編者按:2023年9月12-14日,以“綠色 持續(xù) 共生 向新”為主題的“第五屆未來(lái)能源大會(huì)”在江蘇常州武進(jìn)召開(kāi),本次大會(huì)由中國(guó)能源研究會(huì)與中國(guó)能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì)上,中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠(yuǎn)發(fā)表了《The Practice of Germany's Energy Transition and Its Implications for China》的主旨演講。
以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。
陶光遠(yuǎn):首先非常感謝大會(huì)主持人李若梅老師邀請(qǐng)我來(lái)作這個(gè)演講。尊敬的周院士、黃會(huì)長(zhǎng),尊敬的朱總,尊敬的各位同行們,大家下午好。我今天講的題目是“智慧能源是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵”,我是來(lái)自中德可再生能源合作中心的陶光遠(yuǎn),我是執(zhí)行主任。
我同時(shí)也是德國(guó)能源署駐北京辦事處的主任,我簡(jiǎn)要介紹一下德國(guó)能源署不是管常規(guī)能源的,它是2000年為了實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,2000年是德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的元年,社民黨的領(lǐng)袖施羅德和綠黨1998年競(jìng)選成功擔(dān)任總理,2000年正式開(kāi)始能源轉(zhuǎn)型,就成立了這么一個(gè)機(jī)構(gòu),我們這個(gè)機(jī)構(gòu)據(jù)說(shuō)除了世界氣候保護(hù)組織之外,全世界最大的氣候保護(hù)的咨詢機(jī)構(gòu),我們這個(gè)機(jī)構(gòu)的一個(gè)特點(diǎn)是上管天、下管地,也就是說(shuō)既管政策、法律等等各方面的制定、市場(chǎng)的推廣,同時(shí)還有一個(gè)很重要的任務(wù),就是做技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的分析,我們有點(diǎn)像能源研究院,不是像能源電力科學(xué)院,不像周院士在的那個(gè)單位。德國(guó)有一個(gè)特點(diǎn),不可能說(shuō)向其他國(guó)家學(xué)習(xí)來(lái)制定我的政策,因?yàn)樗悄茉崔D(zhuǎn)型的領(lǐng)頭羊,所以他必須對(duì)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的論證,這個(gè)技術(shù)能不能進(jìn)行推廣,這個(gè)技術(shù)如果要示范經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)的時(shí)間才能經(jīng)濟(jì)性,大概有三百人做這個(gè)工作。
我們?cè)谥袊?guó)開(kāi)展了非常多的活動(dòng),從2004年開(kāi)始我就負(fù)責(zé)德國(guó)能源署在這方面的工作,也是負(fù)責(zé)19年了。我們?cè)谥袊?guó)做了非常多的項(xiàng)目,比如說(shuō)大家知道的被動(dòng)房,超低能耗建筑,就是我協(xié)助當(dāng)時(shí)的德國(guó)能源署的署長(zhǎng)斯蒂芬科勒引入到中國(guó)的,2015年以前中國(guó)所有的被動(dòng)房沒(méi)有一個(gè)例外,所有的都是德國(guó)能源署提供的咨詢,包括我們給最大的一桶油最近還提供了氫能發(fā)展戰(zhàn)略等等。比較有名的一件事情就是大氣污染治理,這里面有很多故事我就不說(shuō)了,大家在網(wǎng)上找一下,有很多很有意思的事情,也有很多有爭(zhēng)議的事情。
我們簡(jiǎn)單看一下德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的三大支柱,第一個(gè)就是節(jié)能,當(dāng)時(shí)德國(guó)能源轉(zhuǎn)型初期,可再生能源還是比較貴的,所以德國(guó)重點(diǎn)就是節(jié)能,其次是通過(guò)可再生能源的示范,有限的示范利用來(lái)努力降低可再生能源的成本,大概在2014年的時(shí)候,德國(guó)已經(jīng)意識(shí)到,大概在2020年風(fēng)光電成本就能低于煤電,所以從2014年開(kāi)始德國(guó)宣布進(jìn)入能源轉(zhuǎn)型2.0時(shí)代,也就是說(shuō)把工作重點(diǎn)從節(jié)能轉(zhuǎn)移到怎么樣開(kāi)發(fā)可再生能源方面,當(dāng)然節(jié)能還繼續(xù)做,但是這個(gè)重點(diǎn)就轉(zhuǎn)向利用可再生能源。當(dāng)然可再生能源出現(xiàn)了一個(gè)很大的問(wèn)題,就是波動(dòng)問(wèn)題,我們后來(lái)講到。還有一個(gè)就是在不能使用電能的地方要使用氫能,主要四個(gè)領(lǐng)域,冶金、化工,一部分交通運(yùn)輸能源,還有一個(gè)就是補(bǔ)償發(fā)電。
