德国可再生能源供电目标提前15年,德国可再生能源是否实现了“大跨步”?
德国可再生能源供电目标提前15年,德国可再生能源是否实现了“大跨步”?
该国的可再生能源提上一个新台阶,这次归功于风能和太阳能基础设施的扩张,在这个加速发展的时代以后人们就不会在面临资源短缺问题了。对此我还有以下几点看法:
一、什么是可再生能源?
1.太阳能:我们可以利用太阳辐射的光通过太阳能电池转换成电力,也可以利用太阳的即热气来把水加热就是我们常见的太阳能热水器。
2.风力发电:风力发电是由风的力量转动扇叶来带动发电机发电,扇叶越长风速越快就能截取越多的风能。
3.海洋能:海洋覆盖地表三分之二以上并隐藏着丰富的海洋能源,其中包含了波浪能、温差能、潮汐能、潮流能等。
4.地热能:是来自地球内部深处的能量和机油钻井取得地底热水等。
二、可再生能源有什么作用?可用到哪些地方?
相对比石油、煤炭等化石燃料污染空气来说可再生能源在自然界可以循环再生,取之不尽用之不竭,是一种清洁绿色低碳的能源,可再生能源是中国多轮驱动能源体系的重要组成部分,对于改善能源结构,保护生态环境,应对气候变化具有重要的意义,同时可再生能源就发生在我们日常身边,现在很多农村家庭依然保持着太阳能热水器,还有很多将废弃物进一步炼化转换成能量等。
三、过度开采不可再生能源的危害有哪些?
就像是石油煤炭就是不可再生能源,如果长期大量使用肯定会对我国的空气质量造成影响,这些生活废气和工业废气的排放都可能是造成气候变暖的原因之一,所以对于新能源的开发我们一定要大力支持。
估计不好写,不过可以给你点资料参考一下
开发可再生能源与提高能源使用效率相结合,将对全球经济可持续发展、解决贫困人口的能源问题、减少废气排放等做出重大贡献。可再生能源事业得到发展,可以成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。
电力短缺、煤炭短缺、石油短缺……当前能源短缺正在日益成为制约许多国家经济发展的“瓶颈”,发
展能够替代煤炭、石油、天然气的可再生能源成为人们广泛关注的焦点,认为这是一项涉及子孙后代生存与发展的战略任务。
可再生能源取之不尽
自人类大规模利用矿物能源、特别是石油资源被开发之后,人类生产和生活面貌发生了巨大变化,与此同时,粗放的经济增长方式则造成全球大气、土壤、水源等诸多方面环境质量严重下降,暴露出世界上许多国家以煤炭等为主的能源结构的弊病。特别是自20世纪70年代石油出现危机后,使人们逐步觉醒,矿物能源终有耗尽之时,人类要维持自己的生产生活持续发展,必须开发新的能源,特别是可再生能源。
可再生能源利用价值非常可观。据我国专家推算,每利用一吨可再生资源可以节约原生资源120吨,少产生垃圾废水10吨,增加产值约3000元人民币,产生利润500元。利用可再生资源进行生产不仅可以节约资源,遏制废弃物泛滥,而且具有比利用原生资源进行生产消耗低、污染物排放少的特点。按国际标准测算,一座金矿每吨矿石可提取10多克黄金,而加工废电器每吨可提取50克黄金及其它贵重金属,成本不到金矿的20%,污染仅相当于开矿的几十分之一。
发展可再生资源利用产业几乎涉及所有行业,如果能够得到健康快速发展,便可带动其它相关产业的快速发展,并为城市人口创造大量就业岗位。美国的实践表明,可再生能源发电比传统发电方式劳动密集程度要高。美国全球观察研究所的报告说,10亿千瓦时发电量用煤炭或核燃料需要100到116个工人,而太阳能发电站则提供了248个工作岗位,风电场提供了542个工作岗位。根据国际经验,发展可再生能源可以安排大量剩余劳动力。
发展可再生能源可以降低发展中国家对煤炭的过分依赖,保障能源供应安全。据环境专家测算,大气中90%的二氧化碳和氮氧化物、70%的烟尘来自燃煤,煤炭开发利用过程中产生的大量的矸石、腐蚀性水、煤泥、灰渣和尘垢等,已构成对工农业生产和生态环境的危害,而可再生能源基本上不产生环境污染问题,因而发展可再生能源也是保护大气环境的迫切需要。另外,目前全球有20亿人无法享受正常的能源供应,发展中国家的农村主要依靠直接燃烧秸秆、柴草等提供生活用能,不仅造成严重的环境污染,危害人体健康,还威胁生态环境,发展可再生能源则有利于改善这些国家农村和偏远地区的生产生活条件。
开发与利用方兴未艾
自20世纪80年代以来,开发新能源逐步成为新技术革命的一项重要内容,发达国家竞相投入巨大的人力和物力开发太阳能、风能、潮汐能等可再生能源,一些发展中国家也大力开发替代石油的酒精燃料等新能源。
在可再生能源中太阳能资源取之不尽,清洁安全,是最理想的可再生能源,目前国际上对太阳能的开发十分重视。据有关资料介绍,20世纪80年代美国建成抛物面槽太阳能发电站,俄罗斯、澳大利亚、瑞士相继建立了太阳能发电厂,1992年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网,而到2000年已有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备。预计到2050年德国消耗的能量半数将来自太阳能。
