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02/2022

气候保护



德国加快气候转型的步伐

德国经济和气候保护部部长罗伯特·哈贝克(Robert Habeck)表示,德国必须付出更多努力以实现其二氧化碳减排目标,并将大力发展可再生能源,气候中和生产和能源效率。

在柏林举办的一场极坦率与具批判性的“国情”新闻发布会上,哈贝克部长表示,德国将无法在2022年和2023年实现其二氧化碳排放目标,并将立即采取行动,加快在能源领域的措施。

哈贝克说道:“我们一开始就面临严重的赤字,以往各行各业的气候保护措施都不足够。但我们在尽一切努力缩小差距。我们必须将减排速度提高三倍。”

哈贝克指出,在过去30年里,德国可再生能源份额已经增加到42%,但德国只有8年时间来实现其到2030年可再生能源份额80%的目标。他批评新的风能、太阳能设施建设停滞不前,说道:“这一趋势是朝着错误的方向发展。”

他表示,政府的目标是实现可再生能源产量的指数级增长。他宣布了一项将于今年夏天提交议会的一揽子立法计划,其中包括为新建建筑物强制安装光伏发电装置,并在获批的地点加快建设海上和陆上风力涡轮机。政府表示,德国的目标是在2%的德国国土面积上建设风能设施。

哈贝克表示,这项立法还将包括修订《德国可再生能源法》(EEG),使可再生能源成为国家安全级问题。它将以所谓“碳差价合同”(Carbon contract for Difference)的形式,向朝气候中和生产方式转型的公司提供财政支持。此立法还将支持德国的国家氢能战略,提高建筑能效标准。

哈贝克还表示,政府将采取措施以增加专家移民,例如工程师等,以确保国家有足够的专业知识来实现其能源目标。他将未来的变化描述为不仅是一种“挑战”,而且是确保德国经济保持“创新、竞争力和繁荣”的“机遇”。

德国联邦外贸与投资署(GTAI)强调,国际企业将能够从政府政策的重新调整中获利,对于已经在德国开展业务的企业,尤其如此。

“德国政府对于现状如此批评,在应对措施上如此具体,这是极不寻常的。”GTAI首席执行官罗伯特•赫尔曼(Robert Hermann)表示。“这一切变化都意味着,灵活创新的,可以帮助德国实现其气候目标的国内外企业,都将迎来新的重大机遇。”

“气候保护计划代表了一个历史性的机遇,”德国联邦外贸与投资署可再生能源与环境部主管Thomas Grigolit补充道。“它们将为能源经济的所有领域提供强大的推动力。我们预计太阳能和风能装置、氢能生产和能源效率将迅速增长。这是一项巨大的挑战,但同时也为国内外公司在德国开发、生产和营销创新型可持续产品开辟了新途径。”


德国大力发展风能

德国新政府希望重振国家的可再生能源生产。这项政策的一个主要组成部分就是风能。

政府希望改变近年来风力涡轮机建设停滞不前的状况。联合执政协议包括一项基本原则,即2%的德国国土面积将用于风能开发。即使在德国风力较小的地区,也将推广风能的开发,并简化许可程序。到2030年,海上风能产量将增加到300亿瓦特,到2035年增加到400亿瓦特,到2045年增加到700亿瓦特。

德国联邦经济和气候保护部部长罗伯特·哈贝克在接受德国《时代》周报(Die Zeit)的一次重要采访时表示,德国将“大体上建造 1000 至 1500 台风力涡轮机,具体数量取决于有多少旧设备可以被性能有显著提升新设备取代。”相比之下,德国近年来平均建设数量仅为450台。

哈贝克曾在石勒苏益格-荷尔斯泰因州担任了六年能源、农业、环境和农村地区部的部长,期间他推动风能发展颇有成效。现在,他在国家层面继续推动这项技术,因为它不仅在生态上,且在经济上都至关重要。

