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零碳智慧园区是实现碳中和的关键元素——德国欧瑞府碳中和园区案例分享

来源:中关村论坛 发布时间:2021-10-31


       中德可再生能源合作中心执行主任、德国欧瑞府碳中和园区代表陶光远:尊敬的石定寰教授、尊敬的大会主持人,尊敬的女士们、先生们,大家早上好。我是陶光远,非常遗憾,疫苗第一针打了,第二针还没有打,因为要隔21天,所以进不了会场,只好通过视频跟大家交流。

我今天演讲题目是零碳智慧能源园区,是实现碳中和的关键元素,德国欧瑞府的成功案例,及其对中国的启示。

我是中德可再生能源合作中心的执行主任,中德可再生能源合作中心,德方的主任是德国能源署的署长库尔曼先生,中方主任,也是今天在会场上的石定寰教授,是原科技部秘书长,国务院参事和中德可再生能源学会的理事长。

中方不做介绍了,介绍一下德国能源署,是2000年德国为了实现能源转型成立的一个职能机构,属于德国政府所有,有四个部和各国复兴银行组成的监事会。现在的署长是库尔曼先生,他也多次访问过中国。德国能源署机构用通俗话说,在德国实现能源转型的是上管天,下管地,上管天就是制定政策、法规、标准,包括搞各种推广,下管地就是要做示范项目,大家知道德国是国际上能源转型的先驱,是第一个要实现能源转型的工业大国,它能够借鉴的范例很少,所以必须自己做示范,德国能源署有一半以上的人都是在进行示范,只有论证了技术经济性,才能推广,才能作为制定法律规则和实行激励政策的基础。

这是单位的人员情况,据说我们是除了联合国气候保护组织之外,全世界最大的气候保护组织。

内容包括了各行各业的节能,在交通运输、建筑、工商业领域的节能和使用可再生能源,以及使用可再生能源引起的电网波动,怎么样抑制这种波动,包括使用氢能等等。在中国也有非常多的合作项目,有非常多的合作伙伴。

这张图不用说了,二氧化碳浓度上升,我们必须全人类要共同努力。如果海平面上升,中国是最大的受害国,因为我们有两个主要的经济区都是在河口地区,是受海平面上升影响最大的地区。

中国领导人92讲话,习主席92讲话和430讲话,把目标,把要做的任务说的很清楚了。我们看一下德国的二氧化碳减排情况,德国原定的是以1990年为基础,到2050年减80%,到2020年减40%,这个目标基本完成了。而且现在目标还在提前,因为技术的进步,技术积极性的改善。

我们看一下德国能源怎么转型,三大支柱,第一提高能源效率,第二提高能源效率以后,必须使用能源,开发使用可再生能源,第三个很重要就是氢能和氢能+。

我们在实现能源转型的时候兼顾三个指标,除了我们要进行气候保护之外,还要考虑到经济性,能源供应的安全性。未来碳中和世界是什么样的,就是这样一个世界,我们有三个主要用能领域,有两个重要的二次能源,一方面提高能效,一方面使用可再生能源。

在能源里边,最重要的未来是电力,重要的二次能源,中国未来电力需求会增加,估计增加200%左右。未来的特点,可再生能源所有的能源的使用要电能化,电能的供应,可再生能源化,过去是化石能源变成热能,热能再变为电能,未来是电能要变成热能,所以电力的需求很多。比如以后的炼钢或者炼铝,使用可再生能源电力,钢铁和电解铝就实现了零碳生产,如果钢铁和电解铝都实现了零碳生产,我们中国为什么不多生产一些。所谓的压产能,应该压使用化石能源的产能,如果使用可再生能源电力,比如像云南、四川,如果大量使用甚至完全使用水电,使用风光电来实现电解铝,这些地方的电解铝,不但不应该压缩,反而应该是增加的。

可再生能源替代化石能源,一个是成本,今天已经解决了,另外一个解决两大主力,太阳能和风能不稳定,这个需要进行补偿和消纳,这是下一个几十年最重要的任务,德国也提出了能源转型2.0,这是德国能源转型2.0要解决的最关键问题,没有之一。

过去的电力系统是什么样的,未来的电力系统是这样的,因为过去的电力系统我们在使用的时候,我们想用多少能源我们就用多少能源,而新的电力系统是电力,风光电供多少,我们就用多少,于是出来了右边的一堆东西来解决它的问题,我们把它叫做智慧能源。

我们看一下可再生能源的发展情况,德国风光电的比例,从2019年上半年的百分之三十四点多,到2020年上半年风光电比重占到了42%,充分说明风光电高比例是可行的,我们中国大概还不到10%,但德国的弃风弃光率,是中国很少一点,风光电发电量是中国四倍,但弃风弃光比中国要低。德国可再生能源总发电量占的比例超过了50%,风光电达到了40%左右。