风能是地球“与生俱来”的丰富资源,加快开发利用风能已成为全球能源界的共识。风能的利用主要是发电,目前风电在全球已发展为年产值超过50亿美元的庞大产业。风能是可再生、无污染的绿色能源,一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量火电装机相比,每年可减少排放2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮,没有常规能源所造成的环境污染。风能还具有一次投资后的追加成本少的特点,凭借其巨大的商业潜力和环保效益,在全球可再生能源行业中创造了最快增速。风力发电技术成熟,单机容量大,建设周期短,完全是一种安全可靠的能源。从长远看,不论工程投资还是发电成本,都会逐步接近火电成本。风力发电是一个极具发展潜力的产业,全球已有50多个国家正积极促进风能事业的发展。
政府支持是发展关键
2004年6月在德国波恩召开的国际可再生能源大会,全球150多个国家和地区的政府、企业以及民间代表聚集商讨全球可再生能源开发和利用大计,这是迄今世界范围内在可再生能源领域召开的最大规模的政府间会议。大会通过的《共同宣言》提出了包含165个具体行动方案的《国际行动计划》,如果能够得到落实,到2015年全球使用可再生能源的人口将达到10亿。
为了解决可再生能源开发利用投资成本高的难题,法国政府在科研投入、技术应用和市场化等各个环节做出了巨大支持。据统计,2002年法国科研机构的能源研发总经费为9.4亿美元,其中5000万美元用于发展可再生能源,其中太阳能和地热能技术研发获科研经费最多。多年来,法国政府一直采取投资贷款、减免税收、保证销路、政府定价等措施扶持企业投资可再生能源的技术应用项目,以解决可再生资源的技术应用初期运营成本高、风险大问题。
利用可再生能源的初期成本高,风险大,其低排放与可循环等优势暂时不能体现在价格上,因此与传统能源竞争处于劣势。美国政府解决这一问题的办法主要是通过财政激励方式促进可再生能源的开发和利用,即通过减税、生产补贴、信托基金、低息贷款和政府的研究、开发项目,降低可再生能源产品和相关服务的成本和价格,培育、扩大市场。根据美国1978年《能源税收法》,购买太阳能和风能能源设备的房屋主人,所付金额中2000美元的30%和其后8000美元的20%可从当年须交纳的所得税中抵扣;开发利用太阳能、风能、地热和潮汐的发电技术投资总额的25%可以从当年的联邦所得税中抵扣。1992年《能源政策法》规定,企业用于太阳能和地热发电投资永久享受10%抵税优惠。
作为能源长期依赖进口的国家,为促进可再生能源的开发,德国政府2000年出台的《可再生能源法》规定,电力运营商有义务以一定价格向用户提供可再生能源电力,政府根据运营成本的不同对运营商提供金额不等的补助。从2004年开始,德国政府还制定了市场刺激措施,用优惠贷款及补贴等方式扶助可再生能源进入市场,迄今已投入研究经费17.4亿欧元。目前政府每年投入6000多万欧元,用于开发可再生能源,推动太阳能、风能和地热的开发。 (本刊特约记者 黄泽
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
能源评论
2022年8月4日17:01
关注
前不久,德国联邦网络管理局(能源监管机构)发出警告:没有俄罗斯天然气,德国熬不过冬天。如果北溪一号天然气管道不能恢复正常供气或继续限制流量,德国能源形势可能会进一步恶化。这意味着因天然气紧缺带来的价格猛涨必然传导到终端用户。作为主要调节电源的燃气发电受阻,难以配合新能源发电项目运行,电力的稳定供应将面临很大风险。更为悲观的预测是,能源短缺的状况会持续3~5年,成本继续上升,德国正面临由能源危机而引发的国家危机,欧洲最大的经济体将走向衰退。不难发现,这与德国长期以来致力于能源清洁低碳转型的目标背道而驰,令人扼腕叹息。
多年来,德国的能源转型被津津乐道,似乎已成为国际上的样板,我国新能源补贴政策的研究制定也不难看到德国的影子。但自俄乌冲突发生以来,包括德国在内的欧洲国家经历了能源供给短缺、价格飙升的困局,也暴露了能源转型的复杂性和长期性。纵观德国的能源转型历史,并对其实践成果进行分析评估,能为我国的能源电力高质量发展提供有益镜鉴。
能源转型的先行者
德国是欧洲第一大经济体,一次能源消费总量从2005年的4.8亿吨标煤降至2019年的4.3亿吨标准煤(国际能源署数据),目前能源进口依存度(净进口量与可用总能源的比率)约为64%,尤其在原油和矿物油产品方面,德国的进口依存度高达97%,天然气则为89%,煤炭为44%。自20世纪90年代起,德国推行能源转型政策,2020年可再生能源发电量占比达到46%,在大国中位居前列。
德国能源转型的动因主要源于三方面,一是20世纪70年代的石油危机使德国不堪重负,发展可再生能源可以实现就近供应,减轻经济负担;二是应对气候变化,降低温室气体排放量;三是降低化石能源的进口依存度。
经过30多年的转型实践,德国的能源转型取得了显著进展,成为欧洲乃至世界的先行示例。
德国的电力结构发生了重大变化,可再生能源发电量比例已由2000年的6%上升到2020年的46%,其中风电和太阳能发电量占2020年总发电量比重大于31%。德国还制定了2030年将可再生能源发电量提升至65%的目标。
在需求侧,德国一直推进能效提升行动,特别是在建筑领域,采取技术创新和政策措施等综合手段持续改进能效。有数据表明,德国在过去30年将能效提升了近30%。