哈贝克以石勒苏益格-荷尔斯泰因州的两个地区为例告诉《时代》周报:“可再生能源在农村地区创造价值,有助于社区繁荣和居民个人发展。这些地区人口外迁,原本可能是受人口结构变化严重影响的典型地区,而现在能保持相对繁荣,这要归功于可再生能源。因为风力发电场在能源市场上的交易,这些地区享受了像在柏林市中心一样的机动性和快速的互联网连接。由于对风电场维维护的需求,就业前景也很好。”

行业观察人士表示,对这项技术的重新重视,可能会迎来德国风能生产的复兴。

德国联邦外贸与投资署风能专家埃斯特·弗雷(Esther Frey)说:“联邦政府的新目标非常雄心勃勃,专门针对此前缓慢的建设,所以此目标对所有相关单位都是一个巨大的挑战。这意味着德国风能行业将出现显著增长。国际公司也将有大量的机会。特别是在海上风能领域,我们将在未来几年看到整个产业价值链中新的参与者。”


风能有助于海上运输脱碳

温室气体排放的一个主要来源是航运和远洋旅行,但有一种潜在的解决方案与人类在海上航行一样古老。汉堡物流与企业管理技术大学(KLU)与包括企业、非政府组织和大学在内的合作伙伴正共同测试风能海上运输的可行性。

这个为期三年、耗资540万欧元的风力辅助船舶推进(WASP)项目旨在探索该技术在北海的实际应用可能性。

这项技术的其中一个样版已经投入使用。德国—丹麦的渡轮公司Scandlines于2020年为其混合动力渡轮哥本哈根号安装了一个旋筒风帆(rotor sail),初步结果不负众望。

“数据分析证实,这项技术在降低能源需求方面潜力巨大,”汉堡物流与企业管理技术大学高级研究员Vasileios Kosmas对互联网平台汉堡新闻(Hamburg News)说道。

Scandlines公司正在为第二艘渡轮配备此技术。

“我们希望哥本哈根号的旋筒风帆能够帮助减少4%到5%的二氧化碳排放,”Scandlines首席运营官Michael Guldmann Petersen告诉网络平台Offshore Energy Biz。“这一期望已经达成,所以我们现在更进一步,筹备为其姊妹渡轮M/V Berlin进行安装。”


2021年德国电动汽车新注册量激增

根据德国联邦机动车交通管理局(Federal Motor Transport Authority, KBA)发布的年度数据,去年德国纯电动汽车的注册量增加了83%。这使纯电动汽车的注册量达到了创纪录的14%。

插电式混合动力汽车也很受欢迎,其注册量比2020年增加了43%,总份额达到29%。相比之下,传统汽油汽车和柴油汽车的注册量分别减少了29%和36%。

电动汽车注册数据出炉之际,整个汽车行业正艰难应对供应链中断问题,该问题影响了半导体和其他零部件的交付。电动汽车成功的一个主要因素是国家激励措施。

“原因也很简单,”德国联邦外贸与投资署汽车专家Stefan Di Bitonto在11月表示。“汽车制造商决定将零部件如半导体等分配给哪种汽车。目前电动汽车的利润率相当高。这是因为德国政府对购置电动汽车的补贴高达6000欧元。此外,经销商还提供3000欧元的折扣,这让消费者认为现在是买电动汽车的好时机。因此将半导体、零件分配给电动汽车是合理的。这样所有人都会获利”

德国联邦机动车交通管理局还报告说,在2021年,新车平均每公里的二氧化碳排放量会下降15%。


德国增加电动汽车充电站的数量

超过20%——这是德国这一欧洲汽车中心地区的电动汽车充电站数量2021年12月的同比增长率。

德国联邦网络局(Bundesnetzagentur)称,截至2021年12月22日,电动汽车司机有50901个充电位,而2020年同期,数量不到40000个,2019年12月则只有28671个。

这些充电站由 3500 家供应商运营,其中 50 家供应商运营有充电站总数的几乎一半。大多数供应商(约 3200 家)是本地供应商,他们运营的充电站通常位于零售商店和工作场所附近,运营的站点少于每家10个。

