丹麥政府對能源需求的“軟控制”和對節能技術的“軟驅動”實現現代化區域能源體系

2019-04-03 14:48  來源:中國能源報  瀏覽:  
丹麥能源供應系統從最初的單一化石能源發展到多元化的新能源與熱電聯產相結合、節流與開源并舉的現代化區域能源體系,期間能效不斷提高,溫室氣體排放量持續下降,實現了良性循環。這一創舉的實現,除了依賴風電、生物質這兩類可再生能源的大力發展外,還源于丹麥政府多年來對能源需求的“軟控制”和對節能技術的“軟驅動”。

丹麥在自然資源較為貧乏的情況下,及時調整能源戰略,用20年的時間由能源凈進口國變為凈出口國。在本土能源和經濟“雙飛速增長”的同時,丹麥的能源消耗總量半個世紀以來卻幾乎零增長。相比生產總值,丹麥經濟的能源消耗處于全球最低位,是世界上能效最高的經濟體之一。尤其21世紀以來節能技術和可再生能源產業的深度融合,使丹麥率先走出了一條綠色、可持續發展的道路,創造了低碳經濟的“丹麥模式”,并被冠以“風電王國”的美譽。

如今的丹麥已成為國際公認的能源和氣候先鋒國家,在2017年的全球能源架構表現指數中位居全球第四,能源安全指數中排名第二。丹麥能源甚至被世界能源理事會稱為“全球最好的能源系統”,其以低碳為核心的區域能源技術更被全世界學習和效仿。

兩次能源轉型

上世紀70年代之前,丹麥的能源消費曾經93%依賴進口,其中石油占據能源消費總量的90%。1973年石油危機的爆發給丹麥經濟帶來劇烈沖擊,使丹麥意識到單一能源供應體系和過高的對外依存度帶來的嚴重問題。丹麥政府采取積極的能源改革政策,開啟了以保障能源供應安全為目標的第一次能源轉型。

1976年,丹麥政府成立能源署,統籌制定國家能源發展戰略并組織監督實施,管理的重點涵蓋國內能源生產、供應和分銷以及節能領域。

在能源生產方面,丹麥致力于提高能源自給率。石油危機前,丹麥就在北海發現了石油天然氣資源,1972年在北海打造的第一口油井成功產油,此后丹麥所屬北海區域的石油和天然氣產量不斷增長,到21世紀初增加了近200倍,成為繼英國、挪威后的歐洲第三大產油國。

在能源供應方面,丹麥重新啟用煤炭資源,著力實現能源供應多元化,到90年代初期,丹麥能源消費中煤炭占比由石油危機前的7%一度攀升至41%,而石油占比也由危機前的91%降到了46%。

在能源利用方面,丹麥一方面通過征收能源稅和碳稅,以價格杠桿提高居民的節能意識;另一方面不斷提高建筑的能效要求,建筑標準中詳細規定新建建筑在供熱、制冷、通風、生活熱水和照明等方面的能源效率要求,以提高能效為主要目的的區域綜合能源發展逐漸成為了丹麥能源體系中的一大支柱。

2005年之后北海油氣田儲量日趨枯竭,加上溫室氣體排放和氣候變化問題日趨嚴峻,丹麥決定實施以低碳為目標的第二次能源轉型。2008年,丹麥政府專門設置了氣候變化政策委員會,構建無化石能源體系設計總體方案,制定實施路線圖。2011年,丹麥發布了《能源戰略2050》,正式提出了新的能源轉型戰略的目標,計劃到2050年之前建成一個不含核能、完全擺脫對化石能源依賴的能源系統,成為世界上第一個提出完全不需要化石能源的國家。

如果說第一次能源轉型使丹麥由能源“依賴型”轉向“自立型”,那么這一次則使丹麥能源由“自立型”邁向“綠色型”。

節能為重要“武器”

丹麥能源供應系統從最初的單一化石能源發展到多元化的新能源與熱電聯產相結合、節流與開源并舉的現代化區域能源體系,期間能效不斷提高,溫室氣體排放量持續下降,實現了良性循環。這一創舉的實現,除了依賴風電、生物質這兩類可再生能源的大力發展外,還源于丹麥政府多年來對能源需求的“軟控制”和對節能技術的“軟驅動”。

丹麥政府在國家能源轉型中一直發揮著方向引領的作用。早在第一次能源轉型時期,丹麥就從立法入手,通過經濟調控和稅收政策進行綠色改革。

1977年,丹麥開始對石油征稅,后來又將稅收范圍逐步擴大到煤炭、天然氣等領域;1992年開始對二氧化碳排放征稅,1993年對電力工業用戶實行碳稅,提高了工業用能成本(丹麥電費包含高達57%的稅額);2008年開始提高現有二氧化碳稅;2010年開始實施新的氮氧化物稅標準。較高的能源稅負水平大大提高了終端能源價格,控制了各類能源的終端需求量。與此同時,在工業領域實施綠色稅收計劃,對工業企業的節能項目進行補貼和支持,在這一措施作用下,過去20年丹麥工業部門的能源強度下降了近40%。

