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欧版的中国新基建长啥样?

发布时间:2020-04-08 23:10:14 所属栏目:业界 来源:站长网
导读:副标题#e# 国际可再生能源署(IRENA)的预测数据显示,到2050年,全球发电量将达到47.9万亿千瓦时,年均增速2%,可再生能源发电届时将可以满足全球电力需求的80%,而“再电气化”则是这个革命性剧变的关键法宝。再电气化不仅仅是对化石能源在消费环节的替代
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国际可再生能源署(IRENA)的预测数据显示,到2050年,全球发电量将达到47.9万亿千瓦时,年均增速2%,可再生能源发电届时将可以满足全球电力需求的80%,而“再电气化”则是这个革命性剧变的关键法宝。再电气化不仅仅是对化石能源在消费环节的替代,更体现在生产环节全产业链的能源转型当中的深度应用。

中国社会科学院《2019年世界能源蓝皮书》指出,再电气化水平的提高主要依靠三个途径:智能电网、可再生能源(发电)以及电动车的普及。而数字化转型则如影相随,增加了再电气化的强劲动力。

那么,作为欧洲经济火车头和未来发展标杆的德国是如何实现再电气化的呢?

德国再电气化之路从退煤开始

2019年初,德国总统施泰因迈尔(Steinmeier)从矿工手中接过最后一块煤炭,德国境内最后一座硬煤矿——位于鲁尔区的哈妮尔煤矿,正式关闭,这标志着硬煤开采在德国正式成为历史。此举正是德国实现能源转型雄心和目标的一个缩影。

在这之前,2016年5月,德国太阳能和风能达到峰值,可再生能源提供了87.6%的能源需求,创下了历史性的纪录。这也让德国提出的基于可持续发展的能源政策能源转型(Energiewende)看到了胜利的曙光。

而这一切都要回溯到本世纪初,德国政府基于应对气候变化、避免核风险、改善能源安全以及保障经济竞争力和增长开始大力推行能源转型。2000年德国颁布了《可再生能源法(EEG)》,明确了可再生能源在能源结构中的重要地位,以及它在能源市场投资保护原则中以及能源生产过程中的优先地位。

在能源转型框架下,到2035年德国55-60%的电力将来自可再生能源,到2050年可再生能源的发电占比将达到80%。在能源转型之初,很多欧洲国家都不以为然。例如核电能源占绝对优势的法国认为核电的安全性是可以保障的,德国的做法过为谨慎。然而,从近些年德国能源供给领域的变化来看,这些目标正在虽有曲折,却朝向未来的光明逐渐接近。

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尽管在文献研究中,德国本土并没有再电气化(Reelektrifizierung)这个概念。然而,其能源转型政策所涉及的所有工作领域几乎都指向了再电气化的三个关键途径和核心领域,致力于从能源生产再电气化领域实现水能、风能、太阳能等清洁能源的大规模开发和利用,并完成终端消费电能对煤炭、石油等化石能源的深度替代,从而完成德国乃至欧洲的气候保护长期目标。

智能电网重新连接行业

在“再电气化”(即从燃料供应转型为电力供应)的浪潮中,随着新能源电力逐渐运用在能源密集型的供热、运输和工业生产上,电力供应过程中将需要越来越多的新技术和规则。在德国的能源转型中,行业耦合是其中关键的一步。

行业耦合是指将能源消耗部门-建筑物(供暖和制冷)、运输和工业等部门-与电力供能相互连接(整合)。它不仅是通过电力供能将传统的用能行业实现“脱碳”的目标,并且能够通过结合储能技术,解决在能源转型的过程中新能源并入电网造成的一系列供需不匹配的问题。因此,行业耦合概念的兴起和储能的爆发,将会是其能源行业发展中至关重要的一步。

德国的能源转型主要工作之一集中在其电力生产领域,期待可再生电力逐步替代传统能源与出于安全原因废弃的核能供能。截止2018年中,可再生能源在总电力中占据36%的份额。而在其他领域,尤其是建筑和运输,其能源消耗仍主要依赖化石燃料,可再生能源仅占13%。而如果能将行业电气化带入这些领域,将会对这些产业造成革命性的影响。

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使运输行业脱碳的关键技术包括使用压缩天然气(CNG)、生物燃料、电池、氢气或合成燃料。而热泵被认为是将供暖行业整合到电力能源系统中的关键技术。热泵装置利用来自外部空气,地热或地下水的热量来利用电力来循环热/冷液体。热泵的安装须与建筑物隔热同步进行,以确保减少能量损失并使整个系统变得异常高效。

产业间的耦合效应会进一步提升整个能源系统的稳定性和灵活性,解决目前存在的由于能源供给介质不同所产生的差异化问题。在德国,它勾画了可行的蓝图,并且迈出了未来能源系统探索的第一步。

与此同时,而政策层也极力促成整个经济体当中的参与方都将电力作为默认的供能方式,提升能源的利用效率,根据效益最优分配全国范围内的储能和资源,在再电气化的前提下,能源利用效率将会再上升一个层级。

储能新飞跃提速再电气化进程

传统电力系统因为其发电可根据用户需求进行调整,无需太多储能容量。但随着可再生能源的并网利用占比逐渐在德国加大,情况发生了不可忽视的变化。

例如:因为风力涡轮机和太阳能光伏发电系统的发电量对于天气的依赖性较强,加上分布式发电系统的多元化,各种电力并网的协调控制也越来越动态化。因此,大力发展清洁能源,大容量储能必不可少。

除了能够保障大量可再生能源电力的消纳以外,储能技术还能完美的起到供给侧的行业耦合的作用。因此,从新能源消纳的角度来看,在能源转型的下一个阶段,储能技术无疑会是行业耦合关键突破口。

由于投资和运营成本问题,在未来可以预见的几十年里,大规模的储能设施只能在一些示范项目中探索前行。因此,无数的小型家用储能设备和电动汽车电池作为储能设备,则成为了未来的大容量储能需求的较大可能性,并有望在德国推开。

或者换一种角度,可再生能源的份额不断上升,使得整个能源系统的趋势也是从一个高度集中的能源系统向分散、灵活和可再生的分布式能源系统进行转变,家用储能设备和电动汽车的分布式储能恰恰可以提供这种转换所需的灵活性。

据麦肯锡预测:“到2035年,基于设计的进步、规模经济和流程的简化,储能系统的总成本将下降50%至70%。”

国际可再生能源协会(IRENA)预计,到2030年,安装电池的价格将下降50%到66%。

欧洲经济研究中心(ZEW)的德国能源行业专家预计,鉴于市场力量,以及能源转型在交通和供暖领域的不断扩张,未来几年对电力存储的需求将大幅增加。

目前,大约一半的新住宅太阳能光伏系统都配有储能电池系统。据亚琛工大的研究显示,越来越多的家庭表示,电价越来越高,为了削减电力支出,降低对电网的依赖性,更愿意使用光伏储能系统。

欧版的中国新基建长啥样?

德国某家庭安装了德国第10万个户用光伏储能系统来源: 德国太阳能协会(BSWSolar)

(编辑:核心网)

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