德国减排与能源转型之路研究论文

- -。 急也没用。

蒋再正

前言 : 德国在国家氢气战略中，将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志，其明确将重心放在"绿色"品种上，而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存（CCS）技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法，却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为，这一战略开启了德国能源转型的新篇章。

德国政府已经同意一项国家氢气战略，其重点是利用可再生能源制造的氢气，以推动具有里程碑意义的能源转型，并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准，内容主要是：" 只有基于可再生能源（'绿色'氢）生产的氢气才能长期使用 。 在德国备受争议的使用碳捕获和储存（CCS）的 天燃气 制氢只能以"过渡的方式"使用 。在应对气候变化的斗争中，用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标，其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段，而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。

德国经济和能源部长彼得•奥尔特迈尔（Peter Altmaier）表示，这一战略是一个"量子飞跃"，将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上，他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克（Anja Karliczek）说，全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇，建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。

氢能用途

新篇章

《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展：

· 提升氢能作为替代能源的经济性竞争力

· 开拓使用德国本土氢能技术的国内市场

· 建立完善氢能供应网络

· 助力氢燃料成为替代能源整体

· 加强氢能相关技术培育

· 加强氢能相关市场国际合作

· 完善氢能储运安全规范建设

"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章，"德国能源机构（dena）负责人安德烈亚斯·库尔曼（Andreas Kuhlmann）表示。" 国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础 。其为能源转型创造了先决条件，这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步"，但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式，包括那些使用天然气和CCS的氢气。

新的生产方法

越来越多的国家努力追求气候中和，大量押注于用可再生电力制氢，以减少顽固的工业排放。但是，生产极其富能源的天然气需要大量的电力，使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际"氢经济"的问题。

通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料，例如使用电动 汽车 而不是内燃机模型，可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况，这种方法行不通。例如由于重量原因，没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰，例如，化学品或炼钢，因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法， 用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者 。

与该战略相吻合的是，德国钢铁制造商蒂森克虏伯（Thessenkrupp）表示，已扩大水电解产能，将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前，世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。

电解槽容量增加200倍

该战略表示，德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦（GW）的工业制氢设施，包括必要的陆上和海上可再生能源供应，大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外，德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外，还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的"德国制造"制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢，因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。

联邦政府在提出《德国氢能战略》时，正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础，这些投资在经济上是可行的和可持续的，这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段，为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时，研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始，稳定新兴的国内市场的同时，塑造欧洲和国际的氢能市场。

在该战略的介绍中，政府网络宣布与Marocco建立联盟，参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设，该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说，该战略"是世界上首个 远远超出氢的最终用途的战略 之一，并涵盖了全部动力燃料，这种方法考虑了合成甲烷，煤油，甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。"

有风险的赌注？

目前的清洁氢气的成本仍然很高，无法被广泛使用，其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产，伴随着大量的碳排放，该类型被称为 灰色氢 。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜，但它的二氧化碳排放成本较高。 蓝色氢 的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获，再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存（CCS）成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。 绿色氢 的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中，太阳能和风能的发电成本已显着下降，这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。

克劳斯·斯特拉特曼（Klaus Stratmann）在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道，该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义，但他警告称，该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道："因为德国政府完全致力于一种变种，即绿色氢，给自己施加了沉重负担。" 他认为，要实现这一目标将需要大量的可再生能源，而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说，蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。

参考文献：

German hydrogen strategy aims for global leadership in energy transition……Journalism for energy transitiion

