根据Agora Energiewende 的报告,为实现2050年气候保护计划的目标,必须要提高建筑节能改造率,扩大热泵的安装应用以及推广可再生能源。

Titel (iStock/bubutu)

德国弗劳恩霍夫风能和能源系统研究所以及建筑物理研究所研究了供热行业脱碳的关键技术和方法,并发布了“供暖转型2030”研究报告。研究指出为实现2030年前减少55%温室气体的目标,必须将多个因素整体考虑。图1展示了德国气候目标中的允许排放量(信息来源:Agora Energiewende)。

图 1: 德国允许排放量和目标(*LULUCF: 土地利用,土地利用变化和林业)

在相关因素中能效排在首位,相比2015年建筑采暖终端能耗应该在2030年减少25%,而实现此目标的关键是对现有建筑进行节能改造。根据研究,实现深度改造的建筑节能改造率最低应达到2%,因此有必要让建筑节能改造发展成为一种趋势。

此外研究表示,供热行业需要脱离使用燃油。换句话说,在2030年一个环保的高效的建筑供热源结构应该几乎不包括燃油——40%的供热来源于天然气,25%来自热泵,另外20%的热需求由供热管网满足。减少燃油供热比例的同时,应该增加热泵供热和供热管网百分比。图2展示了不同热泵发展目标下德国建筑供热源的结构情况(信息来源:Agora Energiewende

图 2: 2015年和2030年不同热泵发展水平下建筑供热源结构

研究的中心点在于“为实现2030年55%,2050年80%的温室气体减排目标,德国在2030年至少需要6百万个热泵”。按照目前的发展热泵的场景设置,热泵供应的缺口大约在3至4百万台。通过热泵的灵活调控和用热泵替换老旧的传统供热系统,能使热泵能在不影响电力系统峰值负荷的条件下实现大范围的应用。

为了使热泵以环境友好的方式产生热能,必须同时在电力领域大力发展可再生能源。在2030年需要实现60%的电力由可再生能源提供。德国政府目前将2035年可再生能源发电量百分比定在55%到60%。图3展示了在研究的基本场景下2030年装机容量结构和峰值负荷结构情况(信息来源:Agora Energiewende)。

图 3: 在基础场景下装机容量(左)和峰值负荷(右)情况

2030年预计德国的用电量约为600亿千瓦时(在能源利用效率大幅提高的情况下),和目前情况相差不大。2050年为实现83%至95%的温室气体减排量目标,电力需求会上升,因此所需的发电量也会增加200到400亿千瓦时。额外的发电量将由不同的发电技术满足,光伏发电量(300亿千瓦时)、风力发电量(600亿千瓦时)都会大幅上升,详细的发电用电结构见图4(信息来源:Agora Energiewende)。

图 4: 2050年不同减排目标场景下发电用电结构

在目前可再生能源发展,较低的建筑节能改造率的情况来看,供热行业的脱碳似乎不太可能。只有推出明显的措施推广建筑节能改造,扩大风力发电和光伏发电规模,才能尽量实现联邦政府2050年气候保护目标。内阁将于下几周通过新的建筑能源法(GEG),推行效果如何将有待观察。