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能源转型的德国模式与日本模式:向左走还是向右走? 发布日期:2019-11-13 12:28 浏览量:


:当时,全球各国凯发会员动力处于转型进行时,德国和日本被称之为动力转型的模范国家。福岛核事端是德日两国动力转型的一起拐点,但事端发作之后两者做出了天壤之别的动力战略挑选。

(来历:微信大众号“动力研讨沙龙”ID:nyqbyj 作者:周杰 世界清洁动力论坛(澳门)秘书长、武汉新动力研讨院研讨员)

2010年德日的核电占比均为30%左右。福岛核事端之后,日本挑选了在保证安全前提下加速康复重启核电之路,到2030年核电占比方针要到达20%~22%。而德国则挑选了全面弃核之路,到2022年封闭一切核电站。日本因事端而关停核电的电力缺口首要依托许多进口化石燃料发电来补偿,而德国则以大力开展可再生动力来补偿弃核所形成的电力缺口。现在,煤电在德日两国发电结构中均占30%左右,本年德国又挑选了去煤化之路,到2038年将悉数关停煤电厂,而日本则持续坚持走煤炭清洁高效使用之路,到2030年煤电占比方针要到达27%。

由此可见,德国动力转型之路是弃核、去煤、高份额开展可再生动力,由下而上推进;而日本动力转型之路则是保核、挺煤、低份额开展可再生动力,自上而下推进。假如以动力转型急进与保存的方针光标来区分左右两个阵营,德国是全球动力转型方针最为急进的左翼阵营代表,而日本则是动力转型最为保存的右翼阵营代表。

高减排方针VS低减排方针

温室气体排放操控方针是一个国家气候战略和动力转型战略的晴雨表。日本和德国是全球两大经济大国和工业制作强国,2018年GDP别离居全球第三和第四,温室气体排放在全球排行居第五和第六。德日两国皆是巴黎协议的缔约方,德国别离于2015年3月和2016年11月向联合国提交了国家自主奉献方针和长时刻低排放战略,日本则别离于和2015年7月和2019年6月递送。

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欧盟依据巴黎协议提交联合国的国家自主奉献方针是许诺2030年温室气体排放比1990年削减40%。德国在此基础上又拟定了本国的温室气体减排方针,以1990年为基准年,2020年削减40%,2030年削减55%,2040年削减70%,2050年削减80%~95%。高于欧盟同期方针,其战略重心在于完结2050年减排方针。2010年9月,德国联邦政府发布《动力战略2050——清洁、牢靠和经济的动力体系陈述》,明确提出德国动力转型举动路线图,将节能和开展可再生动力作为应对气候变化和动力转型战略的两大支柱。

但曩昔几年间,虽然德国风电、光伏装机量快速添加,但碳排放量却没有显着下降。德国电力中很大份额来自燃煤电厂,因为燃煤发电具有价格优势,在欧洲电力出口商场上大行其道,再加上欧洲的碳价在很长一段时刻内都在低位徜徉,使得许多企业没有太多重视碳排放,并且德国交通运输业一向违背脱碳轨迹,导致德国碳排放量并没有显着下降。2018年德国碳排放为8.687亿吨,是欧盟排放最高的国家,超越了欧盟第二大排放大国英国排放总量一倍多,碳排放量同比削减了4.2%(3800万吨),比1990年削减了30.6%。虽然这是四年来的初次大幅下降,但距完结2020年的方针还有点间隔。从现在来看,2020年方针实践上很难完结,估计德国往后将从头调整温室气体减排方针和方针。

日本借福岛核事端之名,2013年退出了京都议定书第二许诺期,并且将2020年的减排方针设定为比2005年削减3.8%的低位方针,这一方针反而比1990年添加碳排放3.1%,日本应对气候变化情绪和减排方针的后退遭到了世界社会的广泛批判。巴黎协议之后,日本2030年国家自主奉献方针比2013年削减26%,2050年减排方针虽然确认了必定条件下削减80%,但并未设定基准年,明显2050年方针仅仅是一种发誓罢了,其战略重心仍锁定在2030年方针。2017~2018财年碳排放总量为12.92亿吨,同比削减了1.2%(1610万吨),虽然比2013年削减8.4%,但比1990年反而添加了1.33%。日本应对气候变化战略将动力多元化和动力技能创新作为两大支柱,在详细方针上,与德国政府多选用商场手法不同,日本政府首要采纳大力推行节能、建造氢能社会、完结碳循环使用等行政管制式的归纳办法,并拟定了可再生动力、核电、煤电、气电四分天下的电力结构规划。

