德國風電發展與“碳中和”目標

　　2、德國風電發展的近期目標和長遠規劃
　　德國的風電發展一直處于全球領先地位，風電裝機容量占全球市場份額的10.6% ，緊隨中國、美國之后。到目前為止，德國已成功安裝約23800 臺風電機組，總裝機容量達34250MW 。2014 年，德國風力發電約占總發電量的8.6% 。但是，德國陸上風電的裝機容量要遠超海上風電，出于對生態環境的保護，德國對海上風電的批準立項僅限于遠離海岸的區域。因此，與其他國家陸上風電和海上風電的開發相比，德國風電的開發要更加困難，成本更加高昂。目前，德國風電的發展保持持續增長態勢，但進展速度比預期要慢，海上風電的開發還要得到進一步重視。
　　在“碳中和”目標制定出爐前，德國聯邦環境署2010 年發布的名為《能源目標2050 ：100% 可再生能源電力供應》的研究報告中，對2050 年實現100% 可再生能源供應就已提出了“區域網絡模式”的設想。這項研究對全國范圍內可再生能源的開發潛力，包括之前提到的“碳中和”模式下光伏、生物質能、水力發電以及地熱能的利用進行了詳細調研，并且考慮到了技術和環境等制約因素對潛力值估算的影響。按照“區域互聯網”的模式，風電將可以覆蓋德國1%的用電范圍。這個范圍內可以容納60GW 的裝機容量，并且年產能將達到180TWh ，海上風電的潛在產能也同樣可觀。陸上和海上風電的聯合產能，將能夠滿足德國一半以上的電力需求，這還只是一個非常保守的預估。所以德國也正著手準備更加細致的調研，以更好開發海上風電的出力潛能，實現《德國2050 -“碳中和”國》報告中設定的目標。
　　2013 年發布的一份GIS (地理信息系統)研究報告，對德國風電的出力潛能給出了調研分析結果，明確地指出目前德國海上風電的出力潛能被大幅低估。按照調研報告給出的模式設想和所選取的技術先進的風電機組，理論上講，風電將能夠覆蓋德國13.8% 的用電范圍。這個范圍內可以容納1200GW 的裝機容量，并且年產能達到2900TWh 。然而，任何的結果分析都必須充分考慮到，各項模式設想下的具體情況是否能夠以現實的方式呈現出來。首先，一些出于生態保護的考慮措施，對風電的出力潛能值估算會有一定影響，這點可暫時忽略。其次，報告中所選取的參考機組也是很重要的因素，因為其輪轂高度、風輪直徑和額定功率都會對機組出力和設備可利用率產生直接影響。按照報告中選取的參考機組進行估算，其具有的先進技術優勢可以使全國風電機組的年平均利用小時數升至2440 小時。另外，選取的參考機組產生的低噪音排放，還可能會對一定范圍內的居民區產生影響。這項研究報告的目的并不是對風電的可實現潛力給出準確的預估值。比如海上風電的可實現潛力實際上是明顯被低估的，這是因為既要考慮到整體的經濟架構設置，也要考慮到當地的接納水平。對這些現實因素具體分析后，那么海上風電的產能將有可能滿足德國未來很大一部分的能源需求，并在未來供熱和交通系統電氣化的過程中，地位更加凸顯。
　　3、結論
　　德國聯邦環境署認為，德國到2050 年要實現“碳中和”目標，達到人均二氧化碳排放量降至1 噸，在技術層面是完全可以實現的。即使是像德國這樣的工業大國，在不降低生活標準的情況下，目標的實現可能性也非常大。2050 年的模式設想中，一方面需要對效益產能進行充分利用;另一方面全國的能源需求包括供熱和燃料需求等，都要完全依賴可再生能源，尤其是依靠風電和光伏的產能。為了實現供熱和交通系統的碳減排目標，甚至完全實現“脫碳化”，利用“電轉氣”技術將可再生能源產生的電力轉化為可燃氣體將是重要的實現路徑，由此也將帶來對可再生能源電力需求的大幅增長。
　　從現有研究結果來看，德國海上風電的出力潛能目前被大幅低估。即使預估的潛能在化為現實的過程中還需考慮各種現實因素，但海上風電已經成為可再生能源發展的重要領域, 成為推動能源結構調整的重要力量。
　　德國聯邦環境署現已發布的研究報告，都是在討論如何為德國未來的能源需求尋求及時的、操作性強的解決方案。然而，需要進一步研究分析的將是如何規劃明確的轉型路線。可以肯定的是，風能在未來德國能源供給的重要地位不容置疑。