以中国为例,风电的并网成本已经开始全面的低于煤电,在不同地区。光伏更厉害,到2025年左右,保守估计,在中国光伏发电平均只有燃煤的一半,从成本来讲,风光电替代煤电,替代化石能源,应该是没有障碍。

它的障碍是什么,就是波动,德国2020年7月5日,光是可再生能源发的电力超过了总的电力需求,这就需要调节。从小时数来看,到了碳中和时代,40%的时候是可再生能源电力过剩,60%的时候不足,于是我们要进行补偿、消纳。基本方法就是把那些在可再生能源发电不足的用电给集中在可再生能源电力过剩的时候来使用,或者在那个时候使用,在过剩的时候存储。

于是实现碳中和的能源供应系统,基本的方法就三个,第一个提高能效,第二使用可再生能源,第三可再生能源的波动用智慧能源进行调节。我们经常说什么叫智慧能源,就是解决可再生能源波动的能源。它就是我们讲的四大金刚。

时间关系我就不再多说了,需要说明的一点,智慧能源的主角是能源技术,云大物区智是辅助工具,是配角,别人一说智慧能源就是云大物区智,他讲完了,你也不明白,讲的人也不明白,实际上就是云大物区智不可缺少,但是它是辅助,是辅助智慧能源的。智慧能源的四大金刚,第一,更大的电网来调剂。第二,电力不足的时候,补偿,电力多的时候消纳。在电力多的时候消纳,然后在电力不足的时候把这个存储拿出来补偿,这就是智慧能源的四大金刚。

今天的时间关系,我们主要是讲建筑领域,讲绿色设计。我们看看建筑领域的主要用采暖、空调,这两个是主要,如果在办公室是照明,然后再住宅,这个是次要的,其他的更少了。建筑主要在北方地区,在采暖地区,主要靠节能降下来,这是一个特殊的领域,主要是利用提高能效,而不是利用可再生能源。

德国能源署在中国第一批的被动房,2015年以前所有被动房都是德国能源署提供的咨询设计,今天的中国设计院已经没有问题,可以设计了,在比较复杂的建筑上,德国能源署仍然给中国设计院提供咨询。这就是被动房的基本概念。

现在零能耗的房子出了,这个在中国做的非常漂亮的,是石家庄的,年冬供暖需求在当地是80千瓦时,每年每平米,但这个只有四个千瓦时,节能节到95%。这是德国第一个零耗能房屋生产系统技术的公司,作为零碳建筑,或者正能房,风电和光伏的电超过了能源需求。

现在情况发生很大变化,由于风光电价格的便宜,我们主张在风光电比较便宜的地区运用过剩的风光电,比把建筑节能做的更狠一点、更深入一点,可能更廉价,比如在风光电多的地区,采暖未必节到90%,节到百分之六七十就可以了。

下边介绍著名的案例,就是柏林的欧瑞府,我曾经陪石定寰教授看过两次,非常成功的案例,主要的原因,以前我们节能,但是使用能源怎么办,我们未来的城市占了整个能耗的大概50%,所以城市要解决可再生能源的波动。我这个园区主要使用波动的风光电。

它的能源现在 70% 左右是风光电,30% 左右是沼气,德国有沼气证制度,如果买了沼气证,再使用燃气的话,就算是使用沼气,如果沼气在农民那儿使用热,用不了,通过这种模式,在城里可以把热利用了。柏林欧瑞府没有要国家一分钱的补贴,也包括了低碳建筑,包括了智慧能源的控制系统,由施奈德公司提供了智慧能源控制系统,整个智能的电力系统,这是整个能源供应策略,时间关系不讲了,大家可以拍个照,回去慢慢看。这个能源策略非常简洁,凭这个策略,我们实现了零碳园区。

这是智慧能源的中心,时间关系,不讲了。

一个很关键的,有一个内部的零碳智慧的综合能源网,由欧瑞府公司开发的,我也是担任欧瑞府公司中国的,兼任总经理。这是它的智能建筑,这是交通控制中心,它的充电桩是在有过剩风光电的时候再充,没有过剩的风光电你硬要充是很贵的,当然有蓄电池可以存一点,你把蓄电池储能的钱也就交了,智慧充电未来非常重要,电动汽车未来将来对风光电的波动的调节,要做出重要的贡献。

柏林工大也把能源学院放在这个地方,你要想学习能源,你进来看,在未来能源世界学习未来的能源怎么管理。它的智慧能源灵活调节的比例超过了 50%,这个比例非常重要,一个园区是不是零碳园区,应该说是唯一标准,因为我们将来大量的都是外部的风光电,并不要求你自己发多少电,如果灵活用电比例超过了 50%,这样的话基本。河北省省长去看有很好的评价,现在据说有上万中国人都去看了,明年如果疫情结束,我也非常愿意陪大家去参观。

非常感谢大家,希望明年疫情过去后,我们再见面,

我们在会场上见面,谢谢大家!

(本文为现场速记整理,未与本人核实)

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