國(guó)際能源署(IEA)日前發(fā)布《2020德國(guó)能源政策評(píng)估》報(bào)告,詳細(xì)介紹了德國(guó)“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略及其進(jìn)展。德國(guó)實(shí)行以能效和可再生能源為支柱的“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略,制定了積極的能源與氣候目標(biāo),在可再生能源發(fā)電方面獲得了顯著進(jìn)展,提前達(dá)到了2020年目標(biāo),但在終端用能部門(mén)的進(jìn)展差異較大,尤其是交通領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型和能效提升進(jìn)展落后。在碳減排方面,2017年德國(guó)溫室氣體排放比1990年減少了28%,距離2020年的氣候目標(biāo)(降低40%)差距較大。德國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)向多元化轉(zhuǎn)變,可再生能源占比逐漸增加,但石油和天然氣仍是德國(guó)一次能源供應(yīng)的最主要成分。關(guān)鍵要點(diǎn)如下:
(來(lái)源:微信公眾號(hào)“先進(jìn)能源科技戰(zhàn)略情報(bào)研究中心”ID:CASEnergy)
一、德國(guó)“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略
近十年來(lái),德國(guó)一直推行以可再生能源為主導(dǎo)的“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略,把可再生能源和能效作為戰(zhàn)略的兩大支柱,推動(dòng)德國(guó)到2050年實(shí)現(xiàn)低碳、無(wú)核的能源體系。“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略共包括三方面目標(biāo):一是以“效率優(yōu)先”為原則,減少所有終端用能部門(mén)的能耗;二是盡可能使用可再生能源;三是通過(guò)可再生能源發(fā)電來(lái)滿足剩余的能源需求。2014年至2017年間,德國(guó)發(fā)布了《國(guó)家能效行動(dòng)計(jì)劃》和《2050年氣候行動(dòng)計(jì)劃》,通過(guò)了《電力市場(chǎng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)法案》和《能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化法案》,并兩次修訂了《可再生能源法案》。近十年來(lái),德國(guó)制定了積極的能源與氣候目標(biāo),比如到2030年,溫室氣體排放比1990年降低55%,可再生能源占終端能源消費(fèi)的55%和發(fā)電量的65%;到2050年,溫室氣體排放比1990年降低80%-95%,可再生能源占終端能源消費(fèi)的60%和發(fā)電量的80%等(詳見(jiàn)圖1)。
圖1 德國(guó)能源和氣候目標(biāo)
迄今為止,德國(guó)在可再生能源發(fā)電方面已經(jīng)取得了良好進(jìn)展,2018年可再生能源已占到發(fā)電量的35%。德國(guó)政府承諾到2022年全面廢除核電,到2038年淘汰燃煤發(fā)電。但在交通領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型和能效提升方面進(jìn)展落后,2017年德國(guó)交通運(yùn)輸部門(mén)的能源消費(fèi)比2005年增加了4.3%,其終端能源生產(chǎn)力平均每年僅提升1.15%。另外,石油仍然是德國(guó)能源供應(yīng)的最大來(lái)源,2018年占一次能源供應(yīng)的33%。而在碳減排方面,2017年德國(guó)的溫室氣體排放比1990年減少了28%,距離到2020年的氣候目標(biāo)(降低40%)差距較大。鑒于各部門(mén)實(shí)現(xiàn)能源和氣候目標(biāo)進(jìn)展不均衡的情況,為了更好的跨部門(mén)協(xié)調(diào),德國(guó)政府于2019年宣布成立氣候保護(hù)內(nèi)閣委員會(huì),由總理默克爾直接領(lǐng)導(dǎo),涵蓋了與減緩氣候變化相關(guān)的6個(gè)部門(mén),將更快速直接地做出決策,以減少?gòu)陌l(fā)電到農(nóng)業(yè)等部門(mén)的碳排放。
二、能源供需現(xiàn)狀
