2017年4月17日中午，世界資源研究所組織的分布式清潔能源多能互補項目考察團從北京出發(fā)，10個小時后到達哥本哈根，當(dāng)?shù)貢r間下午19點。本次活動主要考察丹麥和冰島兩個國家的分布式清潔能源多能互補有關(guān)的政策、技術(shù)進展。

在十個小時的航程中，研讀有關(guān)丹麥的一些研究報告，摘錄部分與大家分享。

 丹麥能源轉(zhuǎn)型：2050年完全淘汰化石能源

根據(jù)丹麥政府制訂的長遠目標，到2050年,丹麥將實現(xiàn)100%應(yīng)用可再生能源,這意味著到2050年，丹麥的可再生能源生產(chǎn)將滿足電力、供熱、工業(yè)和交通運輸?shù)娜婺茉葱枰?br>

丹麥零化石燃料的2050愿景以及帶有里程碑的長遠發(fā)展路線圖,對于能源轉(zhuǎn)型的規(guī)劃工作至關(guān)重要。

2015年11月6日，在國家能源局與國際能源署合辦的國際能源變革論壇上，丹麥發(fā)布了《丹麥能源轉(zhuǎn)型路線圖》，丹麥能源署署長貝墨通作主題發(fā)言，對此進行釋讀。

本文摘錄該報告的一部分內(nèi)容。

始于1973年能源危機的能源轉(zhuǎn)型

丹麥實行積極的能源政策有著悠久的傳統(tǒng),最初源于1973年為了應(yīng)對第一次石油危機。多年來,丹麥議會達成廣泛共識,促進丹麥能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)減少能源消耗,增加分布式能源產(chǎn)量,提高可再生能源的利用。一致、堅定和長期的政治目標形成了丹麥能源行業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。

2007年,丹麥成立了氣候變化政策委員會,確保丹麥以具有成本效益的方式實現(xiàn)向未來低碳能源的轉(zhuǎn)變。丹麥能源署通過詳細的情景分析支持該委員會的工作,具體探討了技術(shù)可能性,并研究了丹麥社會在2050年前實現(xiàn)低碳能源體系目標相應(yīng)的成本。這項分析表明,有可能經(jīng)濟高效地設(shè)計出不同能源系統(tǒng),所有這些系統(tǒng)均能在2050年前達到低碳能源的目標。所有情景均顯示出巨大的節(jié)能效果,成為實現(xiàn)低碳能源系統(tǒng)戰(zhàn)略的組成部分。分析將一種常規(guī)發(fā)展模式作為參考情景,經(jīng)分析表明,不論風(fēng)能和生物質(zhì)能發(fā)展情景,相比于化石燃料發(fā)展,其額外成本均不超過10%。

低碳轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)包括三個方面:能效、可再生能源、以及電氣化等系統(tǒng)集成。

轉(zhuǎn)型成效顯著

低碳經(jīng)濟增長與創(chuàng)造就業(yè)機會

明確的政治方向,造就了一蹴而就的丹麥能源系統(tǒng):丹麥的經(jīng)驗表明,通過一貫積極的能源政策,注重提高能效,以具有成本效益的方式大力發(fā)展可再生能源,既能實現(xiàn)經(jīng)濟顯著增長,又能減少對化石燃料的依賴,同時保護氣候和環(huán)境。

相比生產(chǎn)總值,丹麥經(jīng)濟的能源消耗處于全球最低位。丹麥已成為世界上能效最高的經(jīng)濟體之一。1990年以來,丹麥的GDP增長近40%。在此期間,國內(nèi)能源消費量卻下降了7%,而調(diào)整后的碳排放量減少了30%以上。通過降低能源成本,免受化石燃料價格大幅波動的影響,這種發(fā)展模式不僅惠及丹麥企業(yè)的競爭力,也促進了新的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。

能源消耗與碳排放量同步下降

1990年至2013年間,在丹麥能源總消耗量降低的7%中,主要得益于化石燃料的消耗量減少了24%,在能源消耗總量的替代中,生物燃料的使用增加了12%,另外增加的5%來自風(fēng)能。2013年可再生能源占丹麥能源消耗總量的24%。在此同期,能量轉(zhuǎn)換效率得到了顯著提高,轉(zhuǎn)換損耗降低了28%,相當(dāng)于總能耗的7%。這種改進的主要原因是由于大規(guī)模增加了熱電聯(lián)產(chǎn)機組(CHP)和和風(fēng)電機阻的裝機容量。這兩種發(fā)電能力的提升相當(dāng)于同期總耗電量的10%。隨著丹麥國內(nèi)生產(chǎn)總值從1990年至2013年提高了40%,加上凈能耗保持不變,最終用戶的能源效率也得到了顯著提高。例如,制造業(yè)帶動了25%的總增加值,但期間最終能耗卻下降了20%。在此期間丹麥家庭的實際消費支出增加了40%,但凈能源消耗卻減少了1%。