德国联邦网络局估计,德国充电站的容量为15亿瓦特,而2020年为11亿瓦特。快速充电站的占比也有所上升。


奥迪开设时髦的电动汽车充电中心试点

汽车充电和时尚这两个概念通常不会互相关联。而汽车制造商奥迪希望通过其在纽伦堡的未来主义的“充电中心”(Charging Hub)来改变这一点。

该中心由一个配备六个插座的充电站,一个供司机喝着咖啡等待汽车充电的顶部休息室组成。一般来说,该充电站可以在23分钟内将车的电量从5%充至80%。它是为大城市中没有家庭充电配件的居民设计的。

项目负责人Ralph Hollmig说:“我们想在城市中测试这种灵活、优质、快速充电的基础设施,我们要去往的方向是:我们的客户不必每天起床前就为电动汽车充好电。”

该充电站的电力储存在一个由奥迪自行开发的24.5亿瓦特的聚合物锂离子电池中。电力来自安装在中心屋顶的太阳能电池板。其充电成本与Wallbox家用充电桩相当,且可以通过应用程序来预订时段。


德国经济部为H2Global项目拨款9亿欧元

作为政府H2Global项目的一部分,德国联邦经济和环境保护部批准了近10亿欧元的氢支持资金。

这笔资金将指定用于帮助将绿色氢从一种能源载体提升到工业规模。德国政府的目标是到2030年将电解器输出功率提高到十亿瓦特。德国的氢计划无疑是国际性的。

“绿色氢在我们的经济转型中扮演着核心角色,”经济部部长哈贝克说。“我们将需要大量的绿色氢,不但依赖于进口,还需要在德国生产。这就是为什么我们已经开始进行氢经济的国际产业化,并正利用H2Global项目创造长期价值和供应链。”


德国塑料制造商签署里程碑式的氢进口协议

德国塑料制造商科思创(Covestro)宣布与澳大利亚生产商Fortescue Future Industries(FFI)签署一份合作备忘录,从2024年起每年从FFI购买10万吨环保“绿色氢”。这是欧盟首个如此大规模的氢输送协议。

德国政府国家氢战略预计,作为实现碳中和的一部分,德国将进口大量氢气。科思创与FFI的协议被视为这一进程的里程碑。

德国联邦外贸与投资署氢专家Heiko Stubitz说道:“氢经济在很大程度上仍处于理论阶段,所以像这种具体项目是非常重要的。”

德国化工行业温室气体排放量约占德国工业温室气体排放量的19%。氢具有双重用途,既是能量载体,又可以成为氨等物质的替代原料。科思创已公开承诺致力于可持续发展和循环经济。

科思创首席执行官施乐文(Markus Steilemann)在一份声明中表示:“我们与FFI的合作突显了我们向循环经济和气候中和生产转型的雄心。绿色氢及其衍生物在化工行业中发挥着关键作用,它既是一种替代原料(作为原材料使用的燃料),也是一种清洁能源。”

国际能源署(Internal Energy Agency)表示,化工行业大约有一半的能源产出被用作原料。德国联邦外贸与投资署化学专家Raphael Goldstein解释说,在产能和性能方面建立绿色氢经济,使其能够在化工行业发挥核心作用,这至少是一个“中期”项目。

他补充说,相比国内生产的氢气,进口氢更便宜,更容易获得,德国无法生产以满足其产氢需求的可再生电力。

Goldstein还说道:“特别是对于那些氢被用作原料,因此没有绿色氢替代品的企业来说,像这样的合作将是未来的一个关键因素。所以,科思创的协议意义重大。”


德国与日本计划合作试点燃氢发电站

德国西部电力公司莱茵集团(RWE)正与日本川崎重工(Kawasaki Industries)合作,在林根(Lingen)城内建造一座新型氢能发电厂。

莱茵集团表示,这将是世界上第一个使用燃气涡轮机将纯氢转化为工业规模电力的发电站,其燃气涡轮机由川崎重工制造。林根此发电站的容量为34兆瓦特,计划于2024年年中投入使用。川崎重工此前曾在日本神户(Kobe)测试过兆瓦级的技术。

