德國(guó)作為全球能源轉(zhuǎn)型的先驅(qū)之一,在鄉(xiāng)村綠色低碳轉(zhuǎn)型中積累了諸多切實(shí)可行的發(fā)展模式與經(jīng)驗(yàn),本文通過(guò)對(duì)德國(guó)鄉(xiāng)村型地區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型實(shí)例進(jìn)行分析,為我國(guó)縣域能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型面臨的問(wèn)題提供借鑒與啟示。
隨著中國(guó)“雙碳”目標(biāo)的不斷推進(jìn),縣域和鄉(xiāng)村地區(qū)的低碳綠色發(fā)展越來(lái)越受到重視。
12月18日,國(guó)家電投集團(tuán)與西門(mén)子能源聯(lián)合發(fā)布《2022中國(guó)縣域綠色低碳能源轉(zhuǎn)型發(fā)展報(bào)告》,報(bào)告分析了中國(guó)縣域低碳能源發(fā)展現(xiàn)狀,剖析了縣域綠色低碳能源發(fā)展典型案例,通過(guò)借鑒德國(guó)鄉(xiāng)村型地區(qū)綠色低碳能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn),探索"3060"目標(biāo)下中國(guó)縣域綠色低碳能源轉(zhuǎn)型發(fā)展路線。
德國(guó)是全球能源轉(zhuǎn)型的先驅(qū)之一,目前可再生能源在德國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的占比已逐步增長(zhǎng)至40%以上,最終目標(biāo)是到2035年?duì)幦?shí)現(xiàn)100%可再生能源供電。然而,在能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中,縣域地區(qū)的角色往往被人忽視,針對(duì)縣域能源轉(zhuǎn)型的研究也較為鮮見(jiàn),但縣域地區(qū)恰恰能夠發(fā)揮關(guān)鍵和獨(dú)特的作用。
中國(guó)近2000個(gè)的縣域經(jīng)濟(jì)體總共涵蓋了超過(guò)7億人口,貢獻(xiàn)了2/5的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值??h域地區(qū)將為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“3060”雙碳目標(biāo)做出不可或缺的貢獻(xiàn)。國(guó)家電投董事長(zhǎng)錢(qián)智民表示,德國(guó)綠色能源發(fā)展起步較早,已積累了諸多切實(shí)可行的發(fā)展模式和經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)縣域綠色低碳能源的健康發(fā)展提供了有益的借鑒與啟示。
西門(mén)子能源股份公司總裁兼首席執(zhí)行官克里斯蒂安·布魯赫認(rèn)為,在德國(guó),一些縣域能源轉(zhuǎn)型走在了其他地區(qū)的前面,甚至有些縣域已經(jīng)或?qū)⒃?030年前實(shí)現(xiàn)氣候中和。他們先行試點(diǎn)的解決方案,將在未來(lái)二十年在德國(guó)得到全面推廣,也因此被視為德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的“實(shí)驗(yàn)室”。
“希望這個(gè)‘實(shí)驗(yàn)室’的成果能夠跨越國(guó)界,為中國(guó)縣域地區(qū)的能源轉(zhuǎn)型提供切實(shí)的參考,能夠有助于中國(guó)在縣域?qū)用嫱七M(jìn)碳中和工作,并為中國(guó)建設(shè)‘美麗鄉(xiāng)村’的宏偉事業(yè)做出貢獻(xiàn)?!?span style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">克里斯蒂安·布魯赫表示。
德國(guó)是全球能源轉(zhuǎn)型的先驅(qū)之一,也是能源結(jié)構(gòu)較好的國(guó)家。2021年,德國(guó)可再生能源占終端能源消費(fèi)總量的19.2%,占終端電力消費(fèi)總量的41.1%(2021年是"小風(fēng)年"),占區(qū)域供熱的18.8%,占供熱和供冷的16.5%(包括區(qū)域供熱),占終端交通運(yùn)輸消費(fèi)總量的6.8%。德國(guó)的目標(biāo)是:在2030年之前實(shí)現(xiàn)可再生能源供給滿足80%的電力需求和50%的熱力需求。