弃核VS保核

核电是公认的应对气候变化的一把利器。一台百万千瓦电功率核电机组每年能够削减二氧化碳排放600多万吨。福岛核事端后,虽然核电的安全性得到了很大的加强和保证,但核电站退役和核废料处理问题仍是一个难题。

德国动力转型不是从退出化石动力、碳减排开端的,而是源于民众反核的诉求。德国没有地震和海啸的地质危险,并且核电技能一向居全球领先地位。切尔诺贝利核事端之后德国就开端酝酿废核,因为事端导致德国南部土地、森林和植物至今仍残存具有较长半衰期的铯-137。2002年德国经过法令明文规则2022年之前逐渐废核。2010年德国政府又决议废核方案延期到2036年之前逐渐进行。2011年6月,德国受福岛事端影响当即决议到2022年悉数废弃核电。2012年3月,德国敏捷从17台机组削减为9台。2016年和2017年又别离各封闭了1台,本年还将按方案封闭2台,终究只剩余5台机组苟延残喘直至终究悉数封闭。其实,德国被法国、瑞士、瑞典、捷克、芬兰、匈牙利、保加利亚、乌克兰以及俄罗斯等许多有核国家所围住,其间有一个周边核国家发作核泄漏事端,跟着风向变幻或许整个欧洲都难以逃过放射性污染,德国是否因为其独自弃核而能独善其身呢?

福岛事端前日本在运核电机组有54台,现已确认的退役机组已达21台,实践只剩余33台,装机容量为3300万kW,若加上建造中的2台机组,则为3600万kW。因而,日本核电现实上已废掉了三分之一“武功”。现在,在运机组仅有9台,装机约900万kW。因为受制国内强壮的反核言论,日本政府出台的核电方针十分对立,一方面要尽或许削减对核电依存度,另一方面则将核电作为基荷电源,到2030年占比方针要到达20%~22%。假如要完结此方针,按核电机组均匀使用率到达80%核算,核电装机容量至少要保证3000万kW~3600万kW,但最近东京电力柏崎刈羽核电站的5台机组被当地市政府叫停,装机容量为550万kW的5台核电机组又将面对折损的危险。其它剩余的核电机组是否能按期重启仍是个未知数。近来,世界动力署(IEA)发布《清洁动力体系中的核电:低碳发电的要害来历》陈述指出,核电在兴旺经济体中发电量或许呈现急剧下降,这将要挟动力安全和气候方针。因而,日本着重核电是应对气候变化和动力安全保证不行或缺的,一方面经过延伸机组寿数盘活装机存量,另一方面则在小堆和核聚变技能上下功夫,经过技能创新完结核电装机增量。

去煤VS挺煤

煤炭是最富有争议的动力,去煤与挺煤是左右方针的分水岭。去煤派以为煤电许多耗费不行再生的自然资源,高污染、高排放,是全球气候变暖最大的首恶。挺煤派以为煤炭蕴藏量丰厚、本钱低,能够完结清洁高效使用,并成为许多国家发电的首要燃料。不管有多大的争辩,煤炭都曾经是战后德日两国经济高速添加的工业血液,这是不争的现实。

德国是个煤炭出产和消费大国,特别是褐煤蕴藏量极为丰厚。1990年德国煤电占比曾高达56.7%,虽然近30年来占比有所下降,但2018年仍高达35.3%。2019年1月26日,德国“添加、结构转型与工作委员会”(又称“煤炭委员会”)提出,最晚到2038年废弃悉数煤炭,在此之前将分阶段按方案有序推进弃用煤电进程。2017年末德国燃煤火电的装机容量为42.7GW,到2022年要减至30GW。因而,至少要砍掉12.7GW,相当于封闭24座燃煤火电厂。之后再花15年时刻,方案到2038年悉数封闭煤电厂。2023年之后专家委员会将每3年1次对去煤化成效进行评价,假使对电力商场和工作不会发生较大不良影响,到2035年将提早封闭一切燃煤火电厂。受弃用煤电方案影响的北威州、萨克森州、萨克森安哈特州以及勃兰登堡州等将在未来20年内获得总额为400亿欧元的财政补贴,用于去煤化后的工业转型。