林根位于德国西北部,靠近荷兰边境,正迅速成为莱茵集团的氢能热点。作为GET H2项目的一部分,莱茵集团正在林根安装一个100兆瓦特的电解槽,将利用北海的海上风电生产绿色氢。此装置也计划在2024年投入运营,到2026年容量将扩大至300兆瓦特,到2030年扩大至20亿瓦特。


德国建筑正测试氢气管道

位于德国北部埃姆斯兰(Emsland)地区林根的一家天然气工厂正在建设一条试点输氢气管道。该项目是GET H2和TransHyDE倡议的一部分,得到了德国联邦教育及研究部1160万欧元的资助。

这条管道旨在解决一个问题,即氢不能简单地通过德国现有的天然气网络运输。

“当开始大规模产氢时,氢能运输和储存的基础设施必须准备就绪,”项目协调员Frank Graf告诉pv magazine

该倡议是由多家德国能源企业和波茨坦大学联合发起的。氢气是德国推动其在本世纪中叶实现碳中和的一个主要组成部分。


德国环境部对可持续玻璃生产进行投资

位于美因河畔洛尔镇(Lohr am Main)的Gerresheimer公司获得了990万欧元的公共资助,用于支持制药和化妆品行业玻璃制造程序的新试点。这笔资助是德国联邦环境、自然保护和核安全部创新项目的一部分。

该项目的核心是一种新型的熔化罐,能以更高比例的可再生能源电力运行。Gerresheimer公司还将为其生产线配备创新的转向系统。新的生产程序将大大减少二氧化碳排放量和所需原材料的数量。

此项目是该公司于2021年春季制定的可持续发展战略的一部分。

Gerresheimer公司的主席Dietmar Siemssen在一份声明中表示:“对Gerresheimer而言,将可持续的理念纳入思考和行动,意味着我们会以长远的眼光看待我们作为企业的影响力。可持续发展,是我司发展战略的主要支柱,也是创新和成长的重要驱动力。”


锂矿公司Vulcan Energy大举投资盐水提锂

德国-澳大利亚上市公司Vulcan Energy斥资3150万欧元收购了德国西部莱茵兰-普法尔茨州(Rhineland-Palatinate)因斯海姆(Insheim)的地热装置。该公司计划将新收购的设施改造为锂生产试点。

他们的目标是改进锂提取过程,使提取过程不会产生任何温室气体。目前,锂对电动汽车电池至关重要。Vulcan Energy公司表示,他们在该地区的地热盐水中发现了高含量的锂。

Vulcan Energy公司创始人Horst Kreuter告诉商报Handelsblatt:“我们的目标是提取盐水中90%以上的锂。”

Vulcan Energy公司表示,公司希望在2025年底前每年生产4万吨锂。随着德国成为欧盟中电动汽车电池生产的热点国家,该公司强调,锂的需求量很旺盛。

“我们已经通过具有约束力的协议出售了几乎所有的数量,”Kruter补充道。


热泵销量持续创新高

根据德国联邦供暖行业协会和德国热泵协会公布的调查结果,热泵销量持续创下纪录。

热泵的销量增长了28%

根据德国联邦供热行业协会(BDH)和德国热泵协会(BWP)发布的供热市场销售数据显示,2021年热泵的销量增长了28%。德国在2021年销售了15.4万台热泵,延续了2020年创纪录增长的趋势,空气水热泵在2021年实现了最大的增长,销量达到12.7万台,相当于33%的增长。单体设备销量增长48%(83500台),拆分单元销量增长12%(43500台)。

市场的高度接受

持续积极的市场趋势表明,消费者对热泵的接受程度很高。据德国热泵协会表示,热泵正成为国家标准供暖系统。尽管全球新冠疫情危机对全世界的供应链造成了严重的影响,但节能建筑的公共资助项目的新变化正帮助维持市场的稳定。新的联邦补贴项目需求很高,仅对供暖系统更换的资助申请就有近67000份。