德國(guó)全境共有294個(gè)鄉(xiāng)村型地區(qū)。德國(guó)政府提出在2045年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過(guò)程中,恰恰是鄉(xiāng)村型地區(qū)扮演了非常重要的角色。德國(guó)將鄉(xiāng)村看作能源轉(zhuǎn)型"實(shí)驗(yàn)室”,部分鄉(xiāng)村型地區(qū)將提前先實(shí)現(xiàn)氣候中和,為德國(guó)和其他國(guó)家尋找適應(yīng)各自國(guó)情的解決方案提供了現(xiàn)實(shí)參考。
在德國(guó)鄉(xiāng)村,構(gòu)成碳中和最重要的組成部分是“能源社區(qū)”,其主要特征是以分布式和靈活性為特點(diǎn)的能源體系。在歐盟和德國(guó)相關(guān)法律法規(guī)的指導(dǎo)下,德國(guó)鄉(xiāng)村綠色低碳轉(zhuǎn)型在不斷推進(jìn)。
以德國(guó)萊茵-洪斯呂克地區(qū)為例,該地區(qū)是德國(guó)氣候中和領(lǐng)域最先進(jìn)的地區(qū)之一,被德國(guó)和其他國(guó)家視為可以借鑒的"能源轉(zhuǎn)型先行示范基地"。
氣候保護(hù)和低碳轉(zhuǎn)型往往是政策先行。萊茵-洪斯呂克地區(qū)議會(huì)早在2011年12月就正式通過(guò)氣候保護(hù)方案,具體包括2050年前在當(dāng)?shù)爻掷m(xù)挖掘生物質(zhì)、太陽(yáng)能和風(fēng)能等現(xiàn)有可再生能源的潛力和減排空間,并制定了下列目標(biāo):
能源消費(fèi)總量(包括供熱、 交通運(yùn)輸和電力)減少40%。
現(xiàn)有建筑樓宇能源需求減半。
每年替代相當(dāng)于2.1億升供暖用油的化石能源。
在2050年之前,每年投入2.5億歐元用于能源轉(zhuǎn)型,以不斷降低能源采購(gòu)開(kāi)支。

從碳排放平衡表上看,自2015年以來(lái),萊茵-洪斯呂克地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了氣候中和(注:不包括交通運(yùn)輸產(chǎn)生的排放)。25年前,該地區(qū)電力需求還必須全部依賴外來(lái)輸入,而現(xiàn)在當(dāng)?shù)?76臺(tái)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的電力就足以滿足30萬(wàn)戶家庭的用電需求。2020年,當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、光伏和風(fēng)能所生產(chǎn)的電力相當(dāng)于總需求的337%。根據(jù)專家估計(jì),這使萊茵-洪斯呂克成為德國(guó)首個(gè)在供熱、電力和垃圾發(fā)電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的內(nèi)陸地區(qū)。目前,18個(gè)公共集體供熱網(wǎng)利用森林殘留物向家庭住宅供熱,在馬斯克豪森正在建設(shè)一個(gè)最大規(guī)模的供熱網(wǎng)。

此外,萊茵-洪斯呂克正在建設(shè)跨地區(qū)虛擬電廠"Designetz"能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目。通過(guò)構(gòu)建串聯(lián)能源管理系統(tǒng)對(duì)地區(qū)內(nèi)的虛擬電廠進(jìn)行管理,優(yōu)化就地使用可再生能源生產(chǎn)的盈余電力。示范項(xiàng)目還將實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)協(xié)作,將農(nóng)村的可再生能源連接到城市負(fù)荷,并實(shí)現(xiàn)可再生能源與分布式電網(wǎng)的優(yōu)化集成。

萊茵-洪斯呂克通過(guò)"能源蜂巢"智能分布式電網(wǎng),將當(dāng)?shù)啬茉崔D(zhuǎn)型納入到從地方到地區(qū)、跨地區(qū),乃至全國(guó)范圍內(nèi)氣候中和"金字塔"的組成部分。

從德國(guó)能源轉(zhuǎn)型整體狀況和鄉(xiāng)村的具體案例看,德國(guó)鄉(xiāng)村型地區(qū)氣候保護(hù)工作無(wú)疑是成功的。德國(guó)實(shí)現(xiàn)氣候中和在地區(qū)層面的經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)如下:
德國(guó)鄉(xiāng)村型地區(qū)擔(dān)任"實(shí)驗(yàn)室"角色,在實(shí)踐中獲取氣候中和的經(jīng)驗(yàn),部分地區(qū)幾乎已經(jīng)實(shí)現(xiàn)氣候中和目標(biāo)。