對于與能源相關(guān)的二氧化碳排放量,自1990年以來丹麥排放量下降31%，其中主要來自46%的能源轉(zhuǎn)換(發(fā)電和供熱),這主要歸功于可再生能源發(fā)電、提高電廠效率和熱電聯(lián)產(chǎn)這三大貢獻。商品生產(chǎn)和居民消費分別貢獻了減排量的36%和53%。對于電力生產(chǎn)而言,由于減少了化石燃料使用和發(fā)電廠的優(yōu)化,與1990年相比,丹麥的二氧化碳排放量減少了22%。

提高能效：丹麥在家庭、制造業(yè)和能源生產(chǎn)提高能效方面已經(jīng)取得了明顯的成效。例如,1975年以來,每平方米建筑能耗已降低了45%。過去十年內(nèi),制造業(yè)能源強度的年降幅超過2%。

可再生能源：雖然幾乎沒有任何水電資源,丹麥卻成功地成為了可再生能源發(fā)電的全球領(lǐng)導(dǎo)者。1980年以來,可再生能源在丹麥終端能源消費中的比例一直在穩(wěn)步增長。今天（指2014年）,丹麥的最終能源消費中有25%以上來自可再生能源。僅從電力供應(yīng)角度來看,丹麥目前的可再生能源占國內(nèi)發(fā)電量的接近50%,主要來自風(fēng)力發(fā)電。目前丹麥有4,893MW3風(fēng)電裝機容量,其中1,271MW3來自海上風(fēng)力發(fā)電(2014年末)。當(dāng)風(fēng)力充足時,丹麥風(fēng)電機組的發(fā)電量超過了國內(nèi)的用電需求。

1990年到2013年,來自電力生產(chǎn)的二氧化碳排放量下降了50%3,與1990年相比,2013年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值排放量減少了一半,人均排放量下降了37%。

得益于新型可再生能源技術(shù),丹麥的能源系統(tǒng)和電網(wǎng)發(fā)生了根本性的改變。丹麥的經(jīng)驗表明,傳統(tǒng)發(fā)電的靈活性,結(jié)合強有力的輸配電網(wǎng)絡(luò),以及為了擴大平衡區(qū)與周邊國家進行更多的電力交易,成為克服這些挑戰(zhàn)的重要組成部分。

根據(jù)最近的一項研究結(jié)果,由于在過去十年油價的上漲,能效方面取得的成就使得丹麥的制造業(yè)成本競爭力提高了9%。

今天,丹麥在新增裝機容量時,即使不考慮傳統(tǒng)化石燃料的發(fā)電方案的間接成本,陸上風(fēng)電儼然已成為最廉價的發(fā)電技術(shù)。這些間接成本主要涉及到CO2、SOx和NOx排放的負面成本。

丹麥的工業(yè)電價在歐盟中是較低的。

丹麥對2050目標越來越有信心

1990年以來,丹麥調(diào)整后的溫室氣體排放量已經(jīng)降低了30%以上。按照目前的措施,丹麥能源署預(yù)計,2020年溫室氣體排放量將降低37%以上。

丹麥的非水電可再生能源比例在全球電力系統(tǒng)中最高,2013年已達到46%。2014年,丹麥電力消耗的近40%來自風(fēng)電,到2020年,這個數(shù)字將達到50%。

貝墨通署長強調(diào)：

丹麥的能源發(fā)展模式表明,通過制定宏偉的可再生能源發(fā)展目標,實行穩(wěn)健、積極的和具有成本效益的能源政策,提高能源效率,扶持技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,就能夠在保持經(jīng)濟顯著增長的同時,維持較高的生活水準,實現(xiàn)高水平的能源供應(yīng)安全,同時減少對化石燃料的依賴,減緩氣候變化。

一言以蔽之:開展節(jié)能、優(yōu)化制造產(chǎn)業(yè),以及投資綠色能源技術(shù)絕對物超所值。

如何充分利用可再生能源?

有時,丹麥的風(fēng)力發(fā)電量超過了國內(nèi)電力需求。

按平均,波動性風(fēng)力發(fā)電提供了2014年全年電力消耗量的近40%。丹麥是如何做到在幾乎不棄風(fēng)情況下,整合大比例的波動性風(fēng)力發(fā)電?

