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客人的博客

碳十字路口:德国可以恢复其停滞的能量转变吗?

广泛的专家正致力于振兴德国的摇摆干净 - 能源转型

德国众多风电场之一在美国,涡轮机的数量接近3万台。尽管做出了巨大的努力,但温室气体排放量并没有像预期的那样迅速下降,民意调查显示75%的德国人希望政府能做得更多。(图片来源:后见之益/ CC BY-NC-ND / Flickr)

这篇文章最初出现在耶鲁环境360

德国北部,从东部的波兰边境到西部的荷兰,是德国强大的陆上风力发电产业的据点。这是该国人口中最大的一部分30,000个风力涡轮机这相当于大约10个核反应堆的发电量。在德国最北端与丹麦接壤的地方,一望无际的地平线上高耸入云的涡轮机比比皆是。随着德国努力在2050年实现碳中和,更多的人也将到来。

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,或清洁能源转型,但也包括仍有待完成的工作。该国已作出巨大努力,转向清洁能源经济。在过去的五年里,政府的支持和消费者的成本总计达到了估计的水平1600亿欧元(1810亿美元)。但作为响应于可再生能源的蓬勃扩张,这现在生成全国电力的40%迅速如预期德国的温室气体排放量没有下降。德国的政治家甚至辞职落在该国2020个目标中缺乏减排40%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,民意调查支持率超过90%-大约四分之三说政府并没有足够减缓全球变暖。

今天,Energiewende发现自己停滞不前,步履蹒跚。德国的碳排放量已经停滞在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,交通部门的排放有猛增20%专家说,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。

现在,如果德国要实现其最低目标,并在遏制全球变暖方面发挥国家作用,那么未来的道路将面临复杂而令人不安的问题。从左翼的绿色组织,到独立的智囊团,再到行业协会,专家们已经提出了许多计划来重振绿色经济的势头Energiewende让德国经济去碳化。

的issue is urgent: The German Energy Agency (DENA), a think tank supported by public and private funds, found that if the country continues along its present course, carbon emissions will fall by only 62% by 2050 — well short of the government’s goal of slashing emissions up to 95% below 1990 levels by mid-century. And analysts say that the challenges Germany now faces will confront other industrialized societies as they attempt to wean themselves off fossil fuels.

努力开始作为基层运动

Energiewende始于2000年的自下而上运动,当时草根运动说服立法者通过上网电价支持可再生能源的扩张。2011年日本福岛核灾难发生后,总理安吉拉·默克尔及其政府支持能源转型,并起草了指导能源转型的蓝图。

但近年来,政府面对汽车工业反对,退缩了脱碳交通部门;不支持碳的大量价格;已经在网格扩张上拖了脚;已拒绝设定淘汰煤炭的日期;并没有实施其2050个气候计划的重要部分。一些分析师表示,默克尔在2021年下降的决定可能是一个福音Energiewende绿党在民意调查中的支持率正在上升,并可能在下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目前的路线图,受到了批评的抨击。“在气候计划中设立的目标不够雄心勃勃,”联邦环境局的本球贝诺表示,与1990年相比,其含糊不清排放量减少80%至95%。Hain说,德国必须减少95%的减少,而且没有,这意味着新的大图片情景和更大的严格在实施它们时。

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Energiewende她说:“将继续是一个由社区和公民从下而下的驱动力,就像到目前为止一样,或者大型公用事业公司是否将被赋予特殊的角色,即使它们不应该这样做。”她指的是它们几十年来对可再生能源的反对空气中有太多的东西。”

技术“奇迹”是不必要的

然而,政府的2050个计划不是镇上唯一用于待气候中性的比赛计划。德国工业,高级研究机构,非政府组织和思维坦克,如Dena在复杂的分析中投入了大量的分析,这些分析速度绘制了德国能源系统脱碳的替代方案。这些方案满足了未来技术的性质;煤炭和其他化石燃料是否应迫使能源供应或简单地留下通过市场力量的枯萎;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的程度与类型。所有这些问题都是通过在德国竞争的核武权逐步淘汰的所有这些问题。主要研究 - 即使是德国行业参与的主要研究 - 如果改变课程,德国也可以达到2030年的目标。至少,这些试点研究可以将新的想法注入德国的能源政策辩论。

柏林E3 Analytics智囊团的托比·库图尔(Toby Couture)说:“这些情景表明,德国的气候和能源目标可以通过现有技术实现,而且不会打破银行的束缚。”我们不必把兔子从帽子里拉出来,也不必期待技术奇迹。实现这些雄心勃勃的脱碳目标需要两个基本要素:政治意愿和投资确定性。在21世纪初,德国同时拥有这两项技术;现在可以说它两者都没有。”

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.