過(guò)去幾十年,德國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)逐漸從以煤和石油為主導(dǎo)向多元化轉(zhuǎn)變,可再生能源占比逐漸增加,但石油和天然氣仍是德國(guó)一次能源供應(yīng)(TEPS)和終端能源消費(fèi)(TFC)的最主要成分,煤電仍為德國(guó)的最大發(fā)電來(lái)源。2018年,德國(guó)一次能源供應(yīng)量為2.98億噸油當(dāng)量,其中石油、天然氣和煤共占80%(分別為33%、24%和23%),低碳能源則占22%。煤炭、核能和可再生能源主要被用于發(fā)電,石油和天然氣則主要用于終端消費(fèi)。
圖2 2018年德國(guó)能源供應(yīng)和消費(fèi)情況(單位:百萬(wàn)噸油當(dāng)量)
德國(guó)國(guó)內(nèi)的能源供應(yīng)變化體現(xiàn)出了德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)展。2008-2018年期間,化石燃料產(chǎn)量下降了1/3,而核能產(chǎn)量幾乎下降了一半,由于可再生能源產(chǎn)量上升,因此這期間德國(guó)國(guó)內(nèi)能源總產(chǎn)量?jī)H下降16%。德國(guó)國(guó)內(nèi)的石油和天然氣產(chǎn)量很少,主要依賴進(jìn)口;煤炭產(chǎn)量也不足以滿足需求,約有近一半的煤炭需要進(jìn)口。2018年,德國(guó)國(guó)內(nèi)能源總產(chǎn)量為1.12億噸油當(dāng)量,略高于一次能源供應(yīng)總量的1/3。煤炭在國(guó)內(nèi)能源總產(chǎn)量中占比最大,生物能源和廢物利用能源產(chǎn)量位居第二??稍偕茉串a(chǎn)量的增長(zhǎng)使德國(guó)的能源自給率維持在40%左右。
圖3 1998-2018年德國(guó)能源生產(chǎn)情況(單位:百萬(wàn)噸油當(dāng)量)
在能源消費(fèi)方面,德國(guó)近十年的終端能源消費(fèi)保持穩(wěn)定,波動(dòng)在6%以內(nèi)。2017年,德國(guó)終端能源消費(fèi)量為2.27億噸油當(dāng)量,其中化石能源占比達(dá)到2/3。具體而言,41%的終端能源消費(fèi)由石油供應(yīng),其次是天然氣(24%)和電力(20%)。在終端用能部門(mén)中,住宅和商業(yè)部門(mén)共消費(fèi)40%,工業(yè)部門(mén)消費(fèi)35%,交通運(yùn)輸部門(mén)消費(fèi)25%。在過(guò)去的五年中,交通運(yùn)輸部門(mén)的能源消費(fèi)量增加了8%,可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)到2030年能源需求比2005年減少15%-20%的目標(biāo)。
三、能效政策
德國(guó)一直將其能效戰(zhàn)略與氣候戰(zhàn)略相結(jié)合,致力于降低能源強(qiáng)度。在“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略中高度重視能效,設(shè)定了到2020年比2008年減少20%,到2050年減少50%的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),2014年12月,德國(guó)政府通過(guò)了《國(guó)家能效行動(dòng)計(jì)劃》(NAPE),采取一系列措施降低能耗,重點(diǎn)關(guān)注三個(gè)領(lǐng)域:(1)向消費(fèi)者提供有關(guān)能效的信息和建議;(2)通過(guò)激勵(lì)措施促進(jìn)有針對(duì)性的能效投資;(3)采取更多行動(dòng)以提升能效,包括要求大公司進(jìn)行能源審計(jì),并對(duì)家用電器和新建筑物啟用新標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)NAPE,德國(guó)將其2016-2020年期間節(jié)能措施的公共財(cái)政支持增加到了170億歐元。
2000-2017年間,德國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)穩(wěn)定增長(zhǎng),但終端能源消費(fèi)總量以及人均終端能源消費(fèi)均保持相對(duì)穩(wěn)定,表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間已經(jīng)脫鉤。雖然2008-2018年德國(guó)的一次能源消費(fèi)量已經(jīng)減少了10%,仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)其到2020年的目標(biāo)。由于難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),德國(guó)政府于2016年啟動(dòng)了《能效綠皮書(shū)》的公眾咨詢,將以“能效優(yōu)先”為原則,計(jì)劃制定涵蓋所有行業(yè)的新能效戰(zhàn)略,明確2021-2030年將采取的具體能效措施。此外,政府將制定路線圖,以實(shí)現(xiàn)到2050年將一次能源消費(fèi)減少一半的目標(biāo),尤其將關(guān)注供暖和建筑部門(mén)的能源需求。