风电和光伏发电迅猛增长
德国能源转型成功的标志是风电和光伏发电得到了迅猛增长,占比持续上升,这主要取决于三个因素。
首先,此成果离不开政府的强力推动。德国于2000年首次颁布《可再生能源法》,后根据执行情况和效果进行了8次修订,内容涉及新能源上网电价调整、补贴分摊、并网技术管理要求以及如何参与电力市场竞争等。2022年7月8日,德国政府审议通过了包括《可再生能源法》在内的能源政策一揽子法案修订,旨在加快可再生能源发展,强化联邦政府应对天然气发电不足紧急调用备用电力(比如煤电)的政策选择等。持续的修订是由于法律在实施的不同阶段暴露出一些问题,比如过度补贴造成资金入不敷出和消费者负担上升过快的问题、新能源发电新增规模与电网发展不匹配问题、全额保障收购带来的效率损失问题等。政府通过制定出台《可再生能源法》和滚动修订来从法律上激励风电和光伏发电的开发,在相当长时期内以固定价格收购其上网电量并实行全额收购,有力促进了新能源发展。
其次,公众对能源转型的认同度高,也能够承受较高的电价。德国社会对于生态环境有着强烈的危机意识,大多数人对于摆脱化石能源持支持态度,并愿意为此付出经济代价。
最后一个因素是用好了市场这只无形的手。自2017年起,德国政府不再以指定价格收购绿色电能,而是采用拍卖竞价机制来确定每年能享受补贴的新能源开发规模和投资者。这不仅推动了新能源技术进步、成本降低和效率提升,也减轻了消费者的负担。
由于风电和光伏发电固有的间歇性,很多专家担心用户的供电质量和可靠性指标会有所下滑。但实际上,德国多年来全国负荷趋于稳定,2020年最高负荷为7600万千瓦,仅常规电源装机总量就达到1.1亿千瓦,加上跨国联络线2000万~3000万千瓦的交换能力,合计远超过最高负荷,确保德国即使不计新能源发电量,也能支撑起全社会用电需求。在调度管理上,长期以来德国实行“自下而上”的“自平衡”运行模式,全国有2700个平衡单元,实时运行中各平衡单元偏差由四大输电网运营商统筹负责,从而显著降低整个系统的平衡压力。
根据德国联邦网络管理局的公开资料,2020年电网终端用户平均停电时间创造2006年以来的最短纪录,为10.73分钟。由此可见,随着可再生能源占比持续增加,在分布式新能源加快发展的背景下,其供电可靠性并未受到影响。
转型之路突遇“寒冬”
2021年,国际上包括一次能源在内的大宗商品价格大幅上涨,给世界各国的经济社会运行带来较大冲击。特别是俄乌冲突爆发以来,欧洲国家饱受能源短缺和价格飙升之苦,德国也是深受其害,预计今年冬天天然气大量短缺,届时大量工厂将很可能暂停运转。近日,德国副总理兼经济和气候保护部长罗伯特·哈贝克在接受媒体采访时表示,德国企业将不得不停止生产、解雇工人,供应链将崩溃,人们不得不贷款支付取暖费。
此轮能源危机深受地缘政治冲突的影响,其结果是欧洲蒙受的损失不可估量,德国首当其冲,危机何时结束,尚有很大的不确定性。回顾德国的转型之路,从能源转型的“样板”到如今深陷能源危机的局面,有三点教训值得正在经历能源转型的大国汲取。
一是德国的能源战略不够成功。德国早在2013年就宣布将于2022年关闭所有核电站,2019年宣布2038年前淘汰煤电,腾出的空间由新能源发电和气电弥补。但目前核电和煤电发电量总计超过三分之一,这样的激进战略致使德国在当前的能源危机面前举步维艰。一方面,失去俄罗斯气源使德国气电出力大打折扣,冬季取暖能源缺口很大;另一方面,增加的新能源发电弥补不了核电和煤电激进退出所造成的缺口。
据最新报道,德国和欧洲其他多国计划重启煤电度过这场危机。可以说,德国的能源战略忽略了国家的能源安全和外部抗风险能力,短期目标和中长期目标脱节,远水解不了近渴,不能说是成功的战略。
二是新能源补贴政策难以为继。德国的补贴政策虽然刺激了光伏发电和风电的快速发展,但羊毛出在羊身上,高额补贴同样带来高电价问题。2015年,德国居民用电量占比为26%左右,其平均价格为2~2.4元/千瓦时,在西欧国家中是最高的,其中新能源补贴附加在居民电价中占比达到20%以上,家庭用电负担沉重,后来的补贴退坡政策也是不得已而为之。
三是电网基础设施滞后问题始终未能解决。德国的新能源早期主要采用分散开发的模式,考验的是配电网的适应水平和接纳能力。近年来,随着北海及波罗的海风电的规模化开发,北电南送问题逐步显现。新建南北直流输电通道的方案进展缓慢,主要是由建设输电走廊涉及征地难度大、环保政策制约、周期长、干扰多等因素造成的。从某种意义上讲,电网基础设施滞后是影响德国新能源继续大规模增长的主要瓶颈。
激进转型必有代价
通观德国能源转型,我国也能从中得到三点启示。
第一,能源安全始终是首要目标。推动能源清洁低碳转型、应对气候变化是人类的共同使命,大力开发风电及太阳能发电是加快能源转型的战略性举措,必须长期坚持。然而,能源转型必须建立在确保能源安全的基础之上,先立后破,不能急于求成。德国能源战略的失误源于激进的弃核弃煤政策。其传统能源的供应主要来源于外部,由于俄乌冲突何时结束难以预料,德国的能源危机注定会持续几年,德国寻求俄罗斯能源替代方案的经济代价预计会更高,加之新冠肺炎疫情和通胀冲击,若出现经济衰退就不足为奇了。相比之下,我国政府一直高度重视能源安全问题,反复强调立足国情推动煤炭清洁低碳高效开发利用,抓住机遇大力发展可再生能源,截至目前成功地应对了此轮全球性能源危机。这充分证明了我国政府高水平的战略预判能力和宏观调控能力。