大多數(shù)人都了解北歐國家的資源稟賦,即水電、風(fēng)電和與火電并存,加上與歐洲鄰國電網(wǎng)相連,包括發(fā)達的北歐電力市場的電力交換為主要因素。丹麥可以通過自由買賣電力來平衡風(fēng)電等波動性電力生產(chǎn)。但現(xiàn)實情況更加復(fù)雜,還包含許多創(chuàng)新功能。

熱力供應(yīng)與電力平衡相結(jié)合。我們的電力中有一半來自小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。該系統(tǒng)的設(shè)計具有靈活性,允許采用不同的熱能和電力生產(chǎn)的比例,同時還內(nèi)置了蓄熱器,當(dāng)系統(tǒng)有充裕的風(fēng)力發(fā)電時,可允許降低熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的電力供應(yīng),并提供連續(xù)供熱。

火電廠靈活性方面的創(chuàng)新,可以改變電廠的日發(fā)電量,并根據(jù)風(fēng)力發(fā)電的波動性實現(xiàn)快速調(diào)整。在世界大多數(shù)國家,所設(shè)計的火電機組只能實行恒定輸出,電廠不愿意在日常運營增加機組靈活性。丹麥電力生產(chǎn)調(diào)節(jié)的速度比其他國家快,經(jīng)過技術(shù)改造和調(diào)整,丹麥電廠的最低發(fā)電出力水平可以超低。

在電力系統(tǒng)控制和調(diào)度中采用創(chuàng)新的先進的風(fēng)能預(yù)測。由丹麥輸電系統(tǒng)運營商丹麥電網(wǎng)公司(Energinet.dk)采用的這種先進預(yù)測,提高了整合和平衡高比例可再生能源的能力。

盡管可再生能源發(fā)電優(yōu)先級的提高導(dǎo)致熱電聯(lián)廠和燃煤電廠在電力市場中的份額在降低,電力市場的高級功能（指輔助服務(wù)市場）不僅讓熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和燃煤電廠得益于向批發(fā)電力市場售電,而且還能夠從向所謂的“配套市場”出售服務(wù)中獲益,這些服務(wù)正是一個運作良好的電力系統(tǒng)所需要的服務(wù)。

進一步提高可再生能源比例將需要電力系統(tǒng)具有更大的靈活性。因此,丹麥正在加強電網(wǎng)的國際互聯(lián),并引入技術(shù)措施,為滿足電力需求提供更大的靈活性,做出更快速的響應(yīng)。此外,需要注意的是,隨著技術(shù)的進步,今天的現(xiàn)代風(fēng)電機組可以在一定程度上保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而這種穩(wěn)定性以前則是由火力發(fā)電廠提供的。

協(xié)同效應(yīng)-能源系統(tǒng)集成與開發(fā)

著眼于更廣泛的整合與系統(tǒng),而不是單獨的組件和概念,這是丹麥能源模式的另一個重要方面。

丹麥能源模式的特點在于能源規(guī)劃的整體視圖,重點是整合,例如熱能和電力生產(chǎn),發(fā)揮發(fā)展可再生能源的稅收政策和輔助政策框架之間的協(xié)同效應(yīng)。

發(fā)電與供熱領(lǐng)域的緊密相互作用,即熱電聯(lián)產(chǎn),在區(qū)域供熱系統(tǒng)中使用熱存儲技術(shù),以及通過增加使用熱泵和電加熱鍋爐,在供熱企業(yè)提高電力的使用,將會進一步提高能源領(lǐng)域的效率,緩解電力系統(tǒng)中集成各種可再生再生能源所帶來的挑戰(zhàn)。

熱電聯(lián)產(chǎn)

供熱和發(fā)電結(jié)合已成為丹麥能源領(lǐng)域建設(shè)高成本效益的供熱和電力供應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。利用區(qū)域供熱系統(tǒng)供暖和提供熱水,其平均成本只相當(dāng)于家庭平均收入的3%。丹麥通過集中供熱分配熱力已成為該國降低能源消耗總量、減少二氧化碳排放的主要驅(qū)動力之一。2013年,區(qū)域供熱提供的暖氣和熱水覆蓋了60%以上的丹麥家庭。

丹麥有70%以上的區(qū)域供熱來自熱電聯(lián)產(chǎn)廠(CHP)。2013年,丹麥的CHP電廠占火電發(fā)電量的接近60%,熱電聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)用生物質(zhì)燃料代替化石燃料,建設(shè)新的生物質(zhì)燃料專用的熱電聯(lián)產(chǎn)廠和燃燒生物質(zhì)的供熱廠,這意味著2013年有近45%的區(qū)域供熱來自可再生能源。對于丹麥社會來講,熱電聯(lián)產(chǎn)使能源消耗總量減少了11%。

多年來,除了規(guī)劃過程以外,區(qū)域供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)的實施,已通過多種不同的扶持機制獲得了支持,這些支持包括各種稅收減免、固定上網(wǎng)電價、以及投資補助等。

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