德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的是非常順利的,當(dāng)時(shí)是斯蒂芬科勒,既是我的老師,也是我的朋友,也是我的頂頭上司,他和現(xiàn)任總統(tǒng)施泰因邁爾,施泰因邁爾當(dāng)時(shí)是施羅德的州辦公廳主任,他們兩個(gè)牽頭為施羅德制定了競(jìng)選綱領(lǐng),2000年又制定了能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃,我不得不說(shuō)非常佩服這一代人,非常有前瞻性的一代人,他們?cè)?000年制定的目標(biāo),說(shuō)以1990年德國(guó)碳達(dá)峰的時(shí)候的碳排放為基準(zhǔn),到2020年減排40%,到2050年減排80%,2020年那一年,德國(guó)非常精準(zhǔn)的二氧化碳減排40%,誤差不超過(guò)1%。2020年的時(shí)候,德國(guó)同時(shí)宣布德國(guó)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)提前,原來(lái)是2050年80%提前到2045年超過(guò)95%,所以我們很佩服這一代有遠(yuǎn)見(jiàn)的專(zhuān)家。
大家也知道二氧化碳排放主要集中在三個(gè)領(lǐng)域,工商業(yè)、交通運(yùn)輸和建筑,有兩個(gè)重要的二次能源,一個(gè)是電能,這沒(méi)有什么說(shuō)的,一個(gè)是氫能,氫能將來(lái)占的比例會(huì)比較低,悲觀的人說(shuō)占15%,樂(lè)觀的人說(shuō)占20%,甚至20%多一點(diǎn),不管怎么說(shuō)氫能是一個(gè)新秀,引起了大家的重視。德國(guó)是一個(gè)在發(fā)達(dá)國(guó)家中,和中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、用能特點(diǎn)很相近的國(guó)家,富煤、缺油、少氣、重工業(yè)非常重,所以德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),中國(guó)人特別重視來(lái)學(xué)習(xí)。
我們今天的時(shí)間關(guān)系只重點(diǎn)談一下發(fā)電領(lǐng)域,這是以前的發(fā)電領(lǐng)域,這個(gè)是實(shí)現(xiàn)碳中和的主線,首先是節(jié)能,因?yàn)槌杀颈容^低,所以從它開(kāi)始,節(jié)能完了用可再生能源怎么用?用電能,當(dāng)時(shí)就已經(jīng)預(yù)計(jì)到風(fēng)光電就很便宜,干脆電能化簡(jiǎn)單,然后可再生能源化,可再生能源最主要的問(wèn)題是波動(dòng),就要靠智慧能源來(lái)解決,最后剩下不能用電能解決的問(wèn)題用氫能解決,這個(gè)路線是非常清晰的。這個(gè)用字的大小就說(shuō)明了現(xiàn)在能源轉(zhuǎn)型中的任務(wù)艱巨,我想時(shí)間關(guān)系我就不細(xì)說(shuō)了,我這個(gè)PPT文件不能給出去,我們單位說(shuō)了給出去要審查,所以你們需要拍照就拍照,你們拍照沒(méi)問(wèn)題,但是我要給出去,聽(tīng)說(shuō)有人告狀,上次就告我一狀,說(shuō)我說(shuō)了一句話不合適,我們單位是央企,有人告狀我還受不了,所以我講話可以講,我給出去就麻煩了。
這個(gè)是德國(guó)能源轉(zhuǎn)型,大家看風(fēng)光電的比例到2020年就接近40%了,特別是2020年當(dāng)時(shí)疫情的原因,德國(guó)風(fēng)光電的比例發(fā)電量功率都是超過(guò)了40%,德國(guó)的電網(wǎng)還是很穩(wěn)定的。這也是它的計(jì)劃,大家認(rèn)為它的計(jì)劃可以提前實(shí)現(xiàn),到2030年可再生能源達(dá)到80%。大家也都知道現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)可再生能源比例高成本已經(jīng)不是問(wèn)題,這是在中國(guó)的風(fēng)電成本,這是光伏的成本,這個(gè)都沒(méi)有任何問(wèn)題了,今天這些都不用講了?,F(xiàn)在的大問(wèn)題是波動(dòng),這也是德國(guó)2020年就出現(xiàn)可再生能源發(fā)的電已經(jīng)超過(guò)了總用電的負(fù)荷,這是今天要解決的主要問(wèn)題。中國(guó)也出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,第一次出現(xiàn)負(fù)電價(jià)就在山東,也就是2022年出現(xiàn)了。
