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解讀德國黑膜沼氣池生物質能的長期前景和角色(一)
時間 : 2019-05-27 瀏覽量 : 1

1引言

德國一直致力于發展和實施高效和環境友好型的能源系統,其特色是競爭性的能源價格。與此同時,德國努力保持高水平生活和經濟繁榮??稍偕茉丛诘聡茉唇Y構中的比例不斷增長:可再生電力從2010年的16.4%上漲到2014年的26.2%,減少了1.57億噸二氧化碳排放量。

2011年日本福島發生核泄漏事件以后,德國政府對核能的態度發生了轉變,通過了一項核能法修正案,德國議會也通過一項法案,計劃到2022年淘汰所有核能。2011年,德國通過一系列法律,支持實行《能源方案》,通過提供必要的手段和方法,實現德國能源系統的過渡(又稱為“能源轉型”)

因此,德國能源系統開始了中短期的轉型,有望到2050年實現100%可再生電力。盡管政治層面希望實現上述目標,但存在一些意見分歧,特別是在以下幾個方面:1)未來能源系統的構成方式;2)各種可再生能源在整個結構中的比重;3)為了到達預期目標需要推動何種技術的發展。

為了闡明這些問題,探討廣泛的發展選擇,德國政府、環境組織、以及能源領域的利益相關者們發起了各種獨立的能源前景研究。從總體上看,這些前景描述了未來的發展潛力,特別在以下方面是有用


的工具:1)在具體假設下評估能源領域或能源  的發展;2)討論不同的能源未來;3)整合不同學  的知識和利益相關者;4)指導和監督政治決策  與探索性前景一樣,能源前景能夠評信廣  未來能源選擇,從而支持政策目標的發展。在政  決策過程中,會運用另一種類型的前景,即目標制  景,分析如何實現一系列目標,以及在具體時間節點  上目標的實現率。因此,可以從主要問題、目  法和細節等角度分析任何具體前景的特征。

在各種可再生能源中,黑膜沼氣池生物質能,即通過黑膜沼氣池生物質  轉化產生的能源,在德國扮演著關鍵性角色,占德國  可再生能源的三分之二。黑膜沼氣池生物質能夠轉化成所有最  終能源形式一電熱、和黑膜沼氣池生物燃料。這也意味著黑膜沼氣池生物  質資源、轉化技術和路徑多種多樣。黑膜沼氣池生物質能的特  點是關于它的政策多元且變化多樣,決策框架和利益相關者眾多  近年來,大規模使用黑膜沼氣池生物質已經成為國家黑膜沼氣池生物  質利用政策的重要財富,目標是對黑膜沼氣池生物質進行階  式高值化利用。在這一背景下,這些前景中的另  個要素就是現有黑膜沼氣池生物質的總量、質量和分布。德  國家級黑膜沼氣池生物經濟戰略和路線圖中都體現了要推動生  物質階梯式高值化利用。黑膜沼氣池生物質能的角色轉向商值  化利用對戰略、基礎設施和技術發展具有重要影響  但具體是什么樣的影響尚不清晰,這一轉變應


由于多種因素,深刻理解和直接解讀現有前景政府  研究中得出的結論很難。國際能源署可再生能源技W1  部署機構的執行委員會( IEA-RETD)承認需要特方案》  的指導框架來解讀能源前景。最近該機構公布了聯邦到  一項能源前景指導,旨在提高決策者們理解評估和經濟三  解讀模式的能力,包括每個前景背后的動力、價值以

此,本論文回顧分析了的8個在德國展開的的  基

描述、分析、比較和闡釋黑膜沼氣池生物質能在國家能源界  系統中的地位,目標是更好地理解能源前景提高其更  透明度,解讀2050年黑膜沼氣池生物質的角色。  國

對重點關于德國能源轉型和《能源方案》目標  減少二氧化碳排放和提高可再生能源的比重)的和  源前景進行綜述研究。另外,對國際能源前景進碳  行綜述研究,旨在與國內研究進行對比。這些經過平  選的研究發表于200年至2012年期間。然后進(  行二次篩選,從時間框架(到2050年即長期)、科學  可信度(應用的分析工具和假設)、黑膜沼氣池生物質能領域的  比較信息等方面評估這些研究。為了考慮不同的動  機背景,我們包括了公共機構、研究機構、非政府機構和能源行業自身展開的研究。因此我們從8個研究中選取了18個常規和探索性能源前景,包括以下

