德国能源署署长详解: 德国能源转型的第三大支柱

2019-11-20

在替代化石能源方面,德国正在探索新路径——Powerfuels(零碳燃料)。“它作为化石燃料的绿色替代品,可以充分挖掘可再生能源利用的潜力,通过将可再生能源生产的电力转化合成为气态、液态使之便于存储、运输并在国际能源市场进行交易。”近日,在由中国城市能源变革产业发展联盟和中德可再生能源合作中心联合主办的第二期“城市能源变革”沙龙上,德国能源署署长Kuhlmann对Powerfuels做了介绍。Kuhlmann表示,零碳燃料在建筑、工业和运输等领域,将发挥日益重要的作用,正成为德国能源转型的第三大支柱。那么,何为Powerfuels,让我们一起了解下。

记者:Powerfuels是一个很新鲜的提法,该如何定义,又有哪些优点?

Kuhlmann:广义上,零碳燃料是基于可再生能源生产的气态或液态合成燃料;狭义地说,就是用可再生能源发出的电力生产的气态或液态合成燃料。除作为能源使用外,它还可用作化工基础原料。零碳燃料是化石能源的可再生替代资源,以此避免二氧化碳排放。

谈起零碳燃料的优点,首先,它便于运输,可利用现有基础设施并可长期存储,也可以降低能源转型的成本。其次,作为化石燃料的绿色替代品,它可加速去化石进程,充分挖掘可再生能源利用的潜力,使之便于存储、运输并在国际能源市场进行交易。

记者:使用了零碳燃料的一体化能源转型方案有何优势?

Kuhlmann:与单一将电力作为优先能源相比,包括了使用清洁合成燃料的一体化能源转型方案具有通过多种能源、基础设施和应用方案而显著降低成本的优势,并且更加安全可靠。因此我们认为,继提高能效、充分直接利用可再生能源(以发电为主)之后,发展零碳燃料将成为德国能源转型的第三大支柱。它将弥补通过提升能效和直接利用可再生能源发电仍不能满足的多样性用能需求。

记者:在建筑、工业和运输等领域,零碳燃料能起到哪些作用?

Kuhlmann:在建筑领域,零碳燃料是对通过建筑节能改造提升能效和使用可再生能源驱动热泵的补充。在一体化能源转型模式中将使用气体和液体的零碳燃料;在工业领域,氢能的应用正逐渐引起人们的关注,尤其是在钢铁和化工方面。比如,可用氢生产的合成甲烷对于某些工业流程很重要;在运输领域,可利用的能源种类正在增加。视应用场景而定,交通领域的燃料产品将主要包括氢、甲烷、合成汽油、合成柴油和合成航空油组成。

德国本土将生产零碳燃料,但发展方向是更多地从欧洲及欧洲以外可再生能源丰富的地区和国家进口零碳燃料。考虑到运输能力,氢能将主要在德国进行地区性生产。研究表明,随着技术的不断成熟和生产规模的扩大,零碳燃料的生产成本未来将会大幅下降。

各个地区的绿色氢生产成本差异巨大。从长期来看,氢能成本为光伏发电和陆上风力发电的混合成本。

记者:能否分析下,在中国的能源领域推广零碳燃料,将面临哪些挑战呢?

Kuhlmann:目前来看,中国能源领域面临着一些困难,比如如何将各种可再生能源整合到能源系统;从夏季到冬季,如何长期存储可再生电力;又如何降低对化石能源进口的依赖。

具体而言,中国可再生能源的资源和成本优势突出地区与能源需求中心的地理分布存在较大差异。输送可再生电力需要大规模扩充电网容量,由于新增输送配网时间成本高,目前可再生能源电力弃电仍是一个严重的问题。经济高效的解决方案是利用现有的石油和天然气管网,将无法并网的可再生电力转化为零碳燃料后进行输送。

弥合可再生电力生产和消耗之间的时间差距需要存储技术,但蓄电池、抽水蓄能装置有持续时间或容量限制。而零碳燃料具有高能量密度,大量的零碳燃料可以被长期存储。

就中国的现状而言,石油和天然气消耗大部分依赖进口。而风能和太阳能可以部分替代目前石油的使用。但是,有些领域却难以实现电气化,例如长途运输、航空、船舶、钢铁、石化等。因此,中国可以在这些领域使用来自风能和太阳能的零碳燃料,并减少对进口化石燃料的依赖,进而增加能源供应的安全。
来源:中国能源网