在德国Bergheim附近的Niederaussem燃煤发电厂旁边运行的风力涡轮机。

在德国Bergheim附近的Niederaussem燃煤发电厂旁边运行的风力涡轮机。卢卡斯Schulze /盖蒂图片社

碳十字路口:德国能否重振停滞的能源转型?

尽管德国在大规模经济脱碳方面一直处于全球领先地位,但该国雄心勃勃的清洁能源转型却步履蹒跚。现在,一大批能源专家正在努力重振使德国在本世纪中叶接近零碳排放的努力。

德国北部,东起波兰边境,西至荷兰,是德国强大的陆上风力发电产业的大本营。这是这个国家几乎最大的份额30,000个风力涡轮机这些电站的合力相当于大约10个核反应堆的发电量。在德国最北端与丹麦接壤的地方,高耸的涡轮机在地平线上一望无际。随着德国努力到2050年实现碳中和,更多的温室气体正在到来。

然而,尽管他们令人印象深刻,但北方的风园不仅提醒了德国在德国成立了多少Energiewende以及清洁能源转型的问题,以及有待完成的工作。尽管中国为向清洁能源经济转型做出了巨大的努力——在过去的五年中,政府对消费者的支持和成本已经达到了估计的总量1600亿年欧元(1810亿美元)——由于可再生能源的大力发展,德国的温室气体排放量并没有像预期的那样迅速下降。目前德国40%的电力来自可再生能源。德国的政客们甚至承认,该国远未达到2020年的目标减少40%的排放量低于1990年的水平。

德国的失败是对其环保意识的公民的烦恼。虽然德国人仍然压倒了能量转变 -多年来,民意调查显示支撑超过90% - 关于四分之三说政府并没有足够减缓全球变暖。

今天,Energiewende发现自己陷入停滞和挣扎。德国的碳排放大致停留在2009年的水平。该国仍然是欧洲最大的煤炭生产国和燃烧国超过三分之一德国电源。此外,交通部门的排放有增长了20%专家称,自1995年以来,这一数字一直在上升,而且看不到尽头。自2000年以来,德国消费者的电费飙升,部分原因是可再生能源附加费。

如果德国继续现行课程,其碳排放将仅下降2050%。

现在,复杂而令人不安的问题浮现在眼前:德国是否能实现哪怕是最小的目标,并在遏制全球变暖方面发挥自己的作用?从左翼的绿色团体,到独立智库,到行业协会,专家们提出了无数的计划,以重获动力Energiewende使德国经济脱碳。迫在眉睫的问题:德国能源机构(DENA),公共和私人基金支持的智库,发现,如果这个国家继续沿着目前的课程,碳排放到2050年将下降只有62%——远低于政府的目标是削减排放95%低于1990年的水平,到本世纪中叶。分析人士说,德国现在面临的挑战也将是其他工业化社会试图摆脱对化石燃料的依赖时所面临的。

Energiewende始于2000年草根运动说服立法者通过上网电价支持可再生能源扩张。2011年日本福岛核灾难发生后,德国总理安格拉·默克尔(Angela Merkel)及其政府支持能源转型,并起草了指导转型的蓝图。但近年来,面对汽车行业的反对,政府放弃了交通行业的脱碳;没有支持碳排放的显著价格;拖延了电网扩张;拒绝设定逐步淘汰煤炭的日期;也没有实施其2050年气候计划的重要部分。一些分析人士表示,默克尔决定在2021年下台可能对德国有利Energiewende随着绿党在民意调查中的支持率上升,该党很可能在下一届政府中扮演重要角色。

在这种背景下,德国政府的《2050年气候保护计划》Energiewende美国政府目前的路线图遭到了猛烈的批评。联邦环境署的贝诺·海恩(Benno Hain)说:“气候计划中设定的目标远远不够远大。”他指的是与1990年的水平相比减少80%到95%的模糊目标。海恩说,德国必须力争达到95%的减排目标,这意味着新的宏观设想和更严格的实施。

数据:2017年UBA /来源:清洁能源线

可再生能源效用EWSSchönau的Tanja Gaudian认为,德国非常需要一个新的能源过渡大师计划。“这甚至都不清楚这一点Energiewendewill continue to be one driven from below, by communities and citizens as it has so far, or whether the big utilities will be given a special role, even though they don’t deserve it,” she says, referring to their decades-long opposition to renewable energy. “There’s so much that’s up in the air.”

然而,政府的2050计划并不是实现气候中和的唯一计划。德国工业界、高水平的研究机构、非政府组织和DENA等智库已经投入巨资进行复杂的分析,为德国能源系统脱碳勾画出可供选择的方案。这些方案解决了未来技术的本质;煤炭和其他化石燃料是应该被迫退出能源供应,还是应该通过市场力量逐渐消失;合成燃料和氢的作用,以及碳捕获和储存(CCS);以及国内可再生能源发电的范围和类型。所有这些问题都因正在进行的逐步淘汰核能而变得更加复杂,这在德国没有引起争议。

主要的研究——甚至包括那些有德国工业参与的研究——都一致认为,如果德国改变路线,它可以实现2030年的目标。至少,这些试点研究可以为德国的能源政策辩论注入新思路。

柏林E3分析智库的托比•库蒂尔表示:“这些情况表明,德国的气候和能源目标可以在不动用资金的情况下,利用现有技术实现。”“我们不必从帽子里变出兔子,也不必期待技术奇迹。要实现这些雄心勃勃的脱碳目标,有两个基本条件:政治意愿和投资确定性。21世纪初,德国两者兼备;现在,可以说两者都没有。”

一位专家表示,如果碳排放价格达到每吨30欧元,这实际上意味着煤炭的终结。

不令人惊讶的是,绿色组织和缔约方 - 包括绿色和平,德国,地球的朋友德国,德国蔬菜和左派 - 正在呼吁更快地扩大可再生能源,更快的立法结束煤炭发电,以及the full-scale revamping of Germany’s transportation sector.