The clean hydrogen future has already begun …… IEA

The National Hydrogen Strategy…… Nationale Wasserstoffstrategie

低碳经济关键字：低碳 经济 低能耗 能源一、 低碳经济1.低碳经济概念所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。2.低碳经济提出背景“低碳经济”提出的大背景，是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳（CO2）浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。而能源与经济以至价值观实行大变革的结果，可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路，即：摈弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”（风能、生物质能都是太阳能的转换形态）过渡的未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。二、 低碳经济的国外应用于开放1. 日本：消费者购“低碳”农产品日本瑞穗综合研究所日前公布的一项调查结果显示，超过50%的日本消费者愿意购买获得认证的“低碳”农产品。该研究所对日本国内20岁以上的女性进行了调查，这一人群是购买农产品的主要群体。在2062名被调查者中，71%的人认为“有必要”实施“低碳”农产品认证制度，有53%的人愿意购买获得认证的“低碳”农产品。该研究所还以大米、西红柿和甜瓜为例，调查了消费者能够接受的“低碳”农产品的价格水平。结果发现，消费者愿意接受一定幅度的价格上涨。如假设农产品生产过程中的二氧化碳减排量达100%，消费者愿意接受：大米价格上涨24%，甜瓜价格上涨22%，西红柿价格上涨15%。研究人员认为，这个调查结果证明了“低碳”农产品具有的附加价值，农业从业人员值得为二氧化碳减排作出努力。2.德国：突破电动车技术难关电动车是低碳经济中的代表产品之一。德国人认为，发展电动车不是将路上的内燃机汽车换成电动车这么简单，而是需要整个社会积极参与的重大事务，同时也是一个彻底重组整个社会能源与交通的契机。“与很多国家重点突破电动车本身的技术难关不同，德国更重视用‘电动交通’解决方案，系统、整体地推动电动车发展。”柏林工业大学汽车技术研究所的华人工程师、项目主管秦玉学说。据悉，德国社会在积极推动“电动交通”系统解决方案上，主要在以下八个方面下功夫：第一，注重能源结构调整。电动车要解决的一个重大问题是环境污染和温室气体排放问题。如果电力企业依然严重依靠非清洁、不可循环的方式发电，那就等于问题根本没有解决。第二，电网的根本性革新。大量电动车会给整个社会的用电需求特性带来根本性的改变，继而对电厂地理位置分布优化、电网峰谷周期和电力整体需求都提出重大的变革性要求，因此全新的智能电网技术也处在酝酿阶段。第三，电动车本身的技术突破。这方面的主体是汽车企业。德国政府很注重对企业的引导。此外，德国政府还鼓励，在2012年到2014年间购买电动车的消费者可以获得德国政府提供的3000欧元到5000欧元补助。日前，世界自然基金会俄罗斯分部环保政策主任施瓦茨接受记者采访时说，俄罗斯正在探索走上节能发展的新道路。由于石油、天然气储量丰富，俄罗斯曾长期缺乏节能动力，对建设节能型经济没有给予足够重视。由此导致的经济能效低，成为俄罗斯企业在国际竞争中的重大劣势。2009年11月，俄罗斯在第24次欧盟——俄罗斯首脑会议上同意，到2020年俄罗斯的温室气体排放量将在1990年的基础上减少20%至25%。目前俄罗斯节能效果已经初步显现。分析人士说，随着国内节能措施进一步落实，俄罗斯最终会寻找到适合本国国情的节能发展新道路。三、 发展低碳经济是我国可持续发展的内在要求我们不能再以资源、能源高消耗和环境重污染来换取一时的经济增长了。如果还把GDP作为发展的全部，还以廉价资源或出口退税换取GDP；如果口袋里的钱多了，但生存的环境恶化了，空气变脏了，水变黑了，就与发展的本意背离了，就与科学发展观的本质要求相悖了。