访谈:气候变化时代的地球生态系统

地球的天然冰箱

在全球变暖的背景下,北极地区的气温上升甚至比地球其他地区还要快。这尤其令人担忧,因为两极起到了地球冷却系统的作用。德国联邦外贸与投资署的环保专家与来自阿尔弗雷德·魏格纳极地海洋研究所(AWI)的气候学家Monica Ionita博士就极端天气事件、气候研究以及有史以来最大的北极研究考察——北极气候研究多学科漂流计划(MOSAiC),进行了访谈。

阿尔弗雷德·魏格纳极地海洋研究所,作为亥姆霍兹极地和海洋研究中心,与数个国家及国际层面的合作伙伴一起,共同参与破译地球生态系统复杂变化过程的研究。由于气候变化,两极和海洋正发生着巨大的变化。


在这种背景下,极地和海洋研究扮演着怎样的角色?

北极地区常被认为是“地球的天然冰箱”,但目前其变暖速度是中纬度地区的两至三倍。这一区域的所有变化会对全球各地产生直接影响。从气候的角度来看,北极至关重要,因为它有助于地球的温度维持凉爽。因此,北极的快速变暖产生了深远的影响,例如大规模大气环流。北极变暖也可能是造成当前极端天气现象的原因之一,包括在世界不同地区监测到的暴雨、热浪和干旱现象。

解释北极发挥的作用的另一个例子,是西伯利亚的大规模山火。科学证明,由于永久冻土和积雪的融化,西伯利亚发生火灾的可能性更大。西伯利亚山火有向北极系统“回火”的趋势,因为火灾释放出的黑碳颗粒扩散到了北极的冰层和海水中,降低了雪和海上浮冰的反射率,抑制了它们对太阳辐射的反射。这导致北极变暖,海上浮冰融化的速度加快。

在这种背景下,极地和海洋研究发挥着重要作用,因为这些系统是全球大气环流的关键驱动因素。在未来,我们可能还会看到越来越多的鱼类迁徙,因为一些物种将无法足够快地适应栖息地的变化。

从科学界开始收集数据以来,这种变化从未出现过。事实上,这是过去两千年来前所未有的。

您研究的一个特殊领域是分析极端气候事件,以提高我们对决定极端气候变化复杂机制的理解。到目前为止,您能得出什么结论?

目前为止,我们能得出的主要结论是,如果我们不能设法实现我们气候目标,将来会有更多的极端天气事件。我们观察到世界各地的气候短期变化正在增加,其中大部分是前所未有的。今年在加拿大的热浪和在德国的强降水就是两个例子。现在我们需要提高预测能力。当下,我们只能肯定地说,这种天气事件的发生会更加频繁,但我们无法精准地预测发生地点和时间。此外,这种现象的振幅也很难被预测。受最近气候变化的影响,我们不得不面对很多不确定因素。

据阿尔弗雷德·韦格纳极地海洋研究所称,“研究所的工作具有高度的国际和跨学科合作的特点:来自生物、地理和气候领域的专家在研究所紧密合作。极端条件下的实地研究,使用尖端实验室设备和高性能超级计算机进行分析,这都是该研究所日常工作的一部分。”

北极气候研究多学科漂流计划(MOSAiC)是史上规模最大的北极研究考察,对当前和未来气候相关的研究而言都是非常宝贵的。测量数据的分析是如何完成的?国际合作伙伴如何能继续参与?

