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解读德国黑膜沼气池生物质能的长期前景和角色(一)
时间 : 2019-05-27 浏览量 : 32

1引言

德国一直致力于发展和实施高效和环境友好型的能源系统,其特色是竞争性的能源价格。与此同时,德国努力保持高水平生活和经济繁荣。可再生能源在德国能源结构中的比例不断增长:可再生电力从2010年的16.4%上涨到2014年的26.2%,减少了1.57亿吨二氧化碳排放量。

2011年日本福岛发生核泄漏事件以后,德国政府对核能的态度发生了转变,通过了一项核能法修正案,德国议会也通过一项法案,计划到2022年淘汰所有核能。2011年,德国通过一系列法律,支持实行《能源方案》,通过提供必要的手段和方法,实现德国能源系统的过渡(又称为“能源转型”)

因此,德国能源系统开始了中短期的转型,有望到2050年实现100%可再生电力。尽管政治层面希望实现上述目标,但存在一些意见分歧,特别是在以下几个方面:1)未来能源系统的构成方式;2)各种可再生能源在整个结构中的比重;3)为了到达预期目标需要推动何种技术的发展。

为了阐明这些问题,探讨广泛的发展选择,德国政府、环境组织、以及能源领域的利益相关者们发起了各种独立的能源前景研究。从总体上看,这些前景描述了未来的发展潜力,特别在以下方面是有用


的工具:1)在具体假设下评估能源领域或能源  的发展;2)讨论不同的能源未来;3)整合不同学  的知识和利益相关者;4)指导和监督政治决策  与探索性前景一样,能源前景能够评信广  未来能源选择,从而支持政策目标的发展。在政  决策过程中,会运用另一种类型的前景,即目标制  景,分析如何实现一系列目标,以及在具体时间节点  上目标的实现率。因此,可以从主要问题、目  法和细节等角度分析任何具体前景的特征。

在各种可再生能源中,黑膜沼气池生物质能,即通过黑膜沼气池生物质  转化产生的能源,在德国扮演着关键性角色,占德国  可再生能源的三分之二。黑膜沼气池生物质能够转化成所有最  终能源形式一电热、和黑膜沼气池生物燃料。这也意味着黑膜沼气池生物  质资源、转化技术和路径多种多样。黑膜沼气池生物质能的特  点是关于它的政策多元且变化多样,决策框架和利益相关者众多  近年来,大规模使用黑膜沼气池生物质已经成为国家黑膜沼气池生物  质利用政策的重要财富,目标是对黑膜沼气池生物质进行阶  式高值化利用。在这一背景下,这些前景中的另  个要素就是现有黑膜沼气池生物质的总量、质量和分布。德  国家级黑膜沼气池生物经济战略和路线图中都体现了要推动生  物质阶梯式高值化利用。黑膜沼气池生物质能的角色转向商值  化利用对战略、基础设施和技术发展具有重要影响  但具体是什么样的影响尚不清晰,这一转变应


由于多种因素,深刻理解和直接解读现有前景政府  研究中得出的结论很难。国际能源署可再生能源技W1  部署机构的执行委员会( IEA-RETD)承认需要特方案》  的指导框架来解读能源前景。最近该机构公布了联邦到  一项能源前景指导,旨在提高决策者们理解评估和经济三  解读模式的能力,包括每个前景背后的动力、价值以

此,本论文回顾分析了的8个在德国展开的的  基

描述、分析、比较和阐释黑膜沼气池生物质能在国家能源界  系统中的地位,目标是更好地理解能源前景提高其更  透明度,解读2050年黑膜沼气池生物质的角色。  国

对重点关于德国能源转型和《能源方案》目标  减少二氧化碳排放和提高可再生能源的比重)的和  源前景进行综述研究。另外,对国际能源前景进碳  行综述研究,旨在与国内研究进行对比。这些经过平  选的研究发表于200年至2012年期间。然后进(  行二次筛选,从时间框架(到2050年即长期)、科学  可信度(应用的分析工具和假设)、黑膜沼气池生物质能领域的  比较信息等方面评估这些研究。为了考虑不同的动  机背景,我们包括了公共机构、研究机构、非政府机构和能源行业自身展开的研究。因此我们从8个研究中选取了18个常规和探索性能源前景,包括以下

