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德国城市能源转型规划03|法兰克福100%气候保护总规划

GIZ 何继江 2022-05-20

德国能源转型的目标不但是能源系统的清洁高效发展,还要实现深度碳减排,以支持全球应对气候变化。德国联邦政府设定了相当宏伟的目标:到 2020 年,德国的温室气体排放量在 1990 年的基础上减少 40%,到2050 年减少 80%-95%。


编者按:“中德新能源示范城市能源规划编制”成果发布会暨研讨会7月26日在京举行。此次研讨会是在“中德气候伙伴关系与可再生能源合作”项目框架下举办的。该项目受德国环境、自然保护、建筑及核安全部委托,由德国国际合作机构(GIZ)负责实施,中方合作伙伴为国家能源局和国家可再生能源中心,旨在支持发展中国家和新兴经济体在减排和适应气候变化方面的项目。这次会议发布了德国方面对敦煌市、嘉兴秀洲区、新泰市所编制的能源规划。本人的一些意见也有幸被能源规划报告所采纳。

德国国际合作机构可持续城镇化、交通运输与能源领域主任Sandra Retzer(金彩尔)表示: “中德两国将成为地方能源创新转型的先驱。德国在制定能源规划方案上十分有经验,我们为敦煌、新泰和嘉兴量身打造的新能源规划方案得到了广泛好评,详细地分析了各城市的具体情况,包括能源供需格局、基础设施条件和气候特点。”


德国的可再生能源发展为世界的能源转型做出了许多引领性的探索和创新,能源规划方法论方面特别值得我们深入研究。本公号将陆续发布德国GIZ所主持或参与的德国城市能源规划报告,也将摘要发布敦煌市、嘉兴秀洲区、新泰市等三市的能源规划报告。中德新能源示范城市项目的第二期将于9月启动,届时还将选择一些城市由中德共同编制其能源规划。如果有城市(地级市,县级市,园区)地方政府在能源规划方面愿意借鉴德国经验,我将积极向德国GIZ和国家可再生能源中心推荐。我已经受邀请成为第二期项目的专家,希望与大家合作,共同推进中国的能源革命。前两篇文章发布后,已经有若干城市与我沟通联系,欢迎更多城市表达意向,我会及时与德国国际合作机构沟通。

联系微信18001192876    继江



《德国城市能源转型经验汇编——能源规划成果和最佳实践案例》

是在中德气候伙伴关系及可再生能源合 作项目的框架下汇总发布的。

此项目作为国际气候保护倡议(IKI)的一部分,受德国联邦环境、自然保护、建筑及核安全部(BMUB)的委托,由德国国际合作机构(GIZ)与中华人民共和国国家能源局(NEA) 和国家可再生能源中心(CNREC)联合执行。


德国国际合作机构是一家联邦企业,协助德国政府在全球开展可持续发展的国际合作项目。


出版方:德国国际合作机构(GIZ) 

本公号获GIZ授权转载本文。


法兰克福的100%气候保护总体规划

法兰克福的100%气候保护总体规划,目标是到 2050 年,温室气体年排放量相较 1990 年降低 95%,100%城市能耗由可再生能源供应。市政府将重点对电力、热力和交通三个重要领域进行改造和升级。针对推进可再生能源建设,法兰克福开展多种融资方式,例如征收新型能源税和气候税,提高燃料税和建立能源基金等。本文将对法兰克福市 100%气候保护总体规划的目标、方案内容、政策框架、成果预计和不确定性因素等内容进行总结。


1. 城市基本情况

城市面积

248.31 平方公里

地理位置

德国西部的黑森州境内,处在莱茵河中部支流美因河的下游

人口

法兰克福市 70.8 万,莱茵美因大区人口 550 万

支柱产业

化学工业、机械、汽车和医药、生物和转基因

国民生产总值

1727 亿欧元(2012 年数据)

 

  • 法兰克福太阳年度辐射照度总量为 1150kWh/m2,风速为4.2m/s(塔高 80 米处)。

  • 截止到 2013 年,法兰克福进口电量占本地总电量的 57.7%。当地电厂发电主要是靠矿物燃料发电(29%)和水力发电(10.5%),可再生能源发电量只占 2.8%。

  • 2013 年,该地终端能源消耗中工业占比最大,总量达 23929GWh,占比达到 28.8%。贸易、商业以及服务业占 27.4%,交通占 23.6%,农业所占比例最低,约占 20.3%。