GreenPeace德国已撰写了最广泛的型号之一,它从崇高的前提开头,即30年内可以获得100%的温室气体(与1990级相比)。这种情况的关键是德国可以,应该,到2030年停止燃烧煤炭.根据这项计划,到2020年,占德国电厂总数三分之一、历史最悠久、污染最严重的燃煤电厂必须关闭。另外三分之一将在五年后关闭,剩下的将在2030年关闭。绿色和平组织呼吁制定一个高碳定价方案,到2030年将价格提高到每吨40欧元。(欧盟的碳交易计划目前列出了一个吨碳在12欧元。)

从供应中删除煤炭和核电损失的能量发电能力将主要由可再生能源组成,以至于GreenPeace - 最高风,仍处于德国的早期阶段。虽然海上风电的大规模推出 - 超过了当前舰队的12倍以上的1,170辆涡轮机 - 是绿色和平策略的中央板材,它还呼吁陆上风力发电和太阳能光伏容量的五倍。在临时,GreenPeace承认,可再生能源可能必须由天然燃气发电提供帮助。通过减少需求,将可以实现这些雄心勃勃的目标,以降低需求:2012年相比,戏剧性能效措施可能会削减18%,以速度为18%,加热减少46%。

此外,绿色和平组织表示,到2030年,交通行业的脱碳不仅意味着加速向电动汽车的过渡,还意味着在2025年至2035年期间逐步淘汰传统的汽油动力汽车。

“将煤炭升至2030年,”可再生能源代理商“是一家以柏林的可再生能源倡导组织的可再生能源机构JörgMühlenhoff说,这绝对可行。

实际上,米努赫霍夫说,如果碳价格达到30欧元,那将有效地拼出煤炭的结束。他补充说,如果德国政府推出新的政策举措,以煤炭在绿色能源投资促进新的政策举措,可再生能源可能会涵盖煤炭的大部分间隙。

2016年6月,德国Brueck附近的风力涡轮机。德国近3万个风力涡轮机的发电量相当于大约10个核反应堆的发电量。

2016年6月,德国Brueck附近的风力涡轮机。德国近3万个风力涡轮机的发电量相当于大约10个核反应堆的发电量。Sean Gallup / Getty Images

直到最近,德国的大部分工业部门,特别是其中能源密集型部门,还在接受治疗Energiewende他们极度怀疑,担心能源成本高企和供应瓶颈会损害他们在国际出口市场的竞争优势。然而,德国工业正越来越深入地参与Energiewende考虑到人们对可再生能源基础设施(比如西门子制造的风力涡轮机)、电动汽车和其他绿色能源技术的需求,美国将在今年9月推出这类产品。工业界现在认为,最好是跟上潮流,参与政策讨论,而不是站在一边吹毛求疵。

例如,今年早些时候,一场大规模的地震发生了呼吁政府采取行动这份由包括西门子、电子和建筑行业在内的50家知名企业签署的协议坚称,“德国如果不想在发展碳中和经济的全球竞赛中落后,就需要一个强有力的战略来实施其相对严格的减排目标。”

这种转变最明显的莫过于试点研究德国工业联合会(BDI)是德国最大、最强大的工业游说组织。在与德国企业的密切合作中,BDI已经建立了几个模型Energiewende这些方案坚定地支持商业和工业,但支持能源转型的更广泛目标。

“BDI研究中值得注意的一点是,德国工业界表示Energiewende德国国家科学与工程学院的Cyril Stephanos说。该学院正在运行一个“未来能源系统”项目。“这表明,可以赚钱,不仅是为了行业,而是为了整个经济。”

的BDI study, however, underscores that unless there’s a multilateral international consensus about targets, burden sharing, and tools like a global CO2 price, Germany should shoot for reducing emissions by only 80 percent below 1990 levels by 2050. The study claims that, when factoring in savings accrued by dropping fossil fuels from the supply, Germany could reach that target at an additional cost of 240 billion euros, while reducing emissions by a full 95 percent would cost the country 500 billion euros.

行业情景很大程度上依赖于住房和建筑行业的能源节约。

这种BDI方案在很大程度上依赖于能源效率,尤其是在住房和建筑行业,在这些行业,化学工业可以通过改造旧建筑和为新建筑提供最先进的保温材料而获益良多。它呼吁将房屋改造的速度提高一倍,并敦促要求所有的新房基本上都是高效节能的“被动式房屋”。

第三种解决方法Energiewende将严格减排(到2050年达到95%)与吸引德国企业的解决方案结合起来。DENA研究机构支持太阳能和风能可再生能源的推广,但也提倡更广泛的技术组合,包括大量的合成燃料。

当能量密集型产业必须脱碳时,Dena和BDI情景也依赖于过渡的最终阶段中的碳捕获和储存(CCS)。“我们经过多次努力,”丹尼亚能源系统分析单元的负责人Christoph Jugel解释道。“甚至使用其他技术,我们无法设法在没有CCS的情况下消除最后1600万吨二氧化碳。”但Jugel指出,不同的情景不会考虑在未来几十年中可能会发生的技术突破。

Stephanos说,研究表明,德国需要的风能和太阳能将是现在的4到7倍。Stephanos指出:“所有研究都提到,到2030年,电动汽车将达到500万至1000万辆。”“我们正在增加,这很好,但我们还没有接近100万。还有很多事情要弄清楚。我们甚至不知道电力、氢燃料电池或生物燃料是否是使交通脱碳的最佳方式。令人惊讶的是,德国还有很多事情要做。”