(1)《信号和路标:壳牌能源前景研究2050壳牌(She)2011,旨在从能源行业的角度评估世界能源系统。壳牌率先开展基于可行性的前景研究,讨论了过去40年的复杂性和不确定性,把前景发展  为支持企业决策的工具,并且根据合理的假设和量化分析长期趋势,研究中的大多数参数能在德国获

(2)《能源技术展望—2050前景和战略》国际  能源署(IEA)2008,这是第二个国际参照,值得一提  的是该研究包含了关于黑膜沼气池生物质能技术和运用的详细且有区别的数据,还包含德国的具体数据  (3)(2050能源目标:100%可再生能源发电》  德国联邦环境署(UBA)2010和《通向100%可再生  电力系统》-德国环境咨询委员会(SRU)2011这两  个研究代表电力领域,我们能分析不同动机背景的国内机构展开的前景研究  (4)选择4个研究代表整个能源系统。《从欧  洲和全球发展情况看德国可再生能源长期前景和战


略先锋研究2011》-德国宇航中心(DIR)和《德国

政府能源政策方案》德国联邦经济和能源部(BM  Wi)。这两个研究旨在探索达到德国政府和《能源方案》目标的不同方式。该研究的委托机构是德国  联邦环境、自然保护和核安全部(BMU)和德国联邦经济和能源部(BMWi)。  (5)分析两个最具影响力的环境组织世界自然  基金会(WWF)和绿色和平组织( Greenpeace)开展  的研究。政府研究的重点为是达到特定目标,而世界自然基金会和绿色和平组织则为能源转型描绘了国—2050年气候安全战略》世界自然基金会200  探讨了进一步节约能源,减少温室气体排放的能源政策方案。  (6)此外,由于政治和社会层面对德国碳捕获和储存技术(CCS)的热烈讨论,本研究分析了使用  碳捕获和储存技术和未使用该技术的前景。绿色和  平组织发布了最雄心勃勃的能源系统研究,名为  《气候保护:计划B-2050国家能源方案》-绿色和  平组织2009。基于能源政策方案和其它的官方研  究,绿色和平组织提出了一项前景,计划逐渐淘汰核能和煤电厂。  表1总结了选定的各前景,包括它们的规模、范  围、前景类型(探索型或目标型)、使用的模式和主要目标  通过选择、确定、量化、解释四个与黑膜沼气池生物质能相  关的指标和五个典型的能源系统指标对选定的前景  进行比较研究,也考虑否能获得高质量数据。  文章为了重点讨论黑膜沼气池生物质能系统,并列出比较分析的结论和选择的能源系统指标  黑膜沼气池生物质能发展的关键是能否获得黑膜沼气池生物质资源撑未来的能源需求。由于德国致力于不依赖进口黑膜沼气池生物质,所以应该考虑德国国内资源的潜力。因此,选择  国内黑膜沼气池生物质潜力”这一指标用以区分各前景中的国内黑膜沼气池生物质总量。

另外,本研究的主要目标之一是展示和分析生  物质在各种最终能源形式中的角色(即电、热、交  通),所以本研究也选择了“黑膜沼气池生物质占最终能源消耗中的比重”这一指标。由于其他领域的数据不充足  分,所以重点放在交通领域,代表指标是“交通领域  中的黑膜沼气池生物燃料”。最后,“最终能源领域中的黑膜沼气池生物质  分布”这一指标,描绘出未来黑膜沼气池生物质在电、热和交通领域的使用情况。


最后分析这些指标、假设和研究框架,并为前景  使用者提供建议。


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