來(lái)自國(guó)家和歐洲層面的扶持計(jì)劃和政策架構(gòu)增強(qiáng)了各鄉(xiāng)村型地區(qū)實(shí)現(xiàn)氣候中和的決心。
公民為自己的能源消費(fèi)負(fù)責(zé),也有機(jī)會(huì)直接參與能源生產(chǎn)、消費(fèi)和共享,并從中獲益。
實(shí)現(xiàn)氣候中和的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型,需要地區(qū)內(nèi)各行業(yè)和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的全面參與。
提高供給側(cè)及消費(fèi)側(cè)的能源效率,推動(dòng)各鄉(xiāng)村型地區(qū)達(dá)成氣候中和目標(biāo)。
供熱是綠色低碳轉(zhuǎn)型難度較大的行業(yè),提高能源使用效率和增加可再生能源供熱的比例是供熱行業(yè)深度脫碳的主要手段,采用熱泵、電轉(zhuǎn)熱、地?zé)峒夹g(shù)等行業(yè)耦合的方式,進(jìn)一步支持對(duì)可再生能源電力的整合。
交通運(yùn)輸行業(yè)通常也是脫碳工作的難點(diǎn)。隨著電動(dòng)汽車、電力轉(zhuǎn)換燃料(PtG/PtL)、燃料電池的普及和電力部門(mén)脫碳工作的推進(jìn),在一定程度上這個(gè)難點(diǎn)可以得到改善。
德國(guó)和中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)既存在相似之處,也存在明顯的差異,但綠色低碳轉(zhuǎn)型是雙方共同的發(fā)展方向。
目前,中國(guó)正處于從脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的關(guān)鍵期和能源安全戰(zhàn)略的發(fā)展機(jī)遇期,推動(dòng)縣域綠色低碳能源發(fā)展是助力鄉(xiāng)村振興、實(shí)現(xiàn)共同富裕的有效途徑,也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰 碳中和”的重要路徑。但目前我國(guó)縣域能源發(fā)展還存在著一些急需解決的問(wèn)題。
中國(guó)縣域能源供應(yīng)保障能力增強(qiáng),但消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題仍然明顯。《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2020》顯示,我國(guó)30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)每年農(nóng)村生活用能總量約3.11億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,以2018年為例,煤炭、電力、石油、薪柴、秸稈分別占36.9%、17.4%、14.9%、11.7%、8.8%。可再生能源及商品能源占比仍有很大提升空間,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化。

能源資源豐富,但利用率較低。農(nóng)村地區(qū)能源資源豐富,每年可能源化利用的生物質(zhì)資源總量約折合標(biāo)準(zhǔn)煤4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,分布式光伏技術(shù)可開(kāi)發(fā)潛力達(dá)1000GW以上,分散式風(fēng)電技術(shù)可開(kāi)發(fā)潛力達(dá)250GW,除巖熱型資源外,地?zé)豳Y源年可開(kāi)采資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤26億噸,但總體看,上述能源資源利用率較低,不利于農(nóng)村地區(qū)清潔能源供應(yīng),不利于農(nóng)村地區(qū)能源的有效供給。
能源服務(wù)體系發(fā)展緩慢,統(tǒng)計(jì)體系有待完善。我國(guó)農(nóng)村能源管理機(jī)構(gòu)及從業(yè)人員數(shù)量不足,截至2018年底,全國(guó)農(nóng)村能源管理推廣機(jī)構(gòu)為10467個(gè),人員28254人。農(nóng)村生活用能中非商品能源占比仍達(dá)1/3左右,一些農(nóng)業(yè)大省仍有大部分農(nóng)戶以秸稈、薪柴為燃料。我國(guó)目前的能源統(tǒng)計(jì)主要基于商品能源,對(duì)非商品能源的統(tǒng)計(jì)體系和方法尚不完善,一定程度上限制了我國(guó)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)展。