 


2. 方案目标

  • 到2050 年,温室气体年排放量相较 1990 年降低 95%。

  • 到2050 年,法兰克福的城市终端能源消耗(包括供电、供热及交通100%由可再生能源供给(2013 年可再生能源占比为 6%)。

  • 到2050 年,城市的能源消耗总量应降至 2010 年水平的50%(2010 能源消耗为22,600GWh)。



“100%气候保护总体规划” 将重点对电力、热力和交通三个重要领域进行改造和升级。
电力领域: 电力供给和消耗的改造和升级将同时关注法兰克福市区和莱茵美因大区两个区域,应用领域覆盖家庭、商业以及工业。例如在家庭领域鼓励将使用洗碗机、烘干机的时间错开用电高峰期;在商业领域使用钠蒸汽压力灯以减少二氧化碳排放;在工业领域以高效发动机替代普通发动机以及优先发展热电联产项目等。
热力领域: 要在居住类建筑以及非居住类建筑中应用可再生能源和分布式发电设备;设立适用于新建筑的能耗标准,并对已有的居住类和非居住类建筑进行能效改造;开发新的节能设备和技术,关注热力分配,并在工业领域推行提高热效率的措施等。
交通领域: 在近距离交通方面鼓励步行或是骑自行车;在个人交通方面开展电动汽车推动方案;在公共近距离交通方面重点研究电动巴士、混合动力巴士、快速巴士、地铁、有轨电车、卡车和城市物流等。


3. 法律和政策支持

德国可再生能源法等法律为法兰克福能源转型计划的融资提供了法律支撑。可再生能源法最近的一次修改是在 2014 年,最新修订版本中针对法兰克福的政策包括设定一个“电力扩建区间”,即将可再生能源新增装机控制在每年 2.4GW~2.6GW(注:中文版中原文如此,但数量级肯定错了,全德国现在每年装机量不到2GW,原文为德文,我也看不懂,待核对)。而为实现这一目标所推行的一项重要措施就是可再生能源发电浮动津贴机制,通过调整每季度针对所有可再生能源发电商(企业亦或个人)的津贴价格来调控可再生能源装机的增速。

 

热力领域针对可再生能源的市场刺激纲要也是联邦政府的一项核心推动措施,即提高对居民、商业以及公共建筑中太阳能收集装置、生物能装置和热泵的投资补贴。法兰克福针对推进可再生能源建设有多种融资方式,例如征收新型能源税和气候税,提高燃料税和建立能源基金等。以效率基金(亦称为节能基金)为例,这种基金通过收缴税款作为资本为可再生能源促进方案提供资金。该基金收缴的税款主要来源为建筑能效税,即能效等级低的建筑所有者需要缴纳的额外税费,而建筑能效高的建筑所有者则可以从该基金获得补贴。在德国还出现了一种新型的融资方式,即众筹方式。项目发起人可以通过互联网平台向公众介绍其项目,所有有意向的投资人都可以对该项目投入资金,但是对每个项目都有规定的最低限额和时间限制。如果项目目标达成,所有投资人都可以从中获得一定的分红。


电力领域: 到 2050 年,法兰克福全社会电力需求和 2010 年相比下降 22%。

热力领域: 到 2050 年,热力消耗和 2010 年相比下降 55%。 2010 到 2050 年间,共计可节约热力消费 6483GWh。

交通领域: 到 2050 年,交通产业能源消耗和 2010 年相比降低 75%。交通领域能源消费量将从 2010 年的4362GWh 降至 2050 年 1086GWh。


4. 不确定性因素

根据法兰克福 2012 年的实际情况,想要实现到 2050 年全城能源消耗完全依靠可再生能源,还需要在技术革新上挖掘出更大的潜力。例如,若不使用蓄电设备,预计到 2050 年只有 53%的所需电量可以实现自产自用。若使用蓄电设备,这一比例可达 90%。但蓄电设备的容量越大,电力成本也会越高。若能借助联邦州的风电和生物质发电量,法兰克福市则可以实现 100%依靠可再生能源。从经济角度来看,成本最优的选择是自产电量份额达到 90%,剩余 10%通过进口实现。

 

点与评

 1、2050 年,温室气体年排放量相较 1990 年降低 95%。

评:2050年法兰克福市温室气体排放量为1990年的二十分之一。这力度确实大,这目标确实宏伟。但其施行过程中确实循序渐进式的,从确立每年装机区间,到每季度调整可再生能源津贴,都可以看出其规划的缜密性和科学性。这一点值得中国城市在整体能源方案规划设计中学习。

