二、节能减碳技术

二、节能减碳技术

为提前实现2045碳中和的目标,德国实施了一系列节能减碳的技术低碳转型措施,包括:翻新建筑物、提高能源效率、大力倡导绿色交通、数字化应用等。

(一)技术总体介绍

德国节能减排技术路线的突出特点是多与数字化改革结合,特别是能源领域信息化建设加快推进,为能源与信息深度融合奠定了基础。这一论点在德国信息和电信行业的行业协会(Bitkom)2021年3月发布的研究报告中被广泛证明:数字技术在气候保护和能源效率提升方面具有潜力,特别是加热、照明和冷却的自动控制以及多智能部门耦合领域;以居住设施为例,到2030年,数字化改造可最多减少1 470万吨碳排放。

(二)技术应用场景

以可持续供热领域为例(见图8-10),德国节能减排措施除了设备因素外,注重热力供应的数字化联网,即热力生产和交易,以及热力与电力市场的接点尽可能智能联动;通过对热力供应和需求的详细分析预测使相关设备得到最佳协同运作;数字热力市场平台汇总了当地热力生产和消费的所有数据,就如在真实市场上一样,数字热力市场也可提供不同的热力信息,即来自不同源头的热能数量,居民可根据数字市场提供的信息自行决定热力源。

图8-10 德国可持续智能供热系统

资料来源:德国联邦经济和能源部,详见《德国能源转型时事简报》2021年第5期。

(三)技术发展方向

目前德国节能减排技术的发展方向主要集中在绿氢价格竞争力提升、电热蒸汽裂解、石化能源合成物、蓄电池回收技术等多个领域。

绿氢价格竞争力:在质子交换膜(PEM)、阴离子交换膜(AEM)和固体氧化物(SO)电解器领域实现技术飞跃,以此提升绿氢的价格竞争力。

蒸汽裂解装置:在基础化学品的生产中,蒸汽裂解装置扮演着关键角色。德国计划开发并推广蒸汽裂解装置电热解决方案,在未来大规模应用这项技术后,碳排放有望减少高达90%,示范工厂落户巴斯夫路德维希港的生产基地。

石化能源合成物:二氧化碳和绿色氢气生产的可再生合成石蜡(所谓的E煤油、动力煤油、PtL石蜡)、合成甲醇、电子柴油在未来航空领域、内陆和沿海航运等领域可作为替代性推进燃料。

蓄电池回收:据估计,2030年对电池电力的需求将激增10倍到2 000 GWh。在这种背景下,增加使用效率外循环利用和关键原材料的回收率至关重要。