能源和氣候基金(EKF)是德國(guó)能效相關(guān)措施和計(jì)劃的主要資金來(lái)源之一,該基金于2010年由聯(lián)邦法律設(shè)立,由歐盟碳排放交易體系(ETS)的許可權(quán)拍賣收入提供資金,重點(diǎn)支持建筑、工業(yè)、市政、產(chǎn)品和家用電器以及交通運(yùn)輸?shù)母鞣N能效措施。2018年,ETS拍賣收入中有26億歐元投入該基金,德國(guó)聯(lián)邦預(yù)算還給該基金分配了28億歐元。此外,德國(guó)政府還推行能源績(jī)效合約(EPC),建立標(biāo)準(zhǔn)化的EPC范本。同時(shí)通過(guò)咨詢程序,對(duì)公司和市政當(dāng)局進(jìn)行檢查以確定EPC是否有助于提高其能源效率。聯(lián)邦政府還促進(jìn)與各州之間的合作和對(duì)話,以協(xié)調(diào)和改善EPC的監(jiān)管環(huán)境。
德國(guó)還是能源服務(wù)的主要市場(chǎng)之一,《能源服務(wù)法案》和其他能源效率措施要求能源供應(yīng)商向用戶提供有關(guān)其能效措施和服務(wù)的信息。作為這項(xiàng)工作的一部分,聯(lián)邦能效辦公室(BfEE)會(huì)跟蹤和評(píng)估能源服務(wù)市場(chǎng)。龐大而多樣化的能源服務(wù)供應(yīng)商儲(chǔ)備意味著咨詢服務(wù)和分析市場(chǎng)規(guī)模也很大。能源合同持續(xù)增長(zhǎng),2016年有560家公司提供能源合同服務(wù)(主要是能源供應(yīng)合同以及運(yùn)營(yíng)和維護(hù)模式),合同總額達(dá)到了77億歐元,另外有1100家供應(yīng)商提供了4.35億歐元的能源管理服務(wù)。
四、可再生能源政策
可再生能源是德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的核心,根據(jù)其歐盟義務(wù)以及國(guó)家政策和立法制定了一套完善的短、中、長(zhǎng)期可再生能源目標(biāo),包括:到2020年可再生能源在終端能源消費(fèi)中占比18%,在發(fā)電量中占比35%;到2030年可再生能源在終端能源消費(fèi)中占比30%,在發(fā)電量中占比65%;到2050年可再生能源在終端能源消費(fèi)中占比60%,在發(fā)電量中占比80%。
德國(guó)部署可再生能源的主要政策措施和框架主要包括在電力、供熱和交通運(yùn)輸領(lǐng)域推廣可再生能源的具體政策,建筑部門(mén)的能效政策,以及一般性的能源和氣候變化政策框架。為推廣可再生能源在終端用能部門(mén)的部署,德國(guó)做出了如下舉措:(1)電力領(lǐng)域,在2014-2018年多次修訂《可再生能源法案》(EEG);(2)供熱領(lǐng)域,2015年修訂了“市場(chǎng)激勵(lì)計(jì)劃”(MAP),推行供熱市場(chǎng)的統(tǒng)一監(jiān)管制度,推廣熱泵,建立具有季節(jié)性儲(chǔ)熱的低溫?zé)峋W(wǎng);(3)交通領(lǐng)域,將溫室氣體配額作為減少交通部門(mén)溫室氣體排放的一種手段,并推行電動(dòng)汽車、生物燃料、鐵路運(yùn)輸方面的措施。
通過(guò)上述措施,德國(guó)在可再生能源方面取得了令人矚目的進(jìn)展,特別是在電力部門(mén),可再生能源發(fā)電量的增長(zhǎng)一直由風(fēng)能主導(dǎo),且屋頂太陽(yáng)能光伏和沼氣發(fā)電的發(fā)展也居于世界前列。2017年,可再生能源在德國(guó)終端能源消費(fèi)總量中的份額為15.5%,實(shí)現(xiàn)了可再生能源發(fā)電的2020年目標(biāo),還有望實(shí)現(xiàn)其可再生能源供熱目標(biāo)。但是,運(yùn)輸部門(mén)的差距很大。因此,德國(guó)很可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)其2020年可再生能源占終端能源消費(fèi)18%的目標(biāo)。德國(guó)需要一項(xiàng)明確的戰(zhàn)略來(lái)提高交通、建筑和工業(yè)中的可再生能源占比。但是,現(xiàn)有的燃油和電費(fèi)稅收制度阻礙了可再生能源在上述部門(mén)中的發(fā)展,尤其是用于供熱和制冷。隨著核電和煤電的逐步淘汰,可再生能源在電力系統(tǒng)中占比將進(jìn)一步提高,德國(guó)將需要改善電力基礎(chǔ)設(shè)施以適應(yīng)波動(dòng)性可再生能源電力的持續(xù)增長(zhǎng)。
五、電力轉(zhuǎn)型