德国绿色和平组织(Greenpeace Germany)编写了一个最广泛的模型,该模型以30年内100%消除温室气体(与1990年水平相比)是可能的这一崇高前提为起点。这一情景的关键在于德国能够而且应该,到2030年停止燃烧煤炭. 根据这项计划,最古老、最肮脏的燃煤发电厂,占德国发电量的三分之一,将不得不在2020年前关闭。另外三分之一将在五年后关闭,其余的将在2030年关闭。绿色和平组织呼吁制定一项大幅的碳定价计划,到2030年将每吨碳定价提高到40欧元。(欧盟的碳交易计划目前列出了吨碳12欧元。)

风能和太阳能将弥补这一差距

绿色和平组织认为,从供应中移除煤炭和核能所造成的发电能力损失将主要由可再生能源来弥补,其中最重要的是海上风力发电,该技术在德国仍处于初级阶段。虽然大规模推广海上风力发电是绿色和平组织战略的核心,是目前1170台涡轮机的12倍多,但它还呼吁将陆上风力发电规模扩大两倍,光伏发电能力提高5倍。

绿色和平组织承认,在此期间,可再生能源可能不得不借助天然气发电。绿色和平组织认为,通过降低需求,这些雄心勃勃的目标是可以实现的:与2012年的水平相比,大幅提高能源效率的措施可以使电力需求减少18%,热量需求减少46%。

此外,绿色和平组织说,到2030年实现交通部门的脱碳不仅意味着加速向电动汽车的过渡,而且意味着在2025年至2035年之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。

直到最近,德国的大部分工业部门,特别是能源密集的工业部门,还在进行治疗Energiewende带着强烈的怀疑。他们担心高昂的能源成本和供应瓶颈会损害他们在国际出口市场上的竞争优势。然而,德国工业正越来越深入地参与这场危机Energiewende鉴于对可再生能源基础设施的需求(思考Siemens制造的风力涡轮机),电动车辆和其他绿色能源技术。行业现在相信跳过潮流,从事政策讨论而不是来自边线的鲤鱼更好。

例如,今年早些时候,一个呼吁政府行动由50家知名企业签署,包括西门子和电子和建筑业,坚持认为,“如果德国不想落后于全球发展碳中和的经济,那么就需要一个强有力的战略来实施其相对严格的减排目标。”

这个周转越来越明显试点研究德国工业联合会(BDI),德国最大和最强大的工业游说组织。在与德国企业的密切合作下,BDI建立了多个模型Energiewende这些方案毫无歉意地支持商业和工业,但支持更广泛的能源转型目标。

“关于BDI的研究,值得注意的是,德国工业界表示Energiewende到2050年在技术上和经济上都是可行的,”德国国家科学与工程学院的西里尔·斯特凡诺斯说,该学院负责运营一个未来能源系统项目。“这表明,赚钱是有利可图的,不仅是为了行业,而且是为了整个经济。”

国际共识的需要

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% 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% would cost the country 500 billion euros.

这种BDI方案很大程度上依赖于能源效率,尤其是在住房和建筑领域,在这些领域,化学工业可以从改造旧建筑和为新建筑提供最先进的绝缘材料中获益良多。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屋本质上都是高度节能的“被动式房屋”。

解决问题的第三种方法Energiewende结合了严格的排放减少(95%到2050年),解决了德国商业的解决方案。该研究所Dena利用了基于风和风力的可再生能源的推出,而且还倡导着更广泛的技术以及包括大量合成燃料的技术。

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四到七倍。”所有的研究都提到到2030年大约有500万到1000万辆电动汽车我们正在加速,这很好,但我们还没有接近一百万。还有很多事情要解决。我们甚至不知道电力、氢燃料电池或生物燃料是否是运输脱碳的最佳方式。令人惊讶的是,德国还要做更多的事情。”

保罗·霍克诺斯(Paul Hockenos)是一位驻柏林的作家,他的作品曾出现在国家外交政策纽约时报,及大西洋

8的评论

  1. 但为什么?||#1

    因此,181美元的Biliion占654,000千兆瓦的40%将是4520亿美元,如果它全部线性但离岸生产可能可能是岸上的昂贵3倍。任何时候,美国大约有6.6倍德国的4,282,000千兆瓦。我想我们可以预计美国的成本约为2.97万亿。

  2. Jon R.||#2

    >预计美国将损失约2.97万亿美元。

    少于几次战争的成本。

    1. 约翰•克拉克||# 3

      我们永远不会支付($)。

  3. 专家成员
    Dana多赛特||#4

    >德国绿色和平组织(Greenpeace Germany)编写了一个最广泛的模型,该模型以30年内100%消除温室气体(与1990年水平相比)是可能的这一崇高前提为起点。

