歐洲是人類發(fā)展指數(shù)較高及適宜居住的大洲之一,也是全球應(yīng)對氣候變化、減少溫室氣體排放行動(dòng)的有力倡導(dǎo)者,在能源轉(zhuǎn)型上走在全球前列。
2019年12月歐盟委員會(huì)正式發(fā)布的《歐洲綠色協(xié)議》明確指出,要在2050年前建成全球首個(gè)“氣候中和”的大洲。丹麥和瑞典更是放出豪言,要在一代人之內(nèi)實(shí)現(xiàn)無化石能源社會(huì)。歐洲社會(huì)為何能夠?qū)δ茉崔D(zhuǎn)型達(dá)成如此廣泛的社會(huì)共識?他們又將如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)?
在北京國際能源專家俱樂部與亞洲開發(fā)銀行、北京大學(xué)能源研究院近日聯(lián)合舉辦的“建言‘十四五’能源發(fā)展”系列活動(dòng)中,清華大學(xué)能源轉(zhuǎn)型與社會(huì)發(fā)展中心常務(wù)副主任何繼江分享了他“歐洲能源轉(zhuǎn)型萬里行”的所見所思,與多位專家共同探討歐洲轉(zhuǎn)型對我國“十四五”能源規(guī)劃的啟示。
2050年碳中和
歐洲各國競相發(fā)力
根據(jù)《歐洲綠色協(xié)議》提出的氣候目標(biāo),2030年溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上減少50%—55%,在2050年前歐洲建成全球首個(gè)“氣候中和”的大洲。
“氣候中和”不同于“碳中和”,北京國際能源專家俱樂部陳新華指出,“碳中和”指的是將二氧化碳排放降到最低,無法完全消除的部分通過森林碳匯、永久封存等途徑來抵消,使得進(jìn)入大氣的二氧化碳總量為零。而“氣候中和”不僅包含二氧化碳,還包括其他溫室氣體,使得人類活動(dòng)不再加劇氣候變暖。
基于對氣候變化問題的共識,許多歐洲國家已行動(dòng)起來。法國是歐盟第一個(gè)在法律上明確“2050年碳中和”目標(biāo)的國家,英國《氣候變化法案》、德國《氣候保護(hù)法》也均將應(yīng)對氣候變化提升到了國家立法層面。
《歐洲綠色協(xié)議》指出,能源對溫室氣體排放的貢獻(xiàn)達(dá)78%。因此能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。目前歐洲的能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線圖已經(jīng)基本清晰,“轉(zhuǎn)向清潔能源”是《歐洲綠色協(xié)議》提出的首要舉措。
可再生能源占比不斷提升是歐洲能源轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志。歐洲各國在提高可再生能源利用的實(shí)踐方面各具特色。
何繼江花了16個(gè)月時(shí)間,走訪了23個(gè)國家,從南歐炎熱的西班牙馬德里到北歐寒冷的芬蘭北極圈,乘坐飛機(jī)、輪船、火車、公交車,自駕電動(dòng)車、騎自行車,行程超過24000公里,考察并體驗(yàn)了歐洲各層面能源轉(zhuǎn)型的行動(dòng)。
“奧地利維也納是我見過的風(fēng)機(jī)最多的首都,該國政府提出了2030年可再生能源100%的目標(biāo);挪威特隆赫姆市最大的光電建筑每年光伏發(fā)電48萬度,超過了自身用電量;法國巴黎埃菲爾鐵塔下安裝了光伏智慧垃圾桶……”何繼江介紹,在歐洲多國,可再生能源已逐漸滲入到百姓生活中。
其中,北歐五國可謂是歐洲能源轉(zhuǎn)型的先鋒,其中挪威、芬蘭和瑞典政府已分別承諾在2030、2035和2045年實(shí)現(xiàn)碳中和。
以瑞典為例,據(jù)何繼江介紹,瑞典曾非常依賴石油,70年代石油危機(jī)后,經(jīng)歷了水電擴(kuò)容、核電大發(fā)展、生物質(zhì)能源持續(xù)增長,近十年,風(fēng)電、分布式光伏發(fā)展迅速。目前,在瑞典,電、熱領(lǐng)域已經(jīng)基本不再使用煤炭和石油等傳統(tǒng)化石能源,可再生能源占比超過55%。
在最早提出“能源轉(zhuǎn)型”概念的德國,一個(gè)標(biāo)志案例是柏林歐瑞府零碳能源科技園。何繼江介紹,從過去的煤氣廠轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦牧闾紙@區(qū),該科技園走在了低碳能源科技的最前沿,被動(dòng)房、光伏、充電設(shè)施、智慧電力、無線充電等能源轉(zhuǎn)型的前沿要素在這里都有體現(xiàn)。
多措并舉
強(qiáng)化發(fā)用“耦合”穩(wěn)電網(wǎng)、促消納
高比例的可再生能源并網(wǎng)勢必會(huì)對電力系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生消極影響,這是各國電力系統(tǒng)必須考慮的問題。
