究。比如，在曼海姆，200家电力用户对未来能源供应状况进行了测试，并于2010年底开始使用“能源管家”，对电力消耗进行调控，以实现省钱和环保两大目标。在库克斯港，生产型企业和地方上的用电大户积极参与示范项目。如大型冷库和游泳场如果通过风力涡轮机发电，将会节省大量电力，减轻电网负担。在哈尔茨，新型的太阳能和风能预测系统得到应用，能对分散的可再生能源发电设备与抽水蓄能式水电站进行协调，使其效果达到最优。项目参与者认为，尽管风力发电站的数量在不断上升，但预计到2020年，该地区不需要再继续建新的电网。在亚琛，地区性的供电公司积极参与示范项目。借助智能电表，500多家用户能够获悉他们所用电力的来源和价格，从而进行最优选择。
美国电力科学院早在1998年就提出要打造高可靠、完全自动化的美国电网。2002年，电科院正式提出“智能电网架构”研究项目，要求智能电网在功能上要适应未来数字化信息社会对电能的高可靠性、高质量的要求;适应灵活的发、用电方式，满足分布式、可再生能源发电接入和灵活的用户供、用的需求;电网具有自适应纠正和自愈能力。2003年4月，美国能源部发布“Grid 2030”的远景规划，至2030年要使100%的电力通过智能电网输送的目标。2004年1月，美国能源部发布“Grid 2030路线图”，描绘美国未来电网的技术战略。美国能源部提出的智能电网主要包括：分布式发电;可再生能源等;电力电子应用;电力市场;大系统安全稳定分析、控制;大系统优化;配网自动化;广域信息量测、传输等。
2007年12月，美国国会颁布了专门的“智能电网法令”。[⑥]此后，美国智能电网发展上升到国家法律层面，并有望获得国家资金的持续支持。2008年11月，美国前副总统戈尔提出“统一国家智能电网”提案。2009年2月，美国国会颁布“经济复苏与再投资法案”，宣布未来两三年向电力传输部门投资110亿美元，主要用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等，并将智能电网项目配套资金的资助力度由2007年的20%提高到50%。2009年7月，美国能源部向国会递交了第一部“智能电网系统报告”，提出了一个由20项指标组成的评价指标体系，分析了美国智能电网发展的现状及面临的挑战。2009年9月，美国商务部长骆家辉在GridWeek大会上宣布了NIST标准制定进展情况，明确了需要优先制定14个方面智能电网标准。
目前，美国已经开展了一些智能电网的试点项目和示范工程，一些企业积极参与其中。比如，在丹佛西北的小城伯尔德(Boulder)2008年成为美国第一个智能电网试点城市。该项目由Xcel能源公司牵头，联合另外7家科技、工程和软件公司组成了“智能电网联合会”(Smart Grid Consortium)，共同投资1亿美元运作，采用风险和利益共享的自负盈亏模式。主要内容和特点包括：(1)通过即时读表、及时反馈信息、分时计价等干预手段，观察消费者用电行为的变化;(2)让消费者根据分时定价的消息预设家用电器;(3)通过网络由电力公司根据需要，远程控制用户家的空调和电热水器的温度。西弗吉尼亚州的阿勒格尼电力公司(Al-legheny Energy)实施的“超级电路”项目(Super Circuit project)在电网中利用先进的监测、控制和保护技术，整合了生物柴油发电、能量储存及先进的计量基础设施(智能仪表)和通信网络，以实现迅速地预测、确定并帮助解决网络问题。加州完成的第一阶段试验性200万户小区先进电表系统(advanced metering infrastructure，AMI)的安装，初步分析显示，节省电力可达16%～30%。
从德国和美国能源转型实践看，两国智能电网均处于发展试点阶段，重点是示范项目，标准制定。面对波动性和间歇性大的光伏发电并网规模越来越大的现实，德国和美国主要还是通过管理和智能技术手段，提高电网局部灵活性和智能化程度来解决可再生能源发展对电网的冲击。比如，德国的主要采取各种措施充分提高电力系统的灵活度，包括提高光伏和风力发电站以外其他发电厂的灵活性，利用欧洲电网互联发挥其他国家电网间接储能作用，综合利用储能、电动汽车、热泵、智能电表等手段提高需求侧灵活性，必要时扩建电网等方式。
参考文献：
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郭基伟、汪晓露：《德国能源转型的经验、挑战及其启示》，《全球科技经济瞭望》，2014年1月，第72-76页。
张小锋、张斌：《浅析德国可再生能源法》，《中国能源报》，2014年4月28日，第5版。
苏彤：《美国能源独立战略实施及其影响》，吉林大学2014年硕士论文
杰弗里•法兰克尔、彼得•奥萨格：《美国90年代的经济政策》，中信出版社，2004年
张扬：《解读美国最新的智能电网政策》，《能源技术经济》，2011年9月
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Robert Bryce. Maintaining the Advantage: Why the US Should Not Follow the EU's Energy Policies. Manhattan Institute.
http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
Robert Bryce. THE HIGH COST OF RENEWABLE-ELECTRICITY MANDATES. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[①] 比如，美国落基山研究所发布《重塑能源》(卢安武著)一书提出，美国到2050年可以实现能源100%来自可再生能源和天然气，而且天然气比重大大减少。2015年6月，斯坦福大学MarkZ.Jacobson教授领导的课题组在《能源与环境科学》发布的研究成果指出，2050年美国实现100%可再生供能是可能的，并且在研究中给出了一份详尽的“清洁化”路线图。
[②]非水电可再生能源包括风能、太阳能、生物质能(含垃圾发电、污水发电等)、地热能等。
[③]2005-2014年趋势性下降期间除了2010年一个年份天然气份额(23.2%)增加外。
[④] Robert Bryce. Maintaining the Advantage: Why the US Should Not Follow the EU's Energy Policies. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[⑤] Robert Bryce. THE HIGH COST OF RENEWABLE-ELECTRICITY MANDATES. Manhattan Institute. http://www.manhattan-institute.org/html/eper_13.htm.
[⑥]作为2007美国“能源独立与安全法案”的一部分。