我們要解決什么問(wèn)題呢?一年8760個(gè)小時(shí),未來(lái)大概有50%多一點(diǎn)的時(shí)間是電力不夠,電力不夠指的是風(fēng)光電發(fā)完以后電力不夠,還有40%多的時(shí)間是過(guò)剩,其實(shí)我們要做的工作就是把過(guò)剩時(shí)間的用電移到電力不夠的時(shí)候用,把電力發(fā)電移到電力不夠的時(shí)候發(fā)電,基本說(shuō)要求靈活性是50%左右。于是就出現(xiàn)了一個(gè)新家族,這個(gè)我認(rèn)為講的是最全面的一個(gè)圖,今天的電力結(jié)構(gòu)就是這樣的結(jié)構(gòu),特別是智慧能源,這個(gè)新家族里面有智慧發(fā)電、智慧用電,還有儲(chǔ)能,我要跟大家說(shuō)明的一點(diǎn)智慧用電占的比例是最高的,只不過(guò)搞電力系統(tǒng)的人對(duì)用戶不太熟悉,我馬上會(huì)講一下這個(gè)問(wèn)題出在什么地方。
于是乎智慧能源就是四大金剛,存儲(chǔ)、消納、補(bǔ)償,還有更大的電網(wǎng)?,F(xiàn)在中國(guó)智慧能源的主力是什么呢?很遺憾,我們用了兩個(gè)很昂貴的辦法,一個(gè)是蓄電池,一個(gè)是抽水蓄能,這兩個(gè)這么高的成本作為儲(chǔ)能,就大大提高了我們能源轉(zhuǎn)型的成本,這是現(xiàn)在的一大問(wèn)題。德國(guó)不走這條路,我們?cè)倏匆幌码姵兀覀儸F(xiàn)在電池配的很少,如果要配的話,一個(gè)千瓦應(yīng)該是配兩個(gè)千瓦時(shí),我們現(xiàn)在都是配0.4、0.6,最多的時(shí)候山東配的0.8,實(shí)際上真正要滿足電力系統(tǒng),要兩個(gè)千瓦時(shí),我們現(xiàn)在都把這個(gè)重?fù)?dān)壓到電網(wǎng)上去,結(jié)果電網(wǎng)沒(méi)辦法,就拿手里僅有的這點(diǎn)煤電和氣電來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),所以說(shuō)這個(gè)事情很麻煩,大風(fēng)光基地居然配煤電,真是意想不到,將來(lái)怎么辦?將來(lái)要實(shí)現(xiàn)碳中和這些煤電到哪里去,這是很大的一個(gè)問(wèn)題。
德國(guó)怎么辦?德國(guó)經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)終端用能50%是冷和熱,還有一部分是機(jī)械能,是汽車(chē)用的,將來(lái)是氫和充電,這一部分占到總用能的75%,都是可以靈活用能的,今天之所以覺(jué)得缺乏智慧能源去調(diào)節(jié),是因?yàn)榻裉斓碾娏ο到y(tǒng)提供的這部分能源不是給它們的,它們現(xiàn)在直接用的是化石能源,所以大家不熟悉,找不到靈活能源在哪兒,找不到調(diào)節(jié)能源在哪兒,所以才上電池。德國(guó)是從2004年,我印象特別深刻,有一個(gè)工程師跟我說(shuō),那一年默克爾還當(dāng)?shù)聡?guó)最北部的一個(gè)州的環(huán)境部長(zhǎng),他當(dāng)時(shí)攻擊施羅德的政策,他說(shuō)他是物理學(xué)博士,他說(shuō)風(fēng)光電頂多4%就不行了,另外我們開(kāi)大會(huì),那個(gè)工程師很激動(dòng)的說(shuō),自人類(lèi)工業(yè)革命以來(lái),從來(lái)沒(méi)有這么便宜的能源,你想那個(gè)能源會(huì)便宜到0,就是風(fēng)光電過(guò)剩,2004年人們就預(yù)見(jiàn)到風(fēng)光電將來(lái)有0電價(jià),怎么辦?整個(gè)工業(yè)要進(jìn)行改變,使用波動(dòng)的風(fēng)光電,我們中國(guó)的工業(yè)到今天為止還在睡覺(jué),還沒(méi)有在研究怎么使用波動(dòng)的風(fēng)光電,只有很少部分的人在研究,這一部分的人不是搞電力系統(tǒng)的人,是每一個(gè)工業(yè)的工業(yè)工程師要研究的這個(gè)問(wèn)題,這是中國(guó)今天能源轉(zhuǎn)型的困難所在。
