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环保

建言“十四五”能源发展——现代能源体系建设的丹麦经验

来源:北京国际能源专家俱乐部 (作者Beijing Energy Club)


2020619日,北京国际能源专家俱乐部携手亚洲开发银行、北京大学能源研究院,以现代能源体系建设丹麦经验为题,成功举办了建言十四五能源发展第二场线上专家研讨会。会议邀请了丹麦丹佛斯(中国)公司副总裁车巍先生和区域能源国际专家张立鹏博士,从各自角度,分享了丹麦在建设安全、清洁、低碳、高效的现代能源体系及以清洁高效的集中供热为核心的特色能源体系区域能源开发方面的经验。

 

 “十四五国家能源规划专家委员会委员吴吟、周大地、杜祥琬、贺佑国、易跃春,秘书长王鹏,专家委成员、北大能源研究院院长金之均、亚洲开发银行能源部门首席执行官翟永平等近30位专家出席了本次交流活动。北京国际能源专家俱乐部总裁陈新华博士主持了会议。

01

车巍先生主要观点总结

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丹麦丹佛斯(中国)公司副总裁车巍先生演讲的题目是如何建设低碳清洁高效安全的现代能源体系丹麦绿色转型实践之鉴,主要观点总结如下。

 

1)通过开源节流,丹麦于1997年第一次实现了能源自给自足。

丹麦在1971年成立全球首个环境部后,于1976年出台了首个国家能源规划,开始通过一系列开源节流的方法,标本兼治,从源头上解决了能源安全问题。在开源方面主要包括四件事:一是幸运地发现了北海油气田,增加了一次能源供应;二是提出放弃发展核电;三是因地制宜通过立法、投资并打通整个产业链,主推风能;四是重视生活垃圾循环回收再利用。在节流方面主要包括:重视节能、节水和循环利用各种当地可以利用的资源。丹麦从来都将能效视作第一能源,可再生能源视作第二能源。到1997年,丹麦的可再生能源占总能耗的比例达到了18%,生活垃圾回收率达到15%,能源供应基本实现了自给。

 

2)丹麦把水作为能源规划中的重要要素,有力支撑了其绿色可持续发展。

丹麦于1987年制定了首个水务规划,把用水安全与节能、绿色发展紧密关联。以1980年为基础,节水率不断提高,从1985年的3%提高到1997年的30%2012年,节水率超过40%。丹麦通过水务规划在节水上形成的一整套做法,很好地支撑了丹麦绿色可持续发展整体目标的实现,与节能和可再生能源一道成为丹麦保障能源安全、应对气候变化的核心抓手。

 

3)绿色发展在丹麦不同政党形成共识,为举国推进能源绿色转型、保障能源安全奠定了基础。

丹麦不但有十年或者更长具有法律约束力的中长期规划,而且每个年度都有行动计划,且由一个朝野各方专家组成的绿色转型委员会来监督落实规划的实施情况。丹麦虽然有不同政党,但不论哪个政党执政,绿色发展的理念在不同政党之间很容易达成共识。2012年的丹麦能源协议作为有法律约束力的国内法案,使其绿色发展在制度上得到了保障,该协议设定了2050年达到完全摆脱化石能源的目标。20186月,丹麦制定了新丹麦能源协议,重申了丹麦2030年的气候和能源目标、2050年摆脱化石能源目标及履行联合国可持续发展目标的义务,为继续推动绿色转型氛围奠定了基础。

 

4)丹麦以节能和能效提高为核心的能源转型之路催生了一个庞大的绿色产业链。

70年代以来,丹麦社会的幸福指数一直在不断提高,丹麦也被评为世界上幸福指数较高的国家之一。与1980年相比,目前丹麦的GDP增长约90%,但总能耗仅增长4%,碳排放、水耗分别下降了40%42%。另外,丹麦的人均电耗低于美国加州的一半,但生活品质高于加州。围绕系统能效提高和节能降耗,丹麦已催生了一个创新发展的绿色产业链,在绿色技术出口中一直是全球领先,其绿色出口占总出口额的比例一直保持在10%以上。如:风能公司维斯塔斯、节能公司丹佛斯等。丹麦还拥有绿色国度这样公私合营的民间团体作为国际合作的桥梁,专门总结和推广丹麦能源转型经验和绿色技术。

