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建言“十四五”能源发展 | 欧洲能源转型的所见所思及对中国能源发展的启示

2020-07-23 14:09
何继江
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(5)欧盟各国在能源转型实践中八仙过海、各显神通

多年来,可再生能源占比不断上升是欧盟能源转型的重要标志。可再生能源最高比例的国家依次是瑞典、芬兰、拉脱维亚、丹麦、奥地利、爱沙尼亚、葡萄牙、克罗地亚等国。各国条件不同,做法也各具特色。

瑞典的可再生能源占比在欧盟排第一,达到了55-56%,而瑞典曾非常依赖石油,但在70年代石油危机后,经历了水电扩容,核电大发展,生物质能源持续增长、近十年风电快速发展,和分布式光伏的发展,目前,电和热领域已经基本不再使用煤炭和石油。瑞典的热电厂主要是燃烧生物质和垃圾的,这些热电厂几乎都配储热罐,有些电厂还配大型热泵,从而很好解决了电价波动时电与热的平衡问题。另外,瑞典的零能耗木制建筑、175千瓦的直流充电桩、船上光伏、钢铁公司余热利用、生物质离网供热、光伏幕墙、停车场屋顶光伏利用、光伏垃圾桶、光伏与太阳能集热综合利用系统、光伏加氢站、氢能社区、电气化停车场等都各具特色。

芬兰能源转型进程和瑞典看上去有些类似,不过芬兰目前对煤炭和天然气的依赖仍然较高。有一个共同点就是生物质和垃圾在过去30多年来都在不断持续稳定增长。比如,最大的能源公司富腾的一个热电厂,政府已明确2030年前供热系统必须全部实现碳中性,不能再用煤。同时,这个热电厂目前的热电比是1.77:1,比我国很多热电厂高很多,而且,这个热电厂有15兆瓦的制冷设备,还有8台燃煤锅炉只用于供热,不发电。2015年还建设了2台25兆瓦大型的空气源热泵,用来做热源补充。储热系统相对便宜,因热不能远距离输送,则需要有就近热网,然后再建储热装备。基于北欧电力市场实现热电协同的智慧能源系统,值得我们借鉴。此外该公司还积极向所在城市大型超市、数据中心和污水处理厂等收购废热。同时欧洲电力市场15分钟的实时电价机制也推动电厂对影响负荷的数据做精准的预测,智慧调度运行。

挪威号称是欧洲的电池。挪威拥有欧洲一半的水库储存能力,其中75%左右的水电生产能力是灵活的,所以丹麦和德国在电力系统需要调节的时候挪威做了很大贡献。目前,挪威的电力系统清洁度非常高,98%是清洁电力,且没有核电。挪威的交通能源转型进展也非常快,2025年要禁售燃油汽车,2018年9月开始电动汽车销量已超过燃油汽车。另外,挪威石油公司更名为Equinor,将公平、公正和挪威等元素组合在一起,这一更名既反映了公司对传统能源生产的不安,也体现了其转型战略重点是必须开辟石油以外的收入来源,包括风电、光伏、电池、CCS及有海上平台优势的海上风电等。此外,挪威的交通电动别具一格,除了充电桩、电动汽车、电动自行车作为交通零排放的主要手段外,挪威法律还规定,2026年前峡湾的游轮和渡轮要实现零排放,氢燃料电池船舶会扮演非常重要的角色。挪威也在利用屋顶太阳能集热板和屋顶光伏实现零能耗建筑方面做出很大努力。

立陶宛独立时间很短,自然资源贫乏,传统上主要从俄罗斯进口能源,现在正在追求能源独立。计划在2020年前实现波罗的海三国的联网,将并入欧盟能源系统,准备2025年断开与俄罗斯相边的同步电网。立陶宛曾经是世界上核电发电比例最高的国家,但在欧盟有关能源安全的政策要求下放弃了核电。立陶宛的可再生能源比例也较高,2020年的目标是23%,主要是生物质能源。到2030年,太阳能将占可再生能源总装机的三分之一以上,风能和生物质能分别达到1.65GW和160MW。立陶宛也在现有900兆瓦Kruonis抽水蓄能水电站基础上开发实验性浮式太阳能光伏电站。2021年建成第一期 60千瓦漂浮式光伏,未来将使用整个上部水库,规模可能达250兆瓦,结构能够抗冰和波浪,漂浮式光伏太阳能发电厂,设计上也可适应水位变化。未来这样的系统结合电池储能,可以为电网提供可靠的调峰调频服务。

德国能源转型的一个标志园区是欧瑞府零碳园区。这个园区由德国前能源署署长科勒担任首席顾问。从过去的煤气厂转变为零碳园区,走在能源科技的最前沿。传统红砖建筑被保留下来,翻新,改造为宾馆,虽然只有三个房间。煤气厂设备也仍然保留着。被动房、光伏、充电设施、智慧电力、无线充电等能源转型的前沿要素在这里都有体现。另外,德国化工行业的H&R GMBH&汉森和罗森塔尔公司正在努力将自己的生产工艺脱碳,关键产品是绿色二氧化碳,绿色氢。绿色氢来自电解水制氢,绿色二氧化碳是通过当地废物焚化厂的烟道气捕集。然后将二者合成制造甲烷,该实验项目获得德国联邦经济部BMWi2019年度能源转型创意竞赛冠军。德国化工企业已在做抛弃石油为原料的战略准备,中国石油化工企业要对此高度重视。此外,德国汽车工业在温室气体减排的技术储备方面做了很多创新。奥迪公司也开展了电转气试点项目,制氢和甲烷。氢是用做车用燃料电池,甲烷可以作为汽车燃料。

爱沙尼亚是世界上唯一用油页岩作为主要能源的国家,油页岩为爱沙尼亚创造了财富,但也带来了巨大的环境问题,包括空气污染、固体废物污染、水污染、温室气体排放、土地占用、水资源过度开发利用等一系列问题。比如,矿山出水和油页岩发电站用冷却水,合起来超过了爱沙尼亚所有用水的90%。油页岩开发占用了爱沙尼亚约1%的国土面积,约400多平方公里,这个面积可以安装超过40GW的光伏,每年可以发电400亿度,而爱沙尼亚一年的电力需求还不到100亿度,这对爱沙尼亚实现能源独立和能源可持续意义重大。爱沙尼亚的规划是大力发展生物质等可再生能源,到2045年实现净零排放。

荷兰能源转型的目标是2050年实现净零排放,主要挑战是如何将能源需求中60%的天然气(主要用于供暖和发电)替代为零碳能源。荷兰是Shell公司总部所在地,天然气管网十分发达,当地正在积极考虑充分利用现有天然气管网,发展可再生天然气和绿氢。荷兰也积极发展光伏,荷兰已在化工污染的土地上建设光伏,同时进行生态修复,生态修复期内顺便产生了光伏电力,可达25年。荷兰最大的光伏电站103兆瓦是建在由农民租赁出的农业用地上,经济效益和环境效益都很好。二是电动化出行在荷兰非常普及,荷兰73%的人拥有自行车,包括电踏车;另外,荷兰首都阿姆斯特丹的的能源地图,实现了可再生能源城市规划数据库平台的功能,为废热利用、防止建筑物漏热(提高建筑节能水平)、屋顶光伏太阳能高效利用等提供了很好公共平台。


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