第二,长远来看,发展新能源能够明显降低能源供应风险。据英国石油公司统计,2021年全球化石能源消费占比仍达到82%左右,石油、天然气和煤炭跨国贸易主要依靠美国、俄罗斯、中东等国家及地区,存在因政治、经济、军事干预而中断的风险,给世界能源安全带来持久的忧患。另外,风电和太阳能发电资源丰富,分布相对均衡,随着技术进步和成本下降,开发潜力巨大,就地就近分散供应是减少化石能源集中配置风险的有效对策。经历本轮能源危机,国际上也得到了新能源发展步伐还需进一步加快的启示。我国也应从中汲取教训,加大新能源的发展力度,提高抵抗能源风险的能力。
第三,应树立系统思维,推动新能源高比例融合发展。按照目前的趋势,我国新能源在未来相当长时期内将保持高速增长。新能源出力具有间歇性的特点,而用户的可靠性指标又不能降低,这给电力系统保供带来的挑战不可低估。实际上,国内专业机构对新型电力系统发电的构建和运行规律的认知尚处于初级阶段,比如,构建一个区域级高比例新能源发电(电量占比为30%~60%)的仿真型电力系统,并进行电力电量平衡仿真研究、稳定特性解析的案例至今没有出现,在这方面德国的现有经验值得借鉴。
下一步,我国应抓紧研究论证,坚持以电力为中心推进能源转型,坚持电力系统源网荷储整体协同配置,坚持电源的多元化路径,坚持电源与电网协调发展。一边发展,一边探索,不断解决暴露出来的问题,为我国的能源转型提供有力支撑,助力“双碳”目标顺利实现。
(作者系国网能源研究院原院长)
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亏虚男士有福了,小心别补太过,睡前吃它,真实调理肾亏肾虚
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用户ya1pyck
太阳能电池板
江苏网友
8月6日
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用户ya1pyck
每家每户安装独立的太阳能电池板,多余的电卖给国家电网
江苏网友
8月6日
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2
1
再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。
蒋再正
前言 : 德国在国家氢气战略中,将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志,其明确将重心放在"绿色"品种上,而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存(CCS)技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法,却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为,这一战略开启了德国能源转型的新篇章。
德国政府已经同意一项国家氢气战略,其重点是利用可再生能源制造的氢气,以推动具有里程碑意义的能源转型,并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准,内容主要是:" 只有基于可再生能源('绿色'氢)生产的氢气才能长期使用 。 在德国备受争议的使用碳捕获和储存(CCS)的 天燃气 制氢只能以"过渡的方式"使用 。在应对气候变化的斗争中,用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标,其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段,而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。
德国经济和能源部长彼得•奥尔特迈尔(Peter Altmaier)表示,这一战略是一个"量子飞跃",将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上,他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克(Anja Karliczek)说,全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇,建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。
氢能用途
新篇章
《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展:
· 提升氢能作为替代能源的经济性竞争力
· 开拓使用德国本土氢能技术的国内市场
· 建立完善氢能供应网络
· 助力氢燃料成为替代能源整体
· 加强氢能相关技术培育
· 加强氢能相关市场国际合作
· 完善氢能储运安全规范建设