那么如何提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性?何繼江介紹,歐洲國采用的重要手段之一就是電力市場。
以北歐電力市場互聯(lián)為例,通過跨國聯(lián)網(wǎng)調(diào)節(jié)余缺,讓水電和風(fēng)電資源“打好配合”。比如,若丹麥因風(fēng)車停頓、發(fā)電量驟降,導(dǎo)致丹麥輸送到德國的電力不足,可通過強(qiáng)大的電網(wǎng)及時(shí)調(diào)整,確保受電國家的電力供應(yīng);再比如,丹麥在風(fēng)力資源優(yōu)越時(shí)可向挪威輸電,在風(fēng)電出力不足時(shí)則可從挪威調(diào)入水電。
與此同時(shí),靈活的電價(jià)機(jī)制則可讓發(fā)電方“多發(fā)盡賣”,減少棄風(fēng)棄光。據(jù)了解,北歐電力市場的電價(jià)以15分鐘為一個(gè)時(shí)間單位進(jìn)行調(diào)整。對天氣的預(yù)測能力對于衡量可再生能源,尤其是新能源電廠經(jīng)營水平的就顯得尤為重要。
在城市層面的需求側(cè),大量工商業(yè)用戶的終端負(fù)荷集成、電動(dòng)汽車低谷負(fù)荷、智能家居以及大量儲(chǔ)能設(shè)施需求響應(yīng)等均為電網(wǎng)提供了靈活的分布式資源。
此外,“更加靈活的電源、更大的電網(wǎng)、用戶側(cè)響應(yīng)以及儲(chǔ)能,是德國應(yīng)對風(fēng)電、光伏對電網(wǎng)帶來波動(dòng)的四個(gè)主要手段。”中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠(yuǎn)介紹。
“制氫也是歐洲解決風(fēng)電、光伏季節(jié)性差異的方案。”何繼江補(bǔ)充說。
以歐為鑒,“十四五”要以
“提升系統(tǒng)靈活性”為核心
與會(huì)專家指出,明確的目標(biāo)、強(qiáng)大的共識、靈活的市場機(jī)制均是我國可以向歐洲借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
“但與此同時(shí),我國無論是國家規(guī)模還是發(fā)展水平、地區(qū)差異都與歐洲有很大差別,如何找到最符合我國國情的能源轉(zhuǎn)型方案確實(shí)具有挑戰(zhàn)。”北京大學(xué)能源研究院副院長楊雷指出。
楊雷認(rèn)為,“十四五”時(shí)期能源生產(chǎn)關(guān)系的重要變化,要以“提升系統(tǒng)靈活性”為核心。要促使氫、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)能、新能源汽車、動(dòng)力電池等靈活性資源發(fā)揮作用,就要借助市場的力量,讓參與方得到實(shí)惠以提高參與積極性。
何繼江指出,借鑒歐洲經(jīng)驗(yàn),我國的電動(dòng)汽車、綠色建筑、工業(yè)負(fù)荷與電網(wǎng)、波動(dòng)性電源的良好互動(dòng),可以很好地解決可再生能源電力的間歇性、不穩(wěn)定性問題。長遠(yuǎn)看,大規(guī)模的可再生電力將具有比煤電更高的競爭力,煤電退出將成為可能,從而成為碳達(dá)峰、碳中和最主要的助推力。
“要實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的目標(biāo),資源和電價(jià)都將不是問題,關(guān)鍵是靈活性資源如何獲得。需求側(cè)可以提供更大的靈活性,但目前其市場潛力還未被完全激發(fā)出來。”何繼江指出,“十四五”規(guī)劃應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)發(fā)揮好靈活性資源的市場作用,加強(qiáng)電力靈活性資源市場、能源金融市場等建設(shè)。
陶光遠(yuǎn)亦建議,要將對風(fēng)光電的補(bǔ)償消納作為“十四五”規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容,鼓勵(lì)發(fā)展靈活性資源促進(jìn)新能源消納的示范工程,并建立市場機(jī)制,加速靈活性資源的應(yīng)用。
2019年12月歐盟委員會(huì)正式發(fā)布的《歐洲綠色協(xié)議》明確指出,要在2050年前建成全球首個(gè)“氣候中和”的大洲。丹麥和瑞典更是放出豪言,要在一代人之內(nèi)實(shí)現(xiàn)無化石能源社會(huì)。歐洲社會(huì)為何能夠?qū)δ茉崔D(zhuǎn)型達(dá)成如此廣泛的社會(huì)共識?他們又將如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)?