 

5)建筑节能是支撑丹麦的实现绿色转型的重要抓手。

丹麦能够实现能源独立和能源转型,一个非常重要的原因是建立了以建筑节能为核心的区域能源系统,有效实现了占全国总能耗40%的建筑领域节能。虽然丹麦居民多散居在乡镇,但其区域能源覆盖率达到了65%,促进了对各种本地资源的综合利用。自上世纪80年代以来全国建筑面积不断增加,但总能耗和单位建筑能耗均在持续下降,单位建筑能耗是目前中国水平的一半。这对我国城镇化高速发展,建筑能耗持续增加的今天,很有启发和参考意义。

 

6)丹麦的可再生能源发展独具特色。

丹麦除了将节能和提高能效作为第一能源外,也非常重视发展可再生能源。除了大力发展风能、光伏太阳能外,因丹麦是一个农业立国的国家,生物质在丹麦是一个很大的资源。另外,生活垃圾、秸秆、沼气等也是其可再生能源的重要组成部分。目前,丹麦的可再生能源在其一次能源结构中的占比达到了32.9%,其中与农业相关的生物质能占全部可再生能源的73%,仅生物质发电一项就占了55%。这些可再生能源发展再通过与北欧电力和能源市场一体化,不但解决了弃风、弃光、弃水,而且为能源安全提供了一种长治久安的解决方案。

 

7)用热计量的方法鼓励全民节能。

与用水、用电一样,丹麦用热也完全实现热计量,用多少热,花多少钱,有效提高了广大民众杜绝浪费的节能意识。

 

8)在推动实现绿色转型中,全民参与是丹麦的一大特色。

为了强化丹麦最终实现2050年摆脱化石能源的目标,2019年年底,丹麦推出国家气候法案,以气候合作伙伴的方式使政府、商界(包括13家大企业)、学界等所有行业(包括民众)举国推动绿色转型工作,确保到2030年实现在1990的基础上减排70%的目标。其中,政府起到了非常重要的引领作用(包括财政支持,如:未来绿色基金),而由朝野各界参与构成的绿色转型委员会负责监督目标的实现。

 

9)丹麦通过建设零碳之乡零碳城市等可持续发展的城镇和社区,做全球绿色转型的先行者。

在国家绿色转型的宏观战略引领下,丹麦绿色转型的重要力量就是地方政府的积极响应,尤其是各地市政府都各自提出更加具体和激进的绿色转型目标,建设智慧宜居绿色的现代化城市。丹佛斯公司总部所在城市森讷堡素有零碳之乡之称,自2007年起开始打造一个基于PPP(公私合作伙伴)的零碳项目,目标是到2029年实现完全摆脱化石能源,而丹麦首都哥本哈根的目标是到2025年成为世界上第一个零排放首都。事实上,这些城市下属的小城市和社区的目标更为激进。

 

10)规划建议:借鉴全球绿色能源实验室的成功实践,开源节流,立足本国资源构建适合我国国情的清洁低碳高效安全的现代能源体系。

丹麦通过近五十年的努力,实现了从完全依赖化石能源进口为主的能源体系到相对独立自主的能源体系转变。在此基础上,丹麦正在向2050年零化石能源的低碳社会稳步迈进。

目前,丹麦的绿色能源转型主要聚焦在探寻未来可持续能源、打造绿色智能宜居城市、确保世界用水安全以及逐步迈向循环经济等方面,做出了许多可圈可点的创新尝试,展示了人类在探求可持续发展过程中的巨大可能性,堪称全球绿色能源实验室