德國(guó)的電力轉(zhuǎn)型進(jìn)展良好,盡管煤炭(主要是褐煤)仍是最大的電力來(lái)源,但在過(guò)去十年中,可再生能源已取代了大部分核能。2017年,風(fēng)能超越核能和天然氣成為第二大發(fā)電來(lái)源。作為“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略的核心,德國(guó)計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源在發(fā)電中的占比,在2018年3月將其2030年可再生能源在發(fā)電量中占比達(dá)到50%的目標(biāo)提升至65%。德國(guó)在2014年和2017年對(duì)《可再生能源法案》進(jìn)行修訂,對(duì)可再生能源資助進(jìn)行了大刀闊斧的改革,以降低成本,提高競(jìng)爭(zhēng)力。促進(jìn)可再生能源發(fā)電的持續(xù)增長(zhǎng)將需要采取很多措施以促進(jìn)可再生能源的系統(tǒng)集成,包括改善稅收、市場(chǎng)監(jiān)管以及輸配電基礎(chǔ)設(shè)施。德國(guó)已采取措施改革電力市場(chǎng)法規(guī),尤其是2016年通過(guò)了《電力市場(chǎng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)法案》,以促進(jìn)波動(dòng)性可再生能源發(fā)電的系統(tǒng)整合。然而,德國(guó)大部分風(fēng)能資源位于德國(guó)北部,而大多數(shù)電力需求來(lái)自德國(guó)南部和西部的大城市和工業(yè)區(qū)。輸電系統(tǒng)限制了電力的南北傳輸,北部各州面臨電力過(guò)剩,而南部各州則處于電力短缺狀態(tài),隨著南部和西北部最后的核電站被關(guān)閉以及北部風(fēng)電并網(wǎng),這種不平衡狀況將進(jìn)一步惡化。這種不平衡導(dǎo)致了南部的“重新調(diào)度”措施和北部的可再生能源發(fā)電量削減,每年要為此付出數(shù)億歐元的成本。德國(guó)政府計(jì)劃建設(shè)4條南北輸電線路,但民眾的反對(duì)大大減慢了新的輸電線路建設(shè),公眾的反對(duì)仍然是電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施選址的最主要障礙。因此,擴(kuò)張電網(wǎng)是政府的優(yōu)先事項(xiàng),德國(guó)政府已經(jīng)在2019年5月啟動(dòng)了新的計(jì)劃程序,將有助于減少規(guī)劃和選址流程,大大縮短工程時(shí)間。德國(guó)是歐洲電力市場(chǎng)的核心,過(guò)去幾年中德國(guó)已經(jīng)與鄰國(guó)建立了互聯(lián),未來(lái)還將進(jìn)一步擴(kuò)充。
德國(guó)逐步廢除核電舉措已基本步入正軌,德國(guó)政府還制定了逐步淘汰煤電的戰(zhàn)略。2018年,德國(guó)政府宣布成立“增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)變化和就業(yè)委員會(huì)”(也稱“煤炭委員會(huì)”),啟動(dòng)了從煤炭過(guò)渡到可再生能源的議程。2019年1月,煤炭委員會(huì)提出了逐步淘汰燃煤發(fā)電的全面路線圖,并明確最遲將在2038年關(guān)閉德國(guó)的燃煤電廠,具體的階段性目標(biāo)包括:到2022年至少關(guān)閉12.5GW燃煤電廠,到2030年關(guān)閉25.6 GW的燃煤電廠。此外,委員會(huì)建議為煤礦地區(qū)提供400億歐元的過(guò)渡期援助。由于目前發(fā)電容量過(guò)剩,而且政府有降低能源消費(fèi)總量的目標(biāo),因此目前尚不清楚需要新建多少發(fā)電機(jī)組以替換將逐步淘汰的火電機(jī)組,但很可能通過(guò)增加可再生能源發(fā)電容量以及提升天然氣發(fā)電利用率以替代淘汰的煤電容量,從而進(jìn)一步支持輸電網(wǎng)和可再生能源的系統(tǒng)集成。德國(guó)可能會(huì)增加天然氣發(fā)電量以調(diào)節(jié)峰值發(fā)電量,這將使電力安全與天然氣安全越來(lái)越緊密地聯(lián)系在一起。
六、能源安全
德國(guó)擁有多元化的石油供應(yīng)來(lái)源、完善的供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施、自由的市場(chǎng)和大量石油緊急儲(chǔ)備,這些都有助于保證其石油供應(yīng)安全。通過(guò)實(shí)施低排放車輛和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等財(cái)政激勵(lì)措施,可以減少交通運(yùn)輸部門(mén)對(duì)石油的需求,進(jìn)而支持德國(guó)的石油安全以及低碳轉(zhuǎn)型。德國(guó)天然氣供應(yīng)嚴(yán)重依賴進(jìn)口,進(jìn)口天然氣占到了供應(yīng)總量的93%。