"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章,"德国能源机构(dena)负责人安德烈亚斯·库尔曼(Andreas Kuhlmann)表示。" 国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础 。其为能源转型创造了先决条件,这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步",但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式,包括那些使用天然气和CCS的氢气。
新的生产方法
越来越多的国家努力追求气候中和,大量押注于用可再生电力制氢,以减少顽固的工业排放。但是,生产极其富能源的天然气需要大量的电力,使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际"氢经济"的问题。
通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料,例如使用电动 汽车 而不是内燃机模型,可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况,这种方法行不通。例如由于重量原因,没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰,例如,化学品或炼钢,因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法, 用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者 。
与该战略相吻合的是,德国钢铁制造商蒂森克虏伯(Thessenkrupp)表示,已扩大水电解产能,将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前,世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。
电解槽容量增加200倍
该战略表示,德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦(GW)的工业制氢设施,包括必要的陆上和海上可再生能源供应,大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外,德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外,还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的"德国制造"制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢,因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。
联邦政府在提出《德国氢能战略》时,正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础,这些投资在经济上是可行的和可持续的,这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段,为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时,研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始,稳定新兴的国内市场的同时,塑造欧洲和国际的氢能市场。
在该战略的介绍中,政府网络宣布与Marocco建立联盟,参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设,该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说,该战略"是世界上首个 远远超出氢的最终用途的战略 之一,并涵盖了全部动力燃料,这种方法考虑了合成甲烷,煤油,甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。"
有风险的赌注?
目前的清洁氢气的成本仍然很高,无法被广泛使用,其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产,伴随着大量的碳排放,该类型被称为 灰色氢 。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜,但它的二氧化碳排放成本较高。 蓝色氢 的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获,再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存(CCS)成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。 绿色氢 的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中,太阳能和风能的发电成本已显着下降,这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。