在北京國際能源專家俱樂部與亞洲開發(fā)銀行、北京大學(xué)能源研究院近日聯(lián)合舉辦的“建言‘十四五’能源發(fā)展”系列活動(dòng)中,清華大學(xué)能源轉(zhuǎn)型與社會(huì)發(fā)展中心常務(wù)副主任何繼江分享了他“歐洲能源轉(zhuǎn)型萬里行”的所見所思,與多位專家共同探討歐洲轉(zhuǎn)型對我國“十四五”能源規(guī)劃的啟示。
2050年碳中和
歐洲各國競相發(fā)力
根據(jù)《歐洲綠色協(xié)議》提出的氣候目標(biāo),2030年溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上減少50%—55%,在2050年前歐洲建成全球首個(gè)“氣候中和”的大洲。
“氣候中和”不同于“碳中和”,北京國際能源專家俱樂部陳新華指出,“碳中和”指的是將二氧化碳排放降到最低,無法完全消除的部分通過森林碳匯、永久封存等途徑來抵消,使得進(jìn)入大氣的二氧化碳總量為零。而“氣候中和”不僅包含二氧化碳,還包括其他溫室氣體,使得人類活動(dòng)不再加劇氣候變暖。
基于對氣候變化問題的共識,許多歐洲國家已行動(dòng)起來。法國是歐盟第一個(gè)在法律上明確“2050年碳中和”目標(biāo)的國家,英國《氣候變化法案》、德國《氣候保護(hù)法》也均將應(yīng)對氣候變化提升到了國家立法層面。
《歐洲綠色協(xié)議》指出,能源對溫室氣體排放的貢獻(xiàn)達(dá)78%。因此能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。目前歐洲的能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線圖已經(jīng)基本清晰,“轉(zhuǎn)向清潔能源”是《歐洲綠色協(xié)議》提出的首要舉措。
可再生能源占比不斷提升是歐洲能源轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志。歐洲各國在提高可再生能源利用的實(shí)踐方面各具特色。
何繼江花了16個(gè)月時(shí)間,走訪了23個(gè)國家,從南歐炎熱的西班牙馬德里到北歐寒冷的芬蘭北極圈,乘坐飛機(jī)、輪船、火車、公交車,自駕電動(dòng)車、騎自行車,行程超過24000公里,考察并體驗(yàn)了歐洲各層面能源轉(zhuǎn)型的行動(dòng)。
“奧地利維也納是我見過的風(fēng)機(jī)最多的首都,該國政府提出了2030年可再生能源100%的目標(biāo);挪威特隆赫姆市最大的光電建筑每年光伏發(fā)電48萬度,超過了自身用電量;法國巴黎埃菲爾鐵塔下安裝了光伏智慧垃圾桶……”何繼江介紹,在歐洲多國,可再生能源已逐漸滲入到百姓生活中。
其中,北歐五國可謂是歐洲能源轉(zhuǎn)型的先鋒,其中挪威、芬蘭和瑞典政府已分別承諾在2030、2035和2045年實(shí)現(xiàn)碳中和。
以瑞典為例,據(jù)何繼江介紹,瑞典曾非常依賴石油,70年代石油危機(jī)后,經(jīng)歷了水電擴(kuò)容、核電大發(fā)展、生物質(zhì)能源持續(xù)增長,近十年,風(fēng)電、分布式光伏發(fā)展迅速。目前,在瑞典,電、熱領(lǐng)域已經(jīng)基本不再使用煤炭和石油等傳統(tǒng)化石能源,可再生能源占比超過55%。
在最早提出“能源轉(zhuǎn)型”概念的德國,一個(gè)標(biāo)志案例是柏林歐瑞府零碳能源科技園。何繼江介紹,從過去的煤氣廠轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦牧闾紙@區(qū),該科技園走在了低碳能源科技的最前沿,被動(dòng)房、光伏、充電設(shè)施、智慧電力、無線充電等能源轉(zhuǎn)型的前沿要素在這里都有體現(xiàn)。
多措并舉
強(qiáng)化發(fā)用“耦合”穩(wěn)電網(wǎng)、促消納
高比例的可再生能源并網(wǎng)勢必會(huì)對電力系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生消極影響,這是各國電力系統(tǒng)必須考慮的問題。