迄今為止德國(guó)最大的天然氣進(jìn)口來(lái)源國(guó)是俄羅斯,其次是荷蘭和挪威。盡管德國(guó)政府致力于發(fā)展大規(guī)模可再生能源,但逐步淘汰核能和煤炭將增加德國(guó)對(duì)天然氣發(fā)電的需求??稍偕茉措娏χ茪涫蔷哂袧摿Φ哪茉崔D(zhuǎn)型長(zhǎng)期解決方案,氫氣需求的增加將提升德國(guó)對(duì)天然氣的需求。德國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量較小且持續(xù)下降,未來(lái)幾年從歐洲進(jìn)口的天然氣量也將下降,尤其是從荷蘭,該國(guó)格羅寧根氣田的產(chǎn)量正在下降,最遲將在2022年完全停產(chǎn)。天然氣供應(yīng)安全成為政府的頭等大事,天然氣供應(yīng)的多元化將更加重要。另外,由于天然氣在發(fā)電中的用途主要是為了滿足高峰用電需求,電力安全與天然氣安全也越來(lái)越相關(guān)。
七、能源技術(shù)創(chuàng)新
為了推動(dòng)“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略的發(fā)展,德國(guó)持續(xù)增加對(duì)能源技術(shù)研發(fā)的公共投入,2017年,德國(guó)投入10.1億美元用于能源相關(guān)的研究、開(kāi)發(fā)和示范(RD&D),占其GDP的0.031%,相比前一年增長(zhǎng)了14%。其中,可再生能源技術(shù)占能源RD&D總預(yù)算的29%,主要用于太陽(yáng)能和風(fēng)能研究;其次是能效(主要用于提高工業(yè)能效)和核能(包括核聚變),分別占22%和21%;其他電力和儲(chǔ)能技術(shù)占到13%,化石燃料僅占5%,其中一半以上用于碳捕集和利用的研究。此外,德國(guó)各州也投入資金支持能源技術(shù)研究,2016年德國(guó)各州的支出總額超過(guò)了2.48億歐元。
圖4 2010-2017年德國(guó)能源技術(shù)的公共研發(fā)支出(單位:百萬(wàn)歐元)
德國(guó)政府實(shí)施長(zhǎng)期的能源研究計(jì)劃作為能源技術(shù)創(chuàng)新的指導(dǎo)原則和配套政策,2018年公布了“第七期能源研究計(jì)劃”,計(jì)劃在2018-2022年間共投入64億歐元預(yù)算支持能源研究,較第六期計(jì)劃(2013-2017年)增長(zhǎng)45%,預(yù)算資金主要來(lái)源于聯(lián)邦預(yù)算和能源與氣候基金?!暗谄咂谀茉囱芯坑?jì)劃”由聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)與能源部(BMWi)、教育與研究部(BMBF)和食品與農(nóng)業(yè)部(BMEL)共同制定,并根據(jù)研究主題與技術(shù)成熟度等級(jí)進(jìn)行了實(shí)施分工:教育與研究部負(fù)責(zé)資助技術(shù)成熟度為1-3級(jí)的應(yīng)用導(dǎo)向基礎(chǔ)研究,經(jīng)濟(jì)與能源部負(fù)責(zé)資助3-9級(jí)的應(yīng)用研究,食品與農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)資助3-7級(jí)的生物能源研究。
與上一期計(jì)劃不同,“第七期能源研究計(jì)劃”的資助重點(diǎn)從單項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)向解決能源轉(zhuǎn)型面臨的跨部門(mén)和跨系統(tǒng)問(wèn)題,重點(diǎn)關(guān)注如下領(lǐng)域研究:(1)終端用能部門(mén)的能源轉(zhuǎn)型,如提升能效,降低能源消耗,增加可再生能源份額;(2)運(yùn)輸部門(mén)技術(shù),如電池、燃料電池和生物燃料;(3)發(fā)電技術(shù),包括各種可再生能源發(fā)電和火電技術(shù);(4)可再生能源的系統(tǒng)集成,包括電網(wǎng)開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)能和部門(mén)融合;(5)跨領(lǐng)域技術(shù),如數(shù)字化、資源管理和碳利用技術(shù);(6)核安全技術(shù),重點(diǎn)關(guān)注到2022年核電廠的安全運(yùn)行及其退役和放射性廢物處置管理。此外,該計(jì)劃還引入了“應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”(Living lab)機(jī)制建立用戶驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),以加快成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。