封闭核电站后再封闭煤电厂,关于德国来说无疑是落井下石。其实,德国动力结构对煤炭依存度极高,与法国和英国的“去煤保核”方针不同,施行“弃核去煤”方针之后,德国并没有太多的动力代替选项。扩展气电占比是核电代替的仅有基荷电源选项,但德国天然气高度依靠进口,俄罗斯是其首要的传统来历国,页岩气革新后美国也参加德国天然气商场抢夺。因而,德国从动力安全保证考虑,一方面铺设一条由俄罗斯经波罗的海海底到德国的“北溪-2”天然气管道,另一方面方案树立榜首个液化天然气进口终端,预备一起承受来自俄罗斯、美国等其它国家的天然气,但是背面却隐藏着各种世界政治势力的剧烈比赛。

日本是高度依靠煤炭进口的国家。2014年第4次动力根本方案提出煤炭是安全、牢靠、经济的重要基荷发电燃料,到2030年煤电占比将到达26%。2018年第5次根本动力方案持续将煤电确以为基荷电源,提出往后将扩展煤炭清洁高效使用,筛选落后煤炭使用方法,开发和输出煤炭清洁高效发电技能装备。早在2016年6月,日本就出台了新一代火电技能路线图,提出2025年逐渐推行IGFC和GTFC高效火电机组,2030年逐渐完结火电零排放。完结煤电零排放的一条路是CCUS技能途径,另一条是煤制氢技能途径。实践上,福岛核事端之后,日本政府加速煤电环评速度,导致京都议定书暂时停批的煤电再度掀起一个小高潮。从2012年至今,日本前后方案新建煤电机组到达50台,装机容量合计2332.3万kW,其间,已投运15台(301.2万kW),在建15台(866.9万kW),间断13台(703.0万kW)。到2018年末方案新建煤电机组仍到达33台。新建机组大多在2020年今后投运,若新机组悉数投运,装机容量将到达6020.9万kW,到2030年碳排放为此将多出5200万吨以上。特别是小规划煤电建造问题突显,因为11.5万kW以下的煤电机组免环评,50台煤电机组新建方案中竟有19台是小规划机组,明显是电力公司为躲避环评而歹意所为。所以,2019年4月,日本环境省提出要加强对煤电的严厉环评。到2019年8月1日,日本在运煤电机组合计122台,装机容量4471万kW。

高份额可再生动力VS低份额可再生动力

开展和遍及可再生动力是举世公认的一条动力转型阳关大道,但电网建造往往跟不上风光电的开展速度,并且居高不下的可再生动力附加费是许多国家一起面对的问题。日本作为一个岛国,几乎没有与世界互联的电网,在可再生动力发电过剩时,只能经过抽水蓄能方法消纳,并且电力体制改革的进程又大大晚于德国。德国则可经过欧洲电网将充裕可再生动力发电运送给邦邻,当遇到因气象条件发电缺乏时又可从法国等周边国家进口电力,电力商场化程度较高,这是两国可再生动力开展方针拟定差异的重要因素。

德国动力转型获得最大的成功是可再生动力发电量的快速添加。依据德国拟定的可再生动力开展方针规划,全国总发电中可再生动力发电的比重2020年到达35%,2030年到达50%,2040年到达65%,2050年到达80%以上。德国早就在2000年就开端施行可再生动力固定上网电价(FIT准则),当年可再生动力发电占比仅为6.3%(其间水电占4%)。2018年德国可再生动力发电占比由2017年的36%添加至37.8%,18年间添加了6倍,现已超额完结了2020年的方针。但德国电网存在“南北问题”。德国可再生动力很大一部分来自风电,但风资源区首要坐落北方,而德国南部和西部的工业区才是中心负荷区,因而,电网“北电南送”的运送才能成为德国进一步扩展可再生动力电力使用的瓶颈。另一方面,2018年德国居民电价是欧洲最高的,均匀电价为0.395美元/千瓦时,而日本居民均匀电价则为0.253美元/千瓦时。因而,德国2017年修订的可再生动力法提出了操控本钱和引进竞赛拍卖机制的方针办法。