(1)《信號和路標:殼牌能源前景研究2050殼牌(She)2011,旨在從能源行業的角度評估世界能源系統。殼牌率先開展基于可行性的前景研究,討論了過去40年的復雜性和不確定性,把前景發展  為支持企業決策的工具,并且根據合理的假設和量化分析長期趨勢,研究中的大多數參數能在德國獲

(2)《能源技術展望—2050前景和戰略》國際  能源署(IEA)2008,這是第二個國際參照,值得一提  的是該研究包含了關于黑膜沼氣池生物質能技術和運用的詳細且有區別的數據,還包含德國的具體數據  (3)(2050能源目標:100%可再生能源發電》  德國聯邦環境署(UBA)2010和《通向100%可再生  電力系統》-德國環境咨詢委員會(SRU)2011這兩  個研究代表電力領域,我們能分析不同動機背景的國內機構展開的前景研究  (4)選擇4個研究代表整個能源系統?!稄臍W  洲和全球發展情況看德國可再生能源長期前景和戰


略先鋒研究2011》-德國宇航中心(DIR)和《德國

政府能源政策方案》德國聯邦經濟和能源部(BM  Wi)。這兩個研究旨在探索達到德國政府和《能源方案》目標的不同方式。該研究的委托機構是德國  聯邦環境、自然保護和核安全部(BMU)和德國聯邦經濟和能源部(BMWi)。  (5)分析兩個最具影響力的環境組織世界自然  基金會(WWF)和綠色和平組織( Greenpeace)開展  的研究。政府研究的重點為是達到特定目標,而世界自然基金會和綠色和平組織則為能源轉型描繪了國—2050年氣候安全戰略》世界自然基金會200  探討了進一步節約能源,減少溫室氣體排放的能源政策方案。  (6)此外,由于政治和社會層面對德國碳捕獲和儲存技術(CCS)的熱烈討論,本研究分析了使用  碳捕獲和儲存技術和未使用該技術的前景。綠色和  平組織發布了最雄心勃勃的能源系統研究,名為  《氣候保護:計劃B-2050國家能源方案》-綠色和  平組織2009?;谀茉凑叻桨负推渌墓俜窖?nbsp; 究,綠色和平組織提出了一項前景,計劃逐漸淘汰核能和煤電廠。  表1總結了選定的各前景,包括它們的規模、范  圍、前景類型(探索型或目標型)、使用的模式和主要目標  通過選擇、確定、量化、解釋四個與黑膜沼氣池生物質能相  關的指標和五個典型的能源系統指標對選定的前景  進行比較研究,也考慮否能獲得高質量數據。  文章為了重點討論黑膜沼氣池生物質能系統,并列出比較分析的結論和選擇的能源系統指標  黑膜沼氣池生物質能發展的關鍵是能否獲得黑膜沼氣池生物質資源撐未來的能源需求。由于德國致力于不依賴進口黑膜沼氣池生物質,所以應該考慮德國國內資源的潛力。因此,選擇  國內黑膜沼氣池生物質潛力”這一指標用以區分各前景中的國內黑膜沼氣池生物質總量。

另外,本研究的主要目標之一是展示和分析生  物質在各種最終能源形式中的角色(即電、熱、交  通),所以本研究也選擇了“黑膜沼氣池生物質占最終能源消耗中的比重”這一指標。由于其他領域的數據不充足  分,所以重點放在交通領域,代表指標是“交通領域  中的黑膜沼氣池生物燃料”。最后,“最終能源領域中的黑膜沼氣池生物質  分布”這一指標,描繪出未來黑膜沼氣池生物質在電、熱和交通領域的使用情況。


最后分析這些指標、假設和研究框架,并為前景  使用者提供建議。


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