當(dāng)然了,這個(gè)需要拿電價(jià)來(lái)進(jìn)行調(diào)整,所以德國(guó)也實(shí)行靈活的電價(jià),剛才黃會(huì)長(zhǎng)講的,就是不要靠政府,主要是不靠調(diào)度調(diào)節(jié),德國(guó)電力市場(chǎng)主要靠?jī)r(jià)格調(diào)節(jié),不是靠調(diào)度調(diào)節(jié),當(dāng)然它有一個(gè)特殊的情況,它有基本單元,時(shí)間關(guān)系就不講了。
德國(guó)用什么儲(chǔ)能更便宜?啤酒儲(chǔ)能,德國(guó)的啤酒發(fā)酵45天以上,中國(guó)的啤酒不好喝,是發(fā)酵15天以下往里面摻大米,德國(guó)不讓摻大米,中國(guó)摻大米就發(fā)酵快,45天以上就有大量的啤酒,很簡(jiǎn)單一度的溫差來(lái)做存儲(chǔ),電多的時(shí)候拼命的制冷,等到?jīng)]電了就不制冷,用一度的溫差,在德國(guó)整個(gè)啤酒加起來(lái),50千瓦時(shí)的電池一分錢(qián)不要,0成本,另外德國(guó)電廠都進(jìn)行了改造,都搞了儲(chǔ)熱罐,時(shí)間關(guān)系我也不說(shuō)了。
我們?cè)僦v一個(gè)零碳園區(qū),我們經(jīng)常講到EUREF,基本上使用風(fēng)光電,然后有少量的用了沼氣、熱電聯(lián)供,這是它的能源結(jié)構(gòu),這是它的能源站,最主要的是這張圖,這個(gè)事情就決定了怎么樣做,把靈活用能做到50%,一個(gè)城市能做到50%,我曾經(jīng)聽(tīng)說(shuō)了上海總結(jié)自己說(shuō)靈活用能5%,德國(guó)說(shuō)一個(gè)城市園區(qū)50%,差了10倍,這就是德國(guó)為什么有底氣說(shuō)我能2030年80%能使用可再生能源,原因就是我有便宜的調(diào)節(jié)能力,很簡(jiǎn)單50%基本是0成本,我就拿建筑物,因?yàn)樾陆ńㄖ炷列聝?chǔ)能、混凝土新儲(chǔ)冷、電動(dòng)汽車(chē)智能充電,汽車(chē)一停車(chē)接了慢速充電樁,就是智慧能源。這是很典型的,非常可惜,2020年因病去世,整個(gè)EUREF是他主持設(shè)計(jì)的,德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型也是他設(shè)計(jì),這是一個(gè)非常杰出的工程師,既能設(shè)計(jì)一個(gè)國(guó)家的能源轉(zhuǎn)型,又能設(shè)計(jì)一個(gè)園區(qū)、一個(gè)建筑、一個(gè)城市的能源轉(zhuǎn)型,做到零碳園區(qū)。
最后講三個(gè)問(wèn)題,誰(shuí)是能源轉(zhuǎn)型的最大收益者?經(jīng)常有人講發(fā)達(dá)國(guó)家整我們,就像我們進(jìn)WTO一樣,說(shuō)進(jìn)了WTO要倒霉,現(xiàn)在西方在議論最大的受益者就是中國(guó),中國(guó)是全球氣候保護(hù)、能源轉(zhuǎn)型最大的受益者。第二發(fā)達(dá)國(guó)家為什么不兌現(xiàn)援助?很簡(jiǎn)單,可再生能源已經(jīng)很便宜了,比化石能源還便宜,不給你援助也得用它,第二我給你錢(qián),你拿去買(mǎi)中國(guó)的光伏組件,我腦子是不是進(jìn)水了,所以說(shuō)我估計(jì)氣候談判以后這事都沒(méi)了,發(fā)達(dá)國(guó)家慢慢錢(qián)基本就不給了。最后是一個(gè)最敏銳的問(wèn)題,中國(guó)哪一年會(huì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰?說(shuō)實(shí)話我的個(gè)人看法2024年到2026年,我把這張圖給大家,大家拍一下慢慢看,很多人有爭(zhēng)議,我們的光伏確實(shí)非常了不起,我們只要達(dá)到2.6,大家看一下,只要達(dá)到紅線那個(gè)高度,那一年就達(dá)峰了,大家看這張圖覺(jué)得那一年應(yīng)該是哪一年,那一年就達(dá)峰了,是一個(gè)非常保守的分析,我總結(jié)的是4億噸,其實(shí)比4億噸還少,所以我的看法是中國(guó)很快就會(huì)達(dá)峰。
最后我想說(shuō)一下開(kāi)發(fā)智慧能源的關(guān)鍵詞,不要問(wèn)電網(wǎng)為我做了什么,而要問(wèn)我為電網(wǎng)做了什么,大家都把調(diào)節(jié)的責(zé)任都往電網(wǎng)身上推,這是非常不公正的,所有的人都要上網(wǎng),沒(méi)有人關(guān)心我怎么給電網(wǎng)做調(diào)節(jié),所有的用電戶將來(lái)都是調(diào)節(jié)者。最后說(shuō)我不是電網(wǎng)的托兒,我也沒(méi)拿電網(wǎng)的錢(qián),謝謝大家。
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