丹麥地處寒帶,四季均需供暖,根據這一特點,丹麥積極發展以熱電聯產和集中供熱為核心的能源利用方式。自1979年通過了首部《供熱法案》以來,丹麥投資了數以十億的丹麥克朗來發展熱電聯產(CHP),已經建成了8個互相關聯的CHP區域。除了國家層面集成的電力燃氣系統,丹麥還大力發展社區層面的分布式綜合能源系統。

如今,丹麥超過60%的建筑采用集中供熱技術,大量采用可再生能源技術進行集中供熱,充分利用沼氣、地緣熱、秸稈及垃圾焚燒,能源使用效率達到了90%,同時也促使可再生能源在丹麥的熱力供應中的比重躍居首位。

丹麥區域供熱技術已經跨越了早期的第一代蒸汽供熱系統和第二代的高溫加壓熱水系統,如今的第三代區域供熱在熱源上除了燃煤和天然氣以外,還利用生物質燃料,工業余熱和垃圾焚燒技術,在裝備上輔以熱存儲設備和熱交換站,可實現一定程度上的電熱解耦,從而打破了傳統上以熱定電的運行方式,為丹麥在北歐電力現貨交易中增加了靈活性。

丹麥在區域供熱節能上仍然在孜孜不倦追求技術創新。其正在致力研究的第四代區域供熱技術,力爭充分利用太陽能、地熱能、風能、生物質能等可再生能源,完全摒棄化石燃料,通過加強供熱管網的精細化控制形成分布式智能能源網,通過采用低溫供熱系統進一步提升供熱效率。丹麥還開發了全球首座將聚光太陽能(CSP)和生物質熱電聯產工廠集成在一起的供熱項目,實現了創紀錄的能源效率。

除了注重能源供應側能效的提升,丹麥對用能設備也設有超高的能耗標準,主要體現在建筑耗能方面,其占社會總耗能的40%左右。丹麥擬定了嚴格劃分的建筑節能標準,一方面對已有建筑的節能改造提供補貼,另一方面要求新建筑必須遵循嚴格的能耗指標,而且這一指標在不斷動態調整趨嚴。《2012-2020年能源執政協議》要求,2013年以后新建建筑禁止使用石油和天然氣采暖,區域供熱區內的現有建筑自2016年起不得安裝新的燃油鍋爐。

《丹麥建筑條例(BR)》規定到2020年,新建筑能耗相比2006年水平要減少75%。丹麥還按照能耗高低將建筑進行分類分級管理,能耗評級狀況直接和房價掛鉤。通過大力推廣建筑節能技術和能耗分類管理,大大降低了建筑能耗。與1972年相比,丹麥的建筑供熱面積增長了50%,單位面積的建筑能耗卻降低了近50%。

通過區域能源集中供應和建筑節能提高標準兩方合力,丹麥能源消耗總量半個世紀以來幾乎零增長,二氧化碳排放量反而有所下降。2017年,丹麥人均GDP為56444美元,僅比美國低5%,但單位GDP能耗是美國的46%。能效這一“第一能源”成為了丹麥兩次能源轉型順利進行的重要殺手锏。

基于多年的經驗和實踐積累,丹麥在低碳道路上正邁向更宏偉的目標,哥本哈根將于2025年建成全球第一個零碳首都;丹麥第二大城市奧胡斯計劃2030年實現碳中和;南部森納堡地區致力于2029年建成零碳社區。不僅在國內,丹麥的節能技術、產品、服務在全球多個國家都積累了大量成功實踐案例和經驗,成為歐盟國家中“綠色技術”的最大輸出國。

中丹能源合作方向

在生態文明建設目標引導下,中國不斷加強在氣候變化、環境保護、節能減排等領域的國際交流合作。中丹兩國在能源領域從最初單純的風能領域的技術合作,正逐步擴大到節能和低碳化發展等方面。雙方通過在綠色經濟增長中取長補短,能更高效地實現共同目標。

一方面,丹麥處于綠色轉型的前沿,是歐洲能源技術出口的領頭羊。中國作為發展中國家實施綠色轉型的引領者,迫切需要符合國情、有較低成本的綠色能源技術和先進環保技術。丹麥在區域能源和可再生能源領域的先進技術和系統性節能減排理念,對中國能源綠色轉型有重要意義。

同時,中國綠色能源和節能市場空間廣闊,也有助于丹麥進一步擴大國際市場。中國與丹麥在能源領域開展深入合作,有助于中國加速將能源轉型戰略研究與實踐提升到國際先進水平,提高國際影響力。

另一方面,丹麥“開源”與“節流”并舉的思路和應用為我國能源戰略提供了成功的實踐范例,丹麥在區域供熱系統設計和零碳社區構建過程中對供熱能源多元化、清潔化的追求以及對建筑能耗全方位的監管對于我國區域綜合能源設計、智慧城市建設起到重要的借鑒作用,提供了自下而上改善能源結構的優秀范本。同時,在此過程中能夠不斷加深強化全民環保意識,促進建設生態文明節約型社會。

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