那么如何提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性?何繼江介紹,歐洲國采用的重要手段之一就是電力市場。
以北歐電力市場互聯(lián)為例,通過跨國聯(lián)網(wǎng)調(diào)節(jié)余缺,讓水電和風(fēng)電資源“打好配合”。比如,若丹麥因風(fēng)車停頓、發(fā)電量驟降,導(dǎo)致丹麥輸送到德國的電力不足,可通過強(qiáng)大的電網(wǎng)及時(shí)調(diào)整,確保受電國家的電力供應(yīng);再比如,丹麥在風(fēng)力資源優(yōu)越時(shí)可向挪威輸電,在風(fēng)電出力不足時(shí)則可從挪威調(diào)入水電。
與此同時(shí),靈活的電價(jià)機(jī)制則可讓發(fā)電方“多發(fā)盡賣”,減少棄風(fēng)棄光。據(jù)了解,北歐電力市場的電價(jià)以15分鐘為一個(gè)時(shí)間單位進(jìn)行調(diào)整。對天氣的預(yù)測能力對于衡量可再生能源,尤其是新能源電廠經(jīng)營水平的就顯得尤為重要。
在城市層面的需求側(cè),大量工商業(yè)用戶的終端負(fù)荷集成、電動(dòng)汽車低谷負(fù)荷、智能家居以及大量儲(chǔ)能設(shè)施需求響應(yīng)等均為電網(wǎng)提供了靈活的分布式資源。
此外,“更加靈活的電源、更大的電網(wǎng)、用戶側(cè)響應(yīng)以及儲(chǔ)能,是德國應(yīng)對風(fēng)電、光伏對電網(wǎng)帶來波動(dòng)的四個(gè)主要手段。”中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠(yuǎn)介紹。
“制氫也是歐洲解決風(fēng)電、光伏季節(jié)性差異的方案。”何繼江補(bǔ)充說。
以歐為鑒,“十四五”要以
“提升系統(tǒng)靈活性”為核心
與會(huì)專家指出,明確的目標(biāo)、強(qiáng)大的共識、靈活的市場機(jī)制均是我國可以向歐洲借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
“但與此同時(shí),我國無論是國家規(guī)模還是發(fā)展水平、地區(qū)差異都與歐洲有很大差別,如何找到最符合我國國情的能源轉(zhuǎn)型方案確實(shí)具有挑戰(zhàn)。”北京大學(xué)能源研究院副院長楊雷指出。
楊雷認(rèn)為,“十四五”時(shí)期能源生產(chǎn)關(guān)系的重要變化,要以“提升系統(tǒng)靈活性”為核心。要促使氫、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)能、新能源汽車、動(dòng)力電池等靈活性資源發(fā)揮作用,就要借助市場的力量,讓參與方得到實(shí)惠以提高參與積極性。
何繼江指出,借鑒歐洲經(jīng)驗(yàn),我國的電動(dòng)汽車、綠色建筑、工業(yè)負(fù)荷與電網(wǎng)、波動(dòng)性電源的良好互動(dòng),可以很好地解決可再生能源電力的間歇性、不穩(wěn)定性問題。長遠(yuǎn)看,大規(guī)模的可再生電力將具有比煤電更高的競爭力,煤電退出將成為可能,從而成為碳達(dá)峰、碳中和最主要的助推力。
“要實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的目標(biāo),資源和電價(jià)都將不是問題,關(guān)鍵是靈活性資源如何獲得。需求側(cè)可以提供更大的靈活性,但目前其市場潛力還未被完全激發(fā)出來。”何繼江指出,“十四五”規(guī)劃應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)發(fā)揮好靈活性資源的市場作用,加強(qiáng)電力靈活性資源市場、能源金融市場等建設(shè)。
陶光遠(yuǎn)亦建議,要將對風(fēng)光電的補(bǔ)償消納作為“十四五”規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容,鼓勵(lì)發(fā)展靈活性資源促進(jìn)新能源消納的示范工程,并建立市場機(jī)制,加速靈活性資源的應(yīng)用。