我國(guó)縣域鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍較為薄弱。我國(guó)縣域鄉(xiāng)村與城鎮(zhèn)地區(qū)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與能源服務(wù)水平方面仍存在著發(fā)展不均衡的現(xiàn)象。縣域地區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,技術(shù)開(kāi)發(fā)資金投入欠缺,燃?xì)?、液化氣和天然氣供?yīng)尚未能普及到所有鄉(xiāng)鎮(zhèn),部分偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)設(shè)備陳舊落后,農(nóng)村商品能源總體供給不足,部分地區(qū)能源貧困問(wèn)題依然存在,能源消費(fèi)需求難以得到有效滿足。在清潔能源利用方面,縣域地區(qū)秸稈、薪柴等非商品能源在農(nóng)村生活用能仍占比較高,清潔能源利用水平較低。
電網(wǎng)接入條件受限,清潔能源就地消納存在阻礙。當(dāng)前縣域清潔能源開(kāi)發(fā)容量的接入,基本是在"消費(fèi)"原有電網(wǎng)系統(tǒng)的接入裕量,當(dāng)裕量被用完以后,縣域開(kāi)發(fā)工作將徹底陷入被動(dòng)。隨著分布式光伏等新能源接入,以農(nóng)村電網(wǎng)為典型代表的縣域配電系統(tǒng)將從放射狀無(wú)源網(wǎng)變?yōu)榫哂写罅糠植际诫娫吹挠性淳W(wǎng),電網(wǎng)的物理特性將發(fā)生根本變化,傳統(tǒng)縣域電網(wǎng)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模、間歇性的分布式電源廣泛接入,制約了縣域能源開(kāi)發(fā)的正常推進(jìn),迫切需要對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)再次升級(jí)改造。
技術(shù)條件與商業(yè)模式尚不能滿足縣域開(kāi)發(fā)需求。縣域環(huán)境資源稟賦差距較大、開(kāi)發(fā)條件錯(cuò)綜復(fù)雜,現(xiàn)有技術(shù)方案與開(kāi)發(fā)模式無(wú)法滿足多樣化的開(kāi)發(fā)需求。在技術(shù)應(yīng)用層面,縣域開(kāi)發(fā)仍沿用傳統(tǒng)能源開(kāi)發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等尚未形成縣域通用標(biāo)準(zhǔn),對(duì)全國(guó)縣域開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)作用不強(qiáng)。在商業(yè)模式層面,先進(jìn)信息技術(shù)、先進(jìn)能源技術(shù)還應(yīng)更進(jìn)一步下沉進(jìn)入我國(guó)縣域鄉(xiāng)村,目前的縣域能源數(shù)據(jù)價(jià)值并未得到有效發(fā)掘,能源網(wǎng)與政務(wù)網(wǎng)、社群網(wǎng)之間并未建立有效融合,無(wú)法有效推動(dòng)縣域和鄉(xiāng)村治理水平提升。
中德兩國(guó)均鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源,鄉(xiāng)村能源轉(zhuǎn)型對(duì)國(guó)家能源轉(zhuǎn)型尤為重要。德國(guó)可再生能源發(fā)展已經(jīng)達(dá)到較高水平,其鄉(xiāng)村型地區(qū)在綠色低碳能源轉(zhuǎn)型中涌現(xiàn)出了領(lǐng)先的技術(shù)、模式及推進(jìn)方法,如:電力供需靈活性提升技術(shù)、系統(tǒng)的溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)方法、定期評(píng)估和動(dòng)態(tài)優(yōu)化的管理模式、跨地區(qū)的能源管理和協(xié)作等,為當(dāng)前中國(guó)縣域深化綠色低碳發(fā)展提供了有價(jià)值的參考。

1. 搭建縣域綠色低碳能源體制機(jī)制。