发展低碳经济更多的是转变发展方式，减轻单位GDP的资源和环境代价，通过向自然资源投资来恢复和扩大资源存量，运用生态学原理设计工艺与产业流程来提高资源效率，使发展的成果更好地为人民所共享。1. 发展低碳经济，是调整产业结构的重要途径。有一种误解认为，要发展低碳经济就要抛弃钢铁、建材等高耗能的产业，因而不能发展低碳经济。但我国处于快速工业化和城市化阶段，大规模的基础设施建设需要钢材(4358,21.00,0.48%)、水泥、电力等的供应保证，这些“高碳”产业是新一轮经济增长的带动产业，也无法通过国际市场满足国内的巨大需求，这些产业的发展有其合理性。要通过发展低碳经济，提高资源、能源的利用效率，降低经济的碳强度，促进我国经济结构和工业结构优化升级。2. 发展低碳经济，是我国优化能源结构的可行措施。煤多油少气不足的资源条件，决定了我国在未来相当长一段时间内，煤炭仍将是主要一次性能源。煤炭属于“高碳”能源，我国也没有廉价利用国际油气等“低碳”能源的条件。发展低碳经济，提高可再生能源比重，可以有效地降低一次性能源消费的碳排放。3. 发展低碳经济，是我国实现跨越式发展的可能路径。我国技术水平参差不齐，研发和创新能力有限。这是我们不得不面对的现实，也是我国由“高碳”经济向“低碳”转型的最大挑战。近年来，我国可再生能源开发利用产业呈快速增加之势。如果加大投入，大力发展低碳经济，我国可以实现这个领域的跨越式发展。4. 发展低碳经济，是我国开展国际合作、参与国际“游戏规则”制定的途径。虽然我国工业化享有全球化、制度安排、产业结构、技术革命等后发优势，但我们不得不接受发达国家主导的国际规则，不得不在国际分工体系中处于利润“微笑曲线”下端。发展低碳经济，不仅可以与发达国家共同开发相关技术，还可以直接参与新的国际游戏规则的讨论和制定，以利于我国的中长期发展和长治久安。近几年来，随着环境的破坏，气候变化将人类面临的资源与环境困局凸显得淋漓尽致，目前所有国家都认为发展低碳经济是突破这一瓶颈的最终出路纵观世界各国应对低碳经济发展所采取的行动，技术创新和制度创新是关键因素，政府主导和企业参与是实施的主要形式。对中国来说，发展低碳经济可以从以下几个方面入手:1. 转变经济发展方式，着力构建低碳发展产业。要按照党的十七大要求，努力实现经济发展方式的三个转变，并将其作为关系国民经济全局的紧迫而重大的战略任务。推进产业结构的战略性调整，大力发展高新技术产业和现代服务业，大力发展服务贸易，进一步强化抑制高耗能和高排放产品的出口政策，努力开发和生产高附加值、低能耗产品，实现整个产业结构的低碳化。2. 发展壮大循环经济，重点抓好工业节能减排发展循环经济，将减量化放在优先位置，减量化从减少生产环节入手，推进资源能源的循环利用和高效利用，变废为宝，化害为利。持续推进节能减排，当前的重点应放在工业节能上，这是由我国发展阶段和工业能耗所占比例决定的。控制高耗能高排放行业过快增长，加快淘汰落后生产能力；控制建筑和交通能耗的快速增长；加强制度建设，强化目标责任制的落实和评价考核，切实完成“十一五”规划提出的约束性指标。大力推进生态农业和农业循环经济发展，大幅度减少化肥和农药使用量，农林剩余物可综合利用作为饲料、肥料、菌类基料、工业原料和发电原料，减轻焚烧对城市和机场周边的环境污染；加快太阳能和沼气技术的推广普及，既增加农村能源供应，又改善农民的卫生状况，保障食品安全。3. 用低碳理念规划和建设，开展低碳经济试点建设低碳城市和基础设施。将低碳理念引入设计规范，合理规划城市功能区布局；在建筑物的建设中，推广利用太阳能，尽可能利用自然通风采光，选用节能型取暖和制冷系统；选用保温材料，倡导适宜装饰，杜绝毛坯房；在家庭推广使用节能灯和节能电器；在不影响生活质量的同时，有效降低日常生活中的碳排放量。重视低碳交通的发展方向。加强多种运输方式的衔接，建设形成机动车、自行车和行人和谐的道路体系；建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率；加强智能管理系统建设，实行现代化、智能化、科学化管理；研发混合燃料汽车、电动汽车等新能源汽车，使用柴油、氢燃料等清洁能源，减轻交通运输对环境的压力。选择典型地区、城市和重点行业进行低碳经济试点。借鉴国际经验，出台发展低碳经济的指导意见，引导地方和城市发展低碳经济；综合考虑经济、能源、碳排放等因素，研究制定价格形成机制，为我国塑造一个可持续的低碳未来。4. 积极鼓励技术创新，鼓励低碳友好型技术的研究、开发和应用