鉴于丹麦经验,车巍先生建议中国在十四五期间:1)加大立法力度,推动形成更大更强的能效产业链;2)推广应用成熟的绿色技术体系(如:城市区域能源解决方案);3)强化用户的节能行为(例如热计量)和能效意识;4)尽快建立全国平衡统一的电力和能源市场体系,把节能与可再生能源作为该市场体系的重要组成部分,重视多方合作。

02

张立鹏博士主要观点总结

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丹麦区域能源国际专家张立鹏博士演讲的题目是区域能源的丹麦经验对中国建设现代能源体系的启示,主要观点总结如下。

 

1)什么是区域能源

区域能源是高效、清洁的集中供热和供冷系统。联合国认为:城市中的现代区域能源系统是减少温室气体排放和使一次能源需求成本降低、效率最高的解决方案之一。世界银行认为:利用清洁能源技术提高效率和使区域供热现代化,可在能源供应安全与减少空气污染之间发挥最大协同作用丹麦实践经验区域能源主要是区域供热帮助丹麦摆脱了20世纪70年代的能源危机,并在1997年成为欧盟唯一个能源自给自足的国家。

 

2)如何理解区域能源?

 “区域能源系统主要包括三个要素热源、管网、建筑。区域能源的基本理念是:在热源处最大限度地发挥本地资源禀赋优势,本地有什么用什么,而且这些资源是免费的甚至废弃不用的。这是区域能源相对于其他单体供能系统无法比拟的优势。因此,城市内多种市政服务的废弃能源都可以成为区域供热的热源,如:回收利用各行业部门的余热、废热,通过焚烧市政垃圾提供热量满足热需求、提取污水中的剩余热,由此将废物变成资源,回收利用数据中心服务器散发出来的余热,利用地铁里的余热,利用化工余热,以及电厂余热(即热电联产)等,这种区域能源热源处余热、废热回收再利用的过程中大大减少了一次能源的消费需求,并减少了CO2和大气污染物的排放。

此外,区域能源系统具有规模优势,集中供能方式减少了单个消费者的花费并使某种对个体消费者不合算的资源利用更为经济;同时可以提供多种市政服务,如:供热,供冷和生活热水等,提高能源利用效率。

区域能源系统还可以通过数字化、智能化控制手段,尽可能把需求和供给进行精准匹配,减少能源浪费。另外,在建筑节能方面不断更新节能标准,并把节能行为与消费者利益挂钩(如:账单)。       

丹麦的区域供热技术经历了3次迭代:第一代是传统的直接燃烧取暖技术,第二代是传统热电厂的余热利用技术,第三代是热电联产与废弃物、生物质、工业余热相结合的技术,第四代也是目前最先进的技术是结合热源低碳化、管网高效化、建筑节能化三个目标,完全依赖低品位能源(废弃物热电联产、工业余热、生物质热电联产、风能、太阳能、生物质制气热电联产、热泵等)完全都达成后的产物。随着代际的交替,供热的温度不断降低,从之前的100多度向目前的50-60度转变,而供热效率的效率大大提高。

 

3)区域能源是如何帮助丹麦从能源危机变为能源自给自足的?

首先,不同时期相关能源政策为丹麦实现能源自给自足起到了重要作用。丹麦政府在1976年发布了电力供应法案,要求所有电力必须是热电联产,因为热电联产的生产方式比单独发电和单独制热能够节省至少30%的能源,为丹麦大规模发展区域能源奠定了非常好的基础。1979年颁布了全球第一部热力供应法案,进一步强调对城市规划中的供热基础设施必须做到成本效益最优并保证其舒适性。而且,供热需求的满足要尽量通过本地资源来达到。2000年,丹麦更新了热力供应法案,国家政府开始把供热计划的仲裁权力下放给地方市政府。目前,丹麦正在采用战略能源规划模型,这是一个考虑了区域能源在内的综合能源系统。丹麦的区域供热规划要求一定是基于本地制定,要找到最具成本效益、最适合本地区的供热方案。

