中德可再生能源合作中心执行主任陶光远：如何实现2060年碳中和？

 

德国是通过电力市场的实时电价调节机制激励波动风光。 

中国的风光电波动调节权力集中在电网。在用户端，电网通过电价机制（包括用户侧响应）激励风光电的补偿和消纳，但力度和灵活性远低于德国的电力市场。在发电公司端，现在电网是通过调度的权限来进行调节，而不是通过价格机制，因此各个发电公司及利益相关方向电网施加压力，要求多发电。电网难于按宏观经济规律调节。 

下面介绍德国城市智慧能源园区的成功示范——德国欧瑞府（EUREF）能源科技园： 

- 位于德国首都柏林的欧瑞府（EUREF）科技园是一个碳中和园区，其中超过一半的二氧化碳减排是通过提高建筑能效；其余不到50%的二氧化碳减排是通过使用可再生能源，其中70%左右的能源是波动的风光电，30%左右是沼气热电联供。 

- 基于建筑能效提高，电转热/冷并用建筑物和储热/冷罐存储，电动汽车参与波动风光电消纳，退役电动汽车动力电池储能电站和沼气热电联供的微型综合智慧能源网。 

- 这个碳中和园区是2008年是时任德国能源署的署长科勒先生领导设计开发的。2014年实现了2050年德国的能源转型目标。即：2050年的德国能源世界，您今天见得到。 

- 这个项目是可持续碳中和项目，可持续的含义是没有要国家一分钱的额外补贴，因此有推广价值。 

欧瑞府这样的综合使用智慧能源方法的碳中和园区是未来实现碳中和的重要模式。 

下面我们看一下另一个重要的用能领域——工商业领域。这张图中，描述出了德国在工业界二氧化碳减排中的关注要点： 

- 电机能效的提高。电机的能耗占工业领域能耗的50%以上（不包括电热装置）。主要的电动机械是四大机械：水泵，风机，空气压缩机，制冷压缩机。

- 余热利用。目标：余热的利用达到50%以上。余热利用的场合： 

- 本工艺； 

- 本企业； 

- 外部。例 1：汉堡的铜冶炼工厂将余热输入到城市热力网中。例 2：建议在新邢钢附近建立一个利用邢钢余热的工业园，入园企业如：利用废纸箱作为原料的造纸/纸板厂。 

- 生产工艺要适应使用廉价的波动的风光电——自工业革命以来从未有过如此廉价的能源。 

工商业节能的重点之一——电动机械节能。电动机械电耗占工商业领域的总电耗的约70%。而水泵、风机、制冷压缩机和空气压缩机这四大电动机械的电力消耗又占电动机械电力消耗超过总电耗的约70%。因此，四大电动机械的电能消耗占整个工商领域用电的50%，于是其节能/能效提高就是工业节能的重中之重。 

四大电动机械的节能内容很丰富，时间关系，我们下面只介绍几个主要方法： 

使用电——机转换效率更高的电动机： 

-对于那些运行时间较长的电动机来说，在整个生命周期中，用电的成本远远高于购买电动机的成本，因此要特别注意电动机的效率。电机效率的差别最大可达10%左右。在整个电动机的生命周期中，电动机效率造成的电力费用支出差别，可能几倍与采购电动机的成本。所以要采购电-机转换效率尽可能高的电动机。 

关键设备——水泵节能的方法： 

-在一个封闭的水系统中（采暖循环水、循环冷却水，空调冷冻水），流速与能耗的关系是3次方的关系，流速降低1/2，则能耗降低约7/8。所以在水的需求量下降时，应及时调整流量（例如通过变频器）。动力传动装置（如减速齿轮箱）的能耗很可观。使用用磁电机驱动水泵，可节省动力传动装置的能耗。因此尽量用调节水泵的调速来调控流量，尽量减少调节阀门的使用，让水的流动流畅。 

压缩空气系统节能的方法： 

-减少漏气，利用余热。这两项领域的节能潜力平均可达压缩空气用能的50%左右。 

-其它的节能手段：减少空载，合适的功率匹配，水的排除，畅通的管道，合适的压力，减少压降损失，合适的干燥方法，防止压缩空气的误用。 

余热的回收利用有下述的几个重点： 

- 冶金工业的余热； 

- 喷漆车间的烤漆间余热； 

- 车间排风的余热； - 制冷的余热； 

- IT中心的余热。 

低温余热可作为热泵的热源，用热泵升温。全年供热水，冬季供暖。德国的计划，余热回收利用率要达到50%左右。

中国北方工商业的余热量，超过中国北方冬季供暖的能量需求。因此用工商业余热供暖，是中国工商业余热的一大应用领域。这样，既能消除中国北方冬季燃煤采暖排放的大气污染物，又能减少燃煤产生的二氧化碳，还能降低采暖成本，可谓一举三得。 

未来交通运输领域的碳中和方法：

在交通运输领域，估计在2030年左右，超过一半的新造汽车是车蓄电池和燃料电池电动汽车。蓄电池电动汽车的能源效率高、能量转换成本低，但蓄电池的能量密度低，将成为短途轻载汽车中的主流技术；而氢能的能量密度高，因此未来将成为长途重载汽车中的主流技术；在长途轻载和短途重载领域，这两种技术的竞争会很激烈。  内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om