MOSAiC考察已经在一年前结束了,尽管如此,我的同事们仍在努力将收集到的数据转换成适当的格式。通过不同的组件,我们收集了大量数据,我们希望MOSAiC能将这些数据带给科学界和公众。这次考察的目的是提高对北极系统功能的理解,这涉及到大气中各种过程之间的复杂相互作用。从这样一个未知领域中首次收集到数据,这将有助于改进气候模型以及未来的预测,这将使我们对气候系统的不同组成部分之间的相互作用,有一个良好的概览。这些数据一经分析,就将成为改善气候保护措施的关键。

考虑到收集到数据量,分析这些数据可能需要10年时间,但在2023年1月1日前,应该能向公众和其他没有参与到MOSAiC考察的机构提供这些的数据。

一般来说,我们会经常邀请其他合作伙伴参与进来,以运用他们的专业知识,即使他们不是考察活动中的成员。科学界是开放的,愿意为一个共同事业而分享与合作。


能效领域新闻

德国在全国各地推出了许多创新项目,展示能效领域的发展道路。

德国最大的工业供热系统扩建

奥鲁比斯集团(Aurubis AG)和汉堡市政供热商Wärme Hamburg公司签署了一份长期供热合约,以扩张德国最大的工业供热系统。根据合约,2024-2025年起,奥鲁比斯产铜过程中的工业用热将为约2万户汉堡居民提供碳中和的热能。从2025年起,随着化石燃料被替代,该交易将使这座北方城市每年减少多达10万吨二氧化碳的排放。2018年以来,此项技术已经成功应用于奥鲁比斯的工厂,为其他项目提供热能。奥鲁比斯集团和Wärme Hamburg公司已经与德国联邦经济和气候保护部联手,制定了一个最佳的实行模式,经济部将向两个合作伙伴提供补贴。


将问题住房改造为净零排放的展示项目

巴伐利亚州的一个市政住房协会正在实施迄今为止德国最大的“能源飞跃”(Energiesprong)项目,这是对约6000个住宅单元进行系列翻修的一部分。能源跳跃的原则是,根据净零能耗标准来供热、供电和供应热水,这也能减轻租户的服务费负担。该项目由德国能源署(dena)支持,将使用一系列的预制外墙和屋顶部件,并安装太阳能系统和发电技术,对住宅进行系列翻新。这个里程碑式的项目将在德国联邦政府和联邦州政府获得约4亿欧元的资金,以及来自欧洲投资银行的股权代替资金。据德国能源署称,此类型的净零能耗项目为建筑公司,开发可扩展的系列住房解决方案的制造商提供了一个重要的市场机会  

装修热潮重振住宅和建筑技术行业

在2018年以来收入持续增长的基础上,德国的住房和建筑行业在2021年实现了显著增长。根据德国联邦供热协会(BDH)、德国卫浴行业(VDS)和建筑与能源贸易协会(VdZ)委托编写的一份报告显示,2021年德国国内住房和建筑行业实现了显著增长。2021年的营业额增长了5.7%,达到644亿欧元,业内人士预测未来一年的营业额将达到700亿欧元。供热行业的营业额占最大份额,为395亿欧元,其次是管道行业,年营业额为249亿欧元。市场的持续强劲增长源于一系列发展措施,包括由国家2020年气候一揽子计划推动的私人住宅翻新措施,以及气候保护的国际措施。该报告作者称,未来一年住房需求和非住宅建筑用地将面临新的变化,这包括疫情导致的居家办公趋势,以及购买远离工作场所的独户住宅。单户、双户和多户房屋建筑预计也将增长,建筑服务行业将从住宅建筑发展中受益。

英国石油公司(BP)和德国能源公司Uniper计划在北威州开展大型废热项目

德国能源公司Uniper和英国石油公司签署了一项协议,为Uniper公司的各户提供英国石油公司在北威州盖尔森基兴(Gelsenkirchen)炼油厂的工业废热。据两家公司称,该价值4000万欧元的协议规定将建设和运行一个能提取多达49兆瓦特废热的电站。Uniper公司的集成供热网络为格拉德贝克(Gladbeck)、盖尔森基兴(Gelsenkirchen)、雷克林豪森(Recklinghausen)、赫尔内(Herne)和达特尔恩(Datteln)供热。分离后的废热可供应北部鲁尔地区约3万户家庭。该项目还获得了来自德国联邦经济与气候保护部的资金,金额为千万级欧元。作为Uniper公司每年减少6万吨二氧化排放目标的一部分,该项目计划于2024年正常运行。