德国风电发展与“碳中和”目标

　　2、德国风电发展的近期目标和长远规划
　　德国的风电发展一直处于全球领先地位，风电装机容量占全球市场份额的10.6% ，紧随中国、美国之后。到目前为止，德国已成功安装约23800 台风电机组，总装机容量达34250MW 。2014 年，德国风力发电约占总发电量的8.6% 。但是，德国陆上风电的装机容量要远超海上风电，出于对生态环境的保护，德国对海上风电的批准立项仅限于远离海岸的区域。因此，与其他国家陆上风电和海上风电的开发相比，德国风电的开发要更加困难，成本更加高昂。目前，德国风电的发展保持持续增长态势，但进展速度比预期要慢，海上风电的开发还要得到进一步重视。
　　在“碳中和”目标制定出炉前，德国联邦环境署2010 年发布的名为《能源目标2050 ：100% 可再生能源电力供应》的研究报告中，对2050 年实现100% 可再生能源供应就已提出了“区域网络模式”的设想。这项研究对全国范围内可再生能源的开发潜力，包括之前提到的“碳中和”模式下光伏、生物质能、水力发电以及地热能的利用进行了详细调研，并且考虑到了技术和环境等制约因素对潜力值估算的影响。按照“区域互联网”的模式，风电将可以覆盖德国1%的用电范围。这个范围内可以容纳60GW 的装机容量，并且年产能将达到180TWh ，海上风电的潜在产能也同样可观。陆上和海上风电的联合产能，将能够满足德国一半以上的电力需求，这还只是一个非常保守的预估。所以德国也正着手准备更加细致的调研，以更好开发海上风电的出力潜能，实现《德国2050 -“碳中和”国》报告中设定的目标。
　　2013 年发布的一份GIS (地理信息系统)研究报告，对德国风电的出力潜能给出了调研分析结果，明确地指出目前德国海上风电的出力潜能被大幅低估。按照调研报告给出的模式设想和所选取的技术先进的风电机组，理论上讲，风电将能够覆盖德国13.8% 的用电范围。这个范围内可以容纳1200GW 的装机容量，并且年产能达到2900TWh 。然而，任何的结果分析都必须充分考虑到，各项模式设想下的具体情况是否能够以现实的方式呈现出来。首先，一些出于生态保护的考虑措施，对风电的出力潜能值估算会有一定影响，这点可暂时忽略。其次，报告中所选取的参考机组也是很重要的因素，因为其轮毂高度、风轮直径和额定功率都会对机组出力和设备可利用率产生直接影响。按照报告中选取的参考机组进行估算，其具有的先进技术优势可以使全国风电机组的年平均利用小时数升至2440 小时。另外，选取的参考机组产生的低噪音排放，还可能会对一定范围内的居民区产生影响。这项研究报告的目的并不是对风电的可实现潜力给出准确的预估值。比如海上风电的可实现潜力实际上是明显被低估的，这是因为既要考虑到整体的经济架构设置，也要考虑到当地的接纳水平。对这些现实因素具体分析后，那么海上风电的产能将有可能满足德国未来很大一部分的能源需求，并在未来供热和交通系统电气化的过程中，地位更加凸显。
　　3、结论
　　德国联邦环境署认为，德国到2050 年要实现“碳中和”目标，达到人均二氧化碳排放量降至1 吨，在技术层面是完全可以实现的。即使是像德国这样的工业大国，在不降低生活标准的情况下，目标的实现可能性也非常大。2050 年的模式设想中，一方面需要对效益产能进行充分利用;另一方面全国的能源需求包括供热和燃料需求等，都要完全依赖可再生能源，尤其是依靠风电和光伏的产能。为了实现供热和交通系统的碳减排目标，甚至完全实现“脱碳化”，利用“电转气”技术将可再生能源产生的电力转化为可燃气体将是重要的实现路径，由此也将带来对可再生能源电力需求的大幅增长。
　　从现有研究结果来看，德国海上风电的出力潜能目前被大幅低估。即使预估的潜能在化为现实的过程中还需考虑各种现实因素，但海上风电已经成为可再生能源发展的重要领域, 成为推动能源结构调整的重要力量。
　　德国联邦环境署现已发布的研究报告，都是在讨论如何为德国未来的能源需求寻求及时的、操作性强的解决方案。然而，需要进一步研究分析的将是如何规划明确的转型路线。可以肯定的是，风能在未来德国能源供给的重要地位不容置疑。