日本的可再生动力开展方针比德国低许多,到2030年可再生动力占比方针为22%~24%,虽然提出了可再生动力到2050年开展成为主力动力的方针,但并未设定详细的量化方针。FIT准则施行比德国晚了12年,但自2012年施行以来,可再生动力装机容量年均匀添加率到达22%,5年间添加了3倍。到2017~2018财年可再生动力发电占比到达16%,其间光伏5.2%,风电0.6%,地热0.2%,生物质2.1%,水力7.9%。日本相同面对用电本钱进步、电网容量缺乏和建造滞后的问题。要完结2030年方针,财政补贴规划估计将到达3.7万亿~4.0万亿日元,2018年度就已累计到达3.1万亿日元,其间,可再生动力附加累计征收额也已到达2.4万亿日元。2018年度可再生动力附加费由2012年的0.22日元/kWh添加到2.90日元/kWh,导致工业用电、居民生活用电比福岛事端前添加了38%、25%,可再生动力附加费别离占了电价的16%、11%。与德国电网的“南北问题”相同,日本电网存在“东西问题”。关东地区与关西地区电网因频率不同而难以互联互通,一个是50赫兹的欧洲规范,一个是60赫兹的美国规范,东西两个电网并网困难约束了可再生动力更大规划和更大规模的开展。为此,日本正在活跃研讨,拟采纳下降发电本钱、改进商场环境、优化电网运转、提高调理才能等办法处理可再生动力并网难、并网贵和并网不公的难题,以期完结可再生动力成为主力电源的方针。

节能减排与能效方针差异

推行节能和进步能效是动力转型战略的榜首挑选。德日两国都是节能和能效大国,进一步提高节能和能效水平都是一个巨大的应战。德国单位GDP能耗方针以2008年为基准年,到2020年下降20%,到2050年下降50%。2018年德国动力消费再创新低,一次动力消费总量为12,963皮焦耳(PJ),相当于4亿4230万吨规范煤,同比下降了3.5%,比2008年下降了5.5%,但仍难以完结2020年方针。日本石油危机后大力推行节能,1973年度至2017年度,GDP添加了2.6倍,终究动力消费只添加了1.2倍,完结了经济添加与动力耗费的脱钩,到2030年单位GDP能耗方针要比2012年下降35%。2017年度一次动力消费总量为21,326皮焦耳(PJ),2030年方针要比2013年下降13%,相当于削减原油5030万KL。从2013年度到2017年度已累计削减了1073万KL,完结既定方针的21.3%。由此可见,德国节能方针略带点“浪漫主义”,而日本节能方针则显得更为“现实主义”。

修建职业在动力转型中起着无足轻重的效果,均占德日两国能耗的三分之一左右。德国修建节能方针是以2008年修建能耗为基准年,2020年下降20%,2050年下降80%。德国古旧修建较多,室内取暖要求高,外墙保温装饰工程量大,因而对既有修建的节能改造是要点。因为化石燃料供热占比较高,2017年德国修建能耗仅下降了6.9%,完结2020年方针有点难。而2030年日本修建节能方针是比2013年下降修建能耗约20%,相当于削减原油2386万KL。2017年度居民住所下降了2.7%,公共修建下降了5.1%。2030年减排方针是比2013年削减碳排放约40%。2017年度居民住所削减了9.5%,公共修建削减了12.9%。日本修建物寿数较短,居民家庭家电消费较多,空谐和热水需求量大,因而,推行新建修建节能规范是重心。日本修建节能方针是,到2020年一半以上的新建住所完结零碳修建规范,到2030年一切新建修建悉数完结零碳修建规范。2018年累计新建零碳修建规范住所达5.3万户,完结既定方针的26.5%。

德日两国都是轿车制作大国,交通运输职业是动力转型的要点范畴。德国在弃核、去煤之后,下一个方针就瞄准了“脱油”。德国交通运输职业碳排放已接连5年添加,2018年交通运输职业排放量为1.61亿吨,同比添加了2.4%,比2005年添加了6.5%,交通运输范畴终究动力消费以2005年为基准年,到2020年下降10%,到2050年下降40%,明显德国的现状难以完结2020年方针。日本交通运输职业节能方针是到2030年终究动力消费比2013年下降14%,相当于削减原油1607万KL。2017年度比2013年下降了4.2%。交通运输职业减排方针是2030年比2013年削减28%,2017年度碳排放量为2.13亿吨,比2013年的2.24亿吨削减了4.9%。