    与1990年的水平相比?这很奇怪-100%的减少意味着100%,不管参考年份是什么水平,嗯?为什么是1990年?为什么不是1890年、2017年或1790年?在任何基准年,100%为100%,100%消除为零。

    >“如此,181美元的吉里尼亚占654,000千兆瓦的40%将是4520亿美元,如果它全部线性,但离岸生产可能是岸上的昂贵可能是昂贵的3倍。美国,美国生产4,282,000千兆瓦大约6.6倍德国。我想我们可以预计美国成本约为2.97万亿。

    糟糕的数学。

    首先,它永远不会线性 - 由于制造量加速,生产具有重要的“学习曲线”。太阳能,风电和电池的学习曲线仍然仍处于两位数的百分比成本减少。

    但更大的因素是,美国的风能和太阳能资源比德国丰富得多,更容易开发,在其他条件相同的情况下(事实并非如此),开发成本应该要低得多。它到底能便宜多少还有待观察。但考虑到不温不火的容量因素,一台太瓦时的德国陆上风电相当昂贵,而资源更好的美国陆上风电的容量因素与德国的海上风电相当或更高。新英格兰海上风电的预计容量系数约为典型波罗的海或北海海上风电场的0.5倍,因此即使在相同的硬件成本下,每交付太瓦时的成本也将更低,即使不考虑学习曲线成本降低的折扣。

    甚至不要开始谈论德国式纬度地区的光伏容量因素。把所有的太阳能电池转移到德克萨斯州,每个电池板的输出将增加一倍。

    因此,6.6倍的太瓦时容量,当然,但学习曲线和资源质量可能是成本的2-3倍,而不是更多。

    1. 约翰•克拉克||# 5

      也许他们的意思是降低到1990年的温室气氛?我怀疑妥协是1990年,因为柏林的某人意识到你不能杀掉鹅(即经济),这将奠定金鸡,并且人们实际需要力量以获得生命。

      计划随着欧洲和欧洲的计划变化,再次面临另一个经济衰退,以便改变事物。

      1. 专家成员
        Dana多赛特||#6

        >“也许这意味着温室气体将减少到1990年的水平?”

        值得怀疑,因为德国的排放量已经比1990年低了25%左右:

        https://s3.amazonaws.com/greenbuildingadvisor.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2019/01/14103523/Germany-chart.jpg

        1990年基准年在国际温室气体减排目标协议中被广泛使用,但当谈论100%减排时,基准年并不重要,这就是为什么在谈论100%时使用任何基准年似乎都是愚蠢的。

        在德国,人们普遍认为,为了尽快摆脱空气污染和温室气体问题,现在花更多的钱购买电力是“值得的”。但就生命周期而言,风能和太阳能都比煤炭便宜(即使没有考虑到全球变暖的成本)。除非是以一种随意的方式,否则让它尽快消失并不是一种牺牲。在美国,新一代可再生能源在成本上唯一真正的竞争对手是联合循环天然气,即便是这也不是一个肯定的赌注。

  4. Vivian Girard.||# 7

    这是一个相当具有警示意义的故事。长期以来,德国一直是扭曲能源市场的领头羊,向一些成本效益最低的减排方式提供巨额补贴(价值2万亿美元)。毫不奇怪,在花了这么多钱之后,这个国家却没有什么可展示的。在减少碳排放方面,来自风力涡轮机和光伏发电的间歇发电所起的作用远远低于这些行业所宣称的或大多数人所认为的。这已经被很好地记录了一段时间了。

    https://www.nytimes.com/2017/11/07/business/climate-carbon-renewables.html?action=click&contentCollection=Energy%20%26%20Environment%20&module=RelatedCoverage®ion=EndOfArticle&pgtype=article

    如果包括我们在内的其他国家能从德国代价高昂的错误中吸取教训,那就太好了,但不幸的是,我认为这种情况还没有发生。

    有一个更好的方法来实现这一点;放弃所有补贴,充分资助研究,最重要的是;实施有意义的碳税和红利。那就让市场发挥作用吧。

    这不是一个新的或原创的想法:27位诺贝尔奖获得者和4位(全部)前美联储主席已经签署协议,支持碳排放费和股息计划。https://www.clcouncil.org/economists-statement/

    减少碳排放的方法层出不穷。最有效的方法是改变消费和生活方式,其他方法还没有发明出来。但如果我们继续通过误导性的金融激励扭曲能源市场,这些将不会以有意义的方式发生。

  5. Jon R.||#8

    >实施有意义的碳税和股息

    同意,大气不是免费的垃圾场。停止补贴化石燃料(战争等)。住宅规模的太阳能发电是美国市场扭曲浪费的一个例子。

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