2、本地可再生能源产电份额达到 90%,剩余 10%通过外部输入。

评:90%的电量来自本地的可再生能源,这对一个仅有248平方公里的城市来说,这相当有挑战啊。

3、个人交通方面开展电动汽车推动方案;

评:好像没有提到氢燃料电池汽车的技术路线。4月份我在冰岛访问时曾问冰岛能源局局长,氢燃料电池示范项目进展如何?他笑答,如果不是你问,我差点都忘记这事了。难道这表示电动汽车的技术路线获得更广泛的共识?

4、热力领域提高对居民、商业以及公共建筑中太阳能收集装置、生物能装置和热泵的投资补贴。

评:中国在这三个领域的补贴几乎没有,热泵的电价也太高,建议中国尝试补贴政策,初装补贴弊端比较多,可以考虑减免税或抵税,热泵可以给予优惠电价,这很容易实现,也比较容易监管。

5、设定“电力扩建区间”,将可再生能源新增装机控制在一定规模,并实行可再生能源发电浮动补贴机制,通过调整每季度针对所有可再生能源发电商(企业亦或个人)的补贴价格来调控可再生能源装机的增速。

评:中国今年的光伏装机量超过40吉瓦的可能性极大,明年呢?后年呢?如果规模继续扩大,现有的补贴政策将难以为继。有必要在2018年或2019年全面推广光伏电站价格招标制,并开始探索发电浮动补贴机制。

 6、新型的融资方式--众筹。项目发起人可以通过互联网平台向公众介绍其项目,所有有意向的投资人都可以对该项目投入资金,但是对每个项目都有规定的最低限额和时间限制。如果项目目标达成,所有投资人都可以从中获得一定的分红。

评:绿能宝就是与此类似的一种众筹模式,它虽然失败了,但众筹模式在可再生能源领域还应该发展。监管体系跟上非常重要。地方政府可以选择当地的国有平台公司,拿一些较优质的可再生资源项目进行尝试,尤其在分布式发展迅速的地区。

7、若不使用蓄电设备,预计到 2050 年只有 53%的所需电量可以实现自产自用。若使用蓄电设备,这一比例可达 90%。但蓄电设备的容量越大,电力成本也会越高。

评:在中国的高比例可再生能源情景中,储能(蓄电)被寄予了太多的期待,法兰克福的谨慎态度值得中国储能业界认真思考,密切关注。


法兰克福作为德国最大的化工、金融、媒体、交通的欧洲枢纽城市,其人均能耗也远高于德国平均水平,中国很多工业型城市与你有较多类似点。法兰克福的能源转型方案一方面向我们展示了其能源革命的强大决心,一方面也展示出其规划的科学性与合理性,缜密而专业的规划和设计,这值得中国政策设计者和能源业界人士借鉴。



注:本文部分信息编译自法兰克福市政府官方网站

原文地址: http://www.masterplan100.de/kacheln/masterplan-100-klimaschutz-frankfurtam-ma

其他补充内容参考如下参考文献:

[1] Sebastian Zahn,德国 2013 年能源结构[R], 2013.11.07 法兰克福.,

[2] 法兰克福地区协会, 法兰克福能源现状简介[R],2015.09.03, 法兰克福


原报告链接:http://www.cnrec.info/sfxm/xnycs/gjjy/gjiajy/germany/



德国城市能源转型规划01:科隆市

德国城市能源转型规划02:慕尼黑


公众号简介


这是何继江的个人微信公众号。也发布志同道合者的原创文章。

推进能源革命,建设能源互联网,普及绿能,淘汰碳能。

何继江:博士,副研究员。

清华大学能源互联网创新研究院政策发展研究室主任。中国能源研究会能源互联网专委会副秘书长、中国电动汽车充电技术与产业联盟副理事长、电能替代产业发展促进联盟专家委员会委员、中国电机工程学会用电与节电专业委员会第五届专业委员会委员。

国家发改委等三部委《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》文件起草工作组成员、《国家能源局关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》文件起草工作组成员,对《可再生能源发展“十三五”规划》亦有贡献。

本人及所在的研究团队愿意为能源革命和能源互联网的发展提供研究支持,欢迎地方政府、园区和企业就能源转型规划、能源互联网规划、能源互联网项目设计与我们进行探讨。




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