针对上述情况,一方面,德日两国都采纳办法要点操控新车的节能减排水平。欧盟交通运输职业2030年碳减排方针是比2021年削减37.5%。欧盟规则2021年今后所售新车的二氧化碳排放量约束为95克/km,2025年、2030年再削减15%、30%,每超越1克将罚款95欧元。现在,宝马均匀为128克/km,戴姆勒均匀为134克/km,德国为此宣告到2030年制止出售传统燃油轿车。现在,日本车企碳排放水平为122克/km,日本则首要采纳严厉约束传统燃油轿车油耗规范的办法,到2030年每升油可行进间隔为25.4公里,相当于百公里油耗为3.94升,油耗水平将比2016年度下降32.4%。此外,日本还拟对电动轿车的电耗规范进行约束,将电力出产碳排放计入电动轿车电力耗能排放量,迫使电动车企进步能效。另一方面,德日两国均出台方针鼓舞开展遍及新动力轿车。德国在2018年新售出的乘用车中,汽油车62.4%,柴油车32.3%,电动车仅为4.9%。虽然提出了完结1000万辆电动轿车的商场方针,但到2018年12月,德国注册电动轿车的数量只要不到20万辆,间隔方针还有点远。日本在电动轿车商场遍及方面则远远走在德国前面,2017年度新售出的新动力乘用车已达159.5万台,占新车出售的36.4%。到2030年新动力轿车新车占比方针要到达50%~70%,其间,混合动力车到达30%~40%,EV和PHV到达20%~30%,燃料电池车到达3%,清洁柴油车到达5%~10%。

德日两国都着眼于动力安全、建造低碳化社会、复兴工业和技能而高度重视氢能、储能和才智动力技能的研制。在氢能方面,德国更重视使用可再生动力电解水制备,而日本更倾向于化石燃料制备;德国以国内制备为主,而日本则以从国外进口为主;德国除重视与天然气混燃外,更重视组成燃料的出产,优先在电气化完结困难的范畴使用,而日本则更重视使用纯氢燃料,包含纯氢燃料发电等“氢能社会”的全面建造。在储能方面,德国十分重视电转气技能(P2G)开发,将电转气作为在德国北部使用剩余风电的一种重要方法,而日本则高度重视燃料电池和蓄电池技能的开发和使用,这首要源于两国关于大型电网储能的需求不同。在才智动力方面,数字化转型成为新一轮动力转型的焦点,德日两国都活跃开展智能电网,推行大数据、电力物联网、虚拟电厂、需求呼应、区块链技能和使用,推进整个动力体系从一个高度集中的动力体系向涣散、灵敏和可再生的分布式动力体系改变。

因为自然条件、资源禀赋、社会文化和经济人口情况的不同,德日两国动力转型战略挑选了不同的路途。如前所述,各国动力转型之路可区分为左右两个阵营。以德国等欧洲国家为代表的左翼阵营,着重开展可再生动力和进步能效才是动力转型之正路,对化石动力的清洁高效使用、CCS技能和化石动力制备氢项目往往持消沉或否定的情绪;以日本以及包含美国、俄罗斯、南非、土耳其、沙特等国家为代表的右翼阵营,则着重动力转型要施行多元化开展途径,除大力开展可再生动力之外,不排挤化石动力的清洁高效使用,活跃开发核能、CCS以及氢能等清洁低碳技能。未来动力转型终究向左走仍是向右走?没有孰是孰非,动力转型是各国所面对的一项长时刻动力战略和气候战略,未来的动力转型必定是混合型的动力形状,而技能创新则是动力转型战略成功的要害。清洁低碳、经济高效、安全牢靠、多样灵敏必将成为新一轮全球动力转型的一起方针和方向。

原文首发于《电力决议计划与舆情参阅》2019年10月25日第39、40期

原标题:独家 | 周杰:动力转型的德国形式与日本形式: 向左走仍是向右走?

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