應(yīng)堅(jiān)持中央統(tǒng)籌、省負(fù)總責(zé)、市縣抓落實(shí)的工作機(jī)制,把能源問(wèn)題"要素化",加強(qiáng)縣域能源與城鄉(xiāng)一體化、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略等規(guī)劃的統(tǒng)籌協(xié)調(diào),將縣域能源消費(fèi)需求及供應(yīng)保障作為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容。系統(tǒng)推進(jìn)縣域能源體制機(jī)制改革。健全縣域能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)體系。
2. 完善縣域綠色低碳能源基礎(chǔ)設(shè)施。
縣域能源資源的有效開(kāi)發(fā)與利用必須依托相應(yīng)的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,隨著可再生能源在電力系統(tǒng)占比不斷提高,亟需系統(tǒng)提升電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、需求側(cè)靈活性。因此需要大力發(fā)展多品種分布式能源、規(guī)?;l(fā)展縣域新型儲(chǔ)能、建設(shè)高靈活性新型縣域電網(wǎng)等。
3. 探索縣域綠色低碳能源商業(yè)模式。
創(chuàng)新縣域能源開(kāi)發(fā)模式,采取"公司+村鎮(zhèn)+農(nóng)戶"等模式推動(dòng)農(nóng)村分布式能源開(kāi)發(fā)利用,積極推進(jìn)農(nóng)光互補(bǔ)、林光互補(bǔ)、牧光互補(bǔ)等"光伏+"模式,因地制宜創(chuàng)新農(nóng)村生物質(zhì)能源化利用模式。拓展新型儲(chǔ)能商業(yè)模式,探索共享儲(chǔ)能、云儲(chǔ)能、儲(chǔ)能聚合等商業(yè)模式應(yīng)用,聚焦系統(tǒng)價(jià)值、挖掘商業(yè)價(jià)值。
4. 優(yōu)化縣域綠色低碳能源產(chǎn)業(yè)體系。
優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),因地制宜布局綠色低碳能源配套產(chǎn)業(yè);強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,加快縣域綠色低碳能源關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同攻關(guān);完善創(chuàng)新支撐體系,推動(dòng)縣域綠色低碳能源產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化。
5. 創(chuàng)新縣域綠色低碳能源技術(shù)路線。
建議縣域在推進(jìn)綠色低碳能源轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)程中,采取"分步走"的戰(zhàn)略,逐步實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。中短期內(nèi),構(gòu)建多能互補(bǔ)的低碳能源系統(tǒng),推進(jìn)能源領(lǐng)域數(shù)字化改造進(jìn)程,提高供能安全。遠(yuǎn)期而言,應(yīng)深度脫碳,構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)?;茉聪M(fèi)比例進(jìn)一步降低,光伏、風(fēng)電、水電、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉丛谀茉唇Y(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。
6. 推動(dòng)縣域綠色低碳發(fā)展國(guó)際合作。
建立中德縣域低碳發(fā)展對(duì)話平臺(tái),加強(qiáng)綠色國(guó)際合作。響應(yīng)"中歐綠色伙伴"倡議,圍繞縣域綠色低碳能源轉(zhuǎn)型,建立中德兩國(guó)間的長(zhǎng)效交流與合作平臺(tái)。組織兩國(guó)縣域交流實(shí)踐,實(shí)地考察走訪,探討共同面臨的發(fā)展課題,開(kāi)展技術(shù)和商業(yè)研討,并通過(guò)廣泛定期的合作交流,遴選、推薦和促進(jìn)兩國(guó)縣域逐步建立綠色低碳能源轉(zhuǎn)型的“中德姊妹小鎮(zhèn)”。
中國(guó)縣域眾多,在地域特點(diǎn)、資源稟賦、人口分布、發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)布局、能源結(jié)構(gòu)上差異巨大,縣域綠色低碳能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。