其次,区域供热规划在丹麦能源发展方面起到了穿针引线的作用,为丹麦能源实现自给自足方面发挥了非常大的作用。最初,即上世纪七十年代末期时,充分考虑了能源转换的重要性,即大力发展热电联产,利用电厂余热作为区域供热的热源,以摆脱对进口能源的依赖。80年代初期,区域供热系统相对于其它单体供热系统的成本优势日益明显,因此丹麦倡导在没有电厂余热的地区同样也建立区域供热系统,这时热源便根据本地情况,灵活选择,即最大限度的利用本地的资源禀赋,如太阳能、地热、生物质、垃圾焚烧等作为热源。后来,丹麦意识到,热电联产存在异步性,即用电和用热并不总同时发生,因此区域能源转而开发储能手段,丹麦几乎所有的电厂都设有储能装置,这为能源系统的灵活性和存储多余热量提供了可能性;由于丹麦电网属于北欧大电网的一部分,波动式的市场电价趋使丹麦需要在竞争中保持优势,因此系统尽量吸收波动性廉价电力,如近些年丹麦大力发展海上风电和太阳能光伏发电,并充分利用发展起来的储能系统。

 

4)各利益相关者在丹麦区域供热规划中起到了什么作用?

丹麦区域供热规划的主要利益相关者在规划中的不同角色突出体现了丹麦全民参与的特点。

 一是欧盟。丹麦在做欧盟轮值主席国时,帮助欧盟评估了热电联产和区域供热状况,制定强制性能源目标以及要求提供本国供热规划,为欧盟国家在构建能源系统方面能够参考丹麦经验提供了经验。

二是丹麦国家政府。在区域供热方面有两个非常重要的机构:丹麦能源署和丹麦能源监管局。丹麦能源署主要负责能源政策制定和执行,并在供热方面主要致力于增加新能源,让所有系统更加灵活。也负责本地供热规划的强制执行。丹麦能源监管局主要监管垄断型能源公司的价格,如天然气公司、电力公司、热力企业等,确保消费者始终得到公平合理和透明的能源价格。

三是丹麦市政当局。他们负责供热规划,批准供热公司活动和项目,监管当地热力公司,有责任确保根据地方计划实施项目,并做到最具成本效益。

四是热力公司。丹麦的热力公司是市政府控制的独立公司,市政府对它的大部分决策都要保持一定的控制权,但供热公司也在市政府充当一部分机构的角色。热力公司对其供热有定价权,但对待热价非常谨慎,定价时既要考虑消费者利益,又要应对严格审查。

五是个人消费者。实际上个人消费者可以以各种各样的形式参与到热力公司,如入股等方式。丹麦的热力公司是没有盈利的公共事业公司,它的利润都会被以其他的形式返还给个人消费者或者热力消费者。个人消费者始终能够得到可靠、可信、合理的价格和当地信息。

 

5)稳定的政治环境是如何保障区域能源行业持续发展的?

丹麦的政治体制特点是多党共议,但在能源政策上却出奇的一致。2012年的《丹麦能源协定》确立了丹麦的官方目标,即到2050100%依赖可再生能源,这也是政治共识的产物。

另外,丹麦区域能源领域发展的合作模式是政府负责提供大的框架,制定目标,促使市场自由发展各种解决方案,彼此之间良性竞争,优胜劣汰。另外大政府、企业、大学三方的合作模式也为区域能源发展提供了保障,即:大学提供科研成果,企业负责科技成果转化,政府通过制定政策框架同时利用税收或者补贴手段调整能源政策的发展方向。

总之,稳定的能源政策和一致的政治共识,确保了区域供热领域的稳健投资和行业的持续发展。

 

6)丹麦区域供热规划的经验和结论有哪些?