克劳斯·斯特拉特曼(Klaus Stratmann)在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道,该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义,但他警告称,该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道:"因为德国政府完全致力于一种变种,即绿色氢,给自己施加了沉重负担。" 他认为,要实现这一目标将需要大量的可再生能源,而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说,蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。
参考文献:
German hydrogen strategy aims for global leadership in energy transition……Journalism for energy transitiion
The clean hydrogen future has already begun …… IEA
The National Hydrogen Strategy…… Nationale Wasserstoffstrategie
可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息,太阳能,2020年之前,资源总量达7亿tce,通过品种改良和扩大种植,生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开发利用可再生能源大有可为。
2006年底,中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤,欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标,而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标,它对环境无害或危害极小:最大限度地提高能源供给能力,比2004年增加了50%。
2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策、永续利用、取之不尽,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量;风能资源量约为32亿kW可再生能源是指在自然界中可以不断再生,全球并网太阳能发电能力增加了52%,到2020年,可再生能源的战略地位将日益突出,届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富;地热资源的远景储量为1353亿tce,探明储量为31.6亿tce;现有生物质能源包括:秸秆,中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要,初步估算可开发利用的风能资源约10亿kW,按德国、西班牙,丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析,中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW;海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW,2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。
根据中国中长期能源规划,(不包括传统方式利用的生物质能),约占中国一次能源消费总量的8%,比2005年上升了0。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上,年辐射量超过6000MJ/㎡、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等,2500万个家庭利用沼气做饭和照明。2007年,这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。
随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施,可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大,2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦。可再生能源主要包括太阳能、风能、用之不竭的资源。因此,中国发展可再生能源的战略目的将是
德国人受到二战的影响,所以德国一直反对核能,德国对二战的反思比邻国日本要深刻得多。核能虽然是和平利用核能,但也有制造原子弹的可能。此外,上世纪美苏冷战在全球范围内制造了核危机。所以德国的作为核大国之一,就将核能视为威胁。
德国如何解决国内的发电问题?
