欧洲遭遇“用电荒”,能源危机之下,德国为何却坚持放弃核电?
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。
因为俄罗斯是一个资源大国,几乎是可以控制着整个欧洲的资源,俄罗斯的油气也是很多欧洲国家的供应地。俄国的资源是比较丰富的,很多国家的国土面积比较小,所以都要依靠俄罗斯的资源出口。因为整个欧洲的能源都是比较匮乏的,但是俄罗斯的资源又非常的丰富,因为俄罗斯的国土资源面积非常的大,另一方面也是因为俄罗斯的地理环境非常的好,也一直都是欧洲很多国家的主要能源的供应地。
特别是像法国,德国这些欧洲国家和俄罗斯也有着长期的合作,俄罗斯也一直通过在海上建立的管道为德国输送能源,而且非常巧妙的避开了波兰和乌克兰。所以欧洲这些国家想要得到发展,他们肯定是没有办法离开俄罗斯所提供的能源的。虽然美国并不缺能人,但是他们肯定不会用这么低的价格把这些能源给卖出去,所以欧洲这些国家肯定不会去向美国购买能源的。
所以欧洲这些国家唯一能够以低廉的价格买到这些天然能源的国家就只有俄罗斯了,这也是很多国家都离不开俄能源的根本原因。因为现在基本上每一个国家想要得到发展,都必须要依靠天然能源,但是很多国家的国土面积都非常的小,基本上没有特别丰富的能源。虽然俄罗斯的人口数量并不是很多,但是国土面积一骑绝尘。所以肯定也是拥有着非常丰富的天然资源的,他们把这些天然的资源也非常低廉的价格向外销售,所以很多国家也是依靠俄罗斯的这些资源才得到发展的。
而且英国和法国这种国家本身就没有办法离开俄罗斯的天然气和石油资源,因为这对于一个国家的发展是至关重要的。如果停止使用俄罗斯的天然气和石油资源,对于国家的发展有着很大的影响,而且还很有可能会影响普通群众的日常生活。
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。
德国目前的情况可谓是非常糟糕,并且德国还面临着能源短缺的问题,除此之外,德国重启传统能源的行为也遭到了环保组织的抵制。
在法国总统马克龙宣布法国和德国可以互相提供天然气以及电力之后,很多人也开始把目光锁定在了德国身上,因为在大家看来,德国是一个地区老牌强国,然而如今德国,却因为能源短缺陷入到了一连串麻烦当中。
一、德国目前的情况可谓是相当糟糕。由于德国在欧洲地区扮演了制裁俄罗斯的主力角色,这使得俄罗斯加紧了对于德国的能源制裁由于德国大部分的天然气都需要俄罗斯供应,这使得德国陷入到了天然气供应不足的麻烦当中。而如果不尽快解决这一棘手问题,必然会导致整个德国社会陷入到一片混乱之中。
二、德国目前面临着能源严重短缺的问题。随着气温越来越低之后,德国也必须要考虑家庭供暖问题,如果不解决数以万计的德国家庭供暖问题,那么必然会导致德国政府面临着极大的压力。而在缺少天然气供应的情况下,德国想要用其他方法来保证供暖问题,确实存在着一定的困难。
三、德国现在因为重启传统能源,遭到了环保组织的抵制。为了缓解能源短缺所带来的压力,德国政府考虑重启传统能源供电,因为采取传统能源供电的方式,才能够将德国政府目前的压力降到最低。只不过德国政府的这一提议遭到了环保组织的疯狂抵制,因为在环保组织看来,德国政府的这一举动,必然会导致德国国内的环境遭到严重的破坏。
如果不是法国总统马克龙提出的这一计划,德国现在肯定会变得情况很糟糕,所以我觉得在这件事情上,德国应该要感谢法国伸出援助之手。
德国之所以全面弃核主要是为了安全着想,将风险降到最低。
核能到底安不安全?核能俗称原子能,它是原子核里的核子(中子或质子),重新分配和组合时释放出来的能量。铀是目前最重要的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2500吨优质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富,且分布极不均匀。
核能有巨大威力。1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能,核聚变反应释放的能量则更巨大。核能一方面能为人类提供生活所需的能量,但如果发生事故的话,那也是非常危险的。具体的可以参考2011年的福岛核灾事故。
2011年3月11日日本东北太平洋地区发生里氏9.0级地震,继发生海啸,该地震导致福岛第一核电站、福岛第二核电站受到严重的影响,福岛第一核电厂的放射性物质泄漏到外部。这次事故对福岛核电厂以及周边的环境造成十分重要影响,福岛地区确诊患癌的有159人,34人疑似患癌;福岛周围寸草不生,人类只要靠近那个地方都会影响身体健康,海底生物也陆续出现基因变异,模样怪异。当地政府到现在都没有处理好这次事故的收尾。
而在事故发生后的2个月,德国就已经宣布关闭全国一半的核电站,毕竟不是哪个国家能随随便便承担起如此大的核电事故。德国总理默克尔说:“核能的风险不是人类可以控制的,能认清这一点的人都必须完全废核。”正是基于这个原因,德国在2022年关闭所有核电站,实现全面废核。
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目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与新能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究,在未来30年能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始,尤其是近年来,新能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模,逐渐成为常规能源的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤,约相当于全球一次能源消费总量的1/3,其中传统可再生能源约占85%,新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中,风力发电是发展最快的。在过去的6年里,风电的年平均增长率达到了22%,2004年新增装机797.6万千瓦,全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区,2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲,15.9%在亚洲,6.4%在北美。2003年,欧洲风力发电量达到600亿千瓦时(相当于欧盟15国2.4%的电力),满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术,我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构(IEA)的一项研究提供的2001年统计数据表明,太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米,排在前位的国家是中国(3200万平方米)、美国(2340万平方米)、日本(1210万平方米)和欧洲(1120万平方米)。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业,未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的,在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦,生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵(沼气工程)处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列,目前已建成1900个沼气工程,2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时,地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展,为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展,有以下几大趋势:
(1)技术水平不断提高,成本持续下降。以风力发电为例,自20世纪80年代初以来,风力发电的单机容量从10千瓦,上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦,风电成本从80年代初的每千瓦时20美分,下降到目前的每千瓦时5美分,其中自20世纪90年代以来,成本就下降了50%。据预测,2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时,风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
(2)发展速度加快,市场份额增加。进入20世纪90年代,以欧盟为代表的地区集团,大力开发利用可再生能源,取得了积极的成果,连续十多年来,可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来,以德国、西班牙等国为代表,一些国家通过立法等方式,进一步加快了可再生能源的发展步伐,1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙,2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%,德国在过去的11年间,风力发电增长了21倍,2003年占全国发电量的4%;瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上;巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
(3)可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区,也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
(4)可再生能源是一种朝阳产业,孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上,新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计,2002年全世界风电市场产值在70亿欧元,开发出的电力可以满足4000万人的需求;预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦,年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔,据欧盟估计,全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦,光伏发电将解决非洲30%、经合组织(OECD)国家10%的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中,提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场;美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造,估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外,全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量,并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测,到2020年,全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器,相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景,而且,随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。美国学者认为,投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计,当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时,总计可提供约150万个就业机会,而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见,可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。
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