丹麦在区域供热规划中主要经验包括:采用了多方受益的商务模式;在国家层面,强调城市区域供热规划的重要性;国家组织信贷机构为投资者提供低成本贷款;将电力市场和区域供热紧密结合,尤其是提高火电厂的热电联产效率;强调区域能源在整体能源规划的重要性;规划中要考虑国家能源目标的影响和设计。

丹麦在区域供热规划中主要结论包括:利用区域供热能够整合多种热源的优势,充分发掘本地能源潜力,将废弃物转化为资源;丹麦市政供热计划和规划的法律政策长期以来一直被认为提供了支持丹麦能源市场持续成长的政策和法规框架;提高对供热计划的认识,并确定供热计划和综合能源计划如何适应本地城市规划活动;区域供热系统尤其需要进行超局部能源分析并从局部设计中受益,发挥其巨大的经济效益和减排优势。

 

7)对中国有哪些建议?

一是要最大限度发挥本地资源禀赋的作用,提高区域能源本地多能利用意识。二是提升能源系统利用效率能源清洁化低碳化使用同样重要;三是利用专项区域供热规划工具优化本地多能系统,辨识出最经济、技术可行的环保方案;四是成立专门的区域供热规划及机构,负责编制区域供热规划;五是中国需要一个包含供热规划系统,成本效益分析,重视长期投资,以及为所需的解决方案提供经济优惠政策的全盘规划,以实现节能,气候和环境目标;六是能源、建筑和工业部门需要相互配合,利用区域能源系统的带来效益, 使中国成为更节能、用能更灵活的国家,尤其要更加重视管网和建筑的节能优化。

03

与会专家主要观点总结

与会专家结合我国能源转型和建设现代能源体系等问题展开了进一步讨论。主要观点总结如下:

 

1在能源转型过程中,丹麦对全球今天面临的诸多挑战做出了成功尝试,堪称全球绿色能源实验室” ,其中不少实践证明是行之有效的。如:把节水与节能结合在一起制定水利用规划,制定基于本地资源最大化利用的供热规划,对供热按照实际消费收取费用的计量改革,在节能、节水、供热方面的立法实践,建立国家、地方、企业和全民参与绿色发展的有效机制,制定长期国家规划、年度落实计划和监督落实机制,建立基于节能的绿色能源产业链,新兴的第四代集中供热技术等,这些做法无论是对我国十四五国家级能源规划,还是具体到地方综合能源利用规划等都有积极的借鉴意义。

 

2丹麦能源童话的精髓在于充分利用本地低品质的能源资源,通过区域能源的方式对其进行高品质利用。从开始的热电厂余热,到现在的生活垃圾、秸秆、沼气、养猪场废弃物等生物质以及通过热泵技术对低品质热源的提取,再结合太阳能储热储电等设施,这样的区域能源技术使得即使在没有余热的地方也可以集中供热,实现低品质能源的高品质利用,特别是废物的循环综合利用,既解决了污染问题,又解决了能源安全和低碳问题。应将这些经验纳入我国的能源规划,成为规划中非常重要的一部分内容。

 

3协调一致且长期稳定的能源政策及自上而下的创新做法,再通过具体项目来集成多项技术,并加上能效价值链的经济有效运营,使丹麦能源转型得到了制度保障,这也很值得我们借鉴。

 

4丹麦到2050年要实现100%可再生能源,需要解决目前近70%的化石能源问题。基于生物质在目前33%的可再生能源比例中的主导地位,且几乎已吃干榨尽,再往下走,丹麦的能源转型将面临巨大挑战。丹麦能源童话的核心要素,就是国家制定目标并提供政策,让企业、研究机构和全社会去寻找解决方案。丹麦如何实现这一雄心勃勃的2050目标,非常值得我们持续关注。

 

5借鉴丹麦的成功经验要基于我国特殊的国情。丹麦能源转型的成功核心是基于区域能源系统实现的,且其区域能源只是集中供热,我国的大部分地区除了供热还需要制冷,需要基于实际需求和本地资源来量身定制区域供热制冷的解决方案。中国在十四五规划过程中,要注意调动地区层面在能源安全与低碳转型方面的积极性。比如:可考虑在华东地区试点建设现代化地区层面的城市区域能源发展模式。


2020-07-09
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