德国可再生能源主要通过使用大型太阳能发电厂和生物质发电厂来解决,它们可以将电能直接转化为热能,然后输送到德国的主要发电厂和德国使用的常规电力。电网直接竞争因此使电能的使用更安全、更高效。此外,德国还鼓励和支持完善发电设施设备,在核电投资上更加谨慎。此外,德国也意识到,核电不仅可以减少德国的碳排放,对德国的环境保护也有一定的促进作用。
德国迫于压力才选择关闭核电。
自从日本福岛核电站爆炸后,核电成为人们关注的焦点。虽然发展核电在一定程度上有利于国家的长远发展,但目前对核裂变的控制技术并不完善,没有办法消除核辐射的影响。因此,为了安全起见,许多国家开始拒绝使用核能。特别是在欧洲,出现了反核复兴,德国被迫选择停止发展核电。
德国放弃核电选择什么发电?
德国放弃核电后,转而选择使用火电。火电厂燃烧的煤炭会产生大量二氧化碳,带来严重的空气污染问题,而核电厂相对清洁。德国作为世界上最早进入现代化的国家之一,科技实力雄厚,工业生产需要大量电力。德国在如何发电方面也存在问题。尽管有多种发电方式。但在世界范围内,使用燃煤电厂是一种高污染、高能耗的方式,正逐渐被发达国家所摒弃,而核电则被纳入清洁能源范畴。
德国、美国、日本三个国家是主要的利用太阳能的国家,西班牙则发展迅速。德国太阳能装机容量在2007 年达到1328MW,占世界新增容量的47%。是目前全球最大的太阳能发电市场,而西班牙是增长最快的市场之一,2007 年新增太阳能光伏发电装机容量640MW,同比增长480%,成为全球新的第二大市场。美国市场新增220 MW,同比增长57%,只有日本在政府取消了一定的政策补贴后增速下降了22%。清洁能源包括核能和“可再生能源”。可再生能源包括水能、太阳能、风能、生物能、地热能、海洋能、核能等。目前,新能源里只有水、核、太阳能、风能得到较多的推广,太阳能和风能因资源地域分布广,可以采用集中式和分布式利用方式进行较大范围的应用,尤其是太阳能,正逐步走进居民日常生活,其他大多新能源则因条件限制未能得到大规模利用。在中国目前的能源结构里面,煤炭占了70%,水电、核能等新能源加起来才只占8%,我国能源消费仍严重依赖传统能源。而在德国,可再生能源发电比重由2000年的不足7%上升至近25%。而且在能源转型计划下,德国的目标是到2050年将可再生能源比重增加至80%,并将能源消耗减少50%。同时,计划到2020年和2050年分别将温室气体排放减少40%和80-95%。在我国光伏市场仍以大型光伏电站为主,分布式发展较晚,从2013年才得到较大推广。大型地面电站主要集中在西北等荒漠地带,虽然发电效益好,但经济落后,电量无法就近消纳,造成很大资源浪费和电网负担。分布式则集中在经济发达地区,目前新增装机量虽很大,但总体比例仍较小,电力不够消纳。