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1引言

德國(guó)一直致力于發(fā)展和實(shí)施高效和環(huán)境友好型的能源系統(tǒng),其特色是競(jìng)爭(zhēng)性的能源價(jià)格。與此同時(shí),德國(guó)努力保持高水平生活和經(jīng)濟(jì)繁榮?？稍偕茉丛诘聡?guó)能源結(jié)構(gòu)中的比例不斷增長(zhǎng):可再生電力從2010年的16.4%上漲到2014年的26.2%,減少了1.57億噸二氧化碳排放量。

2011年日本福島發(fā)生核泄漏事件以后,德國(guó)政府對(duì)核能的態(tài)度發(fā)生了轉(zhuǎn)變,通過了一項(xiàng)核能法修正案,德國(guó)議會(huì)也通過一項(xiàng)法案,計(jì)劃到2022年淘汰所有核能。2011年,德國(guó)通過一系列法律,支持實(shí)行《能源方案》,通過提供必要的手段和方法,實(shí)現(xiàn)德國(guó)能源系統(tǒng)的過渡(又稱為“能源轉(zhuǎn)型”)

因此,德國(guó)能源系統(tǒng)開始了中短期的轉(zhuǎn)型,有望到2050年實(shí)現(xiàn)100%可再生電力。盡管政治層面希望實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),但存在一些意見分歧,特別是在以下幾個(gè)方面:1)未來能源系統(tǒng)的構(gòu)成方式;2)各種可再生能源在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的比重;3)為了到達(dá)預(yù)期目標(biāo)需要推動(dòng)何種技術(shù)的發(fā)展。

為了闡明這些問題,探討廣泛的發(fā)展選擇,德國(guó)政府、環(huán)境組織、以及能源領(lǐng)域的利益相關(guān)者們發(fā)起了各種獨(dú)立的能源前景研究。從總體上看,這些前景描述了未來的發(fā)展?jié)摿?特別在以下方面是有用

的工具:1)在具體假設(shè)下評(píng)估能源領(lǐng)域或能源  的發(fā)展;2)討論不同的能源未來;3)整合不同學(xué)  的知識(shí)和利益相關(guān)者;4)指導(dǎo)和監(jiān)督政治決策  與探索性前景一樣,能源前景能夠評(píng)信廣  未來能源選擇,從而支持政策目標(biāo)的發(fā)展。在政  決策過程中,會(huì)運(yùn)用另一種類型的前景,即目標(biāo)制  景,分析如何實(shí)現(xiàn)一系列目標(biāo),以及在具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)  上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)率。因此,可以從主要問題、目  法和細(xì)節(jié)等角度分析任何具體前景的特征。

在各種可再生能源中,黑膜沼氣池生物質(zhì)能,即通過黑膜沼氣池生物質(zhì)  轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的能源,在德國(guó)扮演著關(guān)鍵性角色,占德國(guó)  可再生能源的三分之二。黑膜沼氣池生物質(zhì)能夠轉(zhuǎn)化成所有最  終能源形式一電熱、和黑膜沼氣池生物燃料。這也意味著黑膜沼氣池生物  質(zhì)資源、轉(zhuǎn)化技術(shù)和路徑多種多樣。黑膜沼氣池生物質(zhì)能的特  點(diǎn)是關(guān)于它的政策多元且變化多樣,決策框架和利益相關(guān)者眾多  近年來,大規(guī)模使用黑膜沼氣池生物質(zhì)已經(jīng)成為國(guó)家黑膜沼氣池生物  質(zhì)利用政策的重要財(cái)富,目標(biāo)是對(duì)黑膜沼氣池生物質(zhì)進(jìn)行階  式高值化利用。在這一背景下,這些前景中的另  個(gè)要素就是現(xiàn)有黑膜沼氣池生物質(zhì)的總量、質(zhì)量和分布。德  國(guó)家級(jí)黑膜沼氣池生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略和路線圖中都體現(xiàn)了要推動(dòng)生  物質(zhì)階梯式高值化利用。黑膜沼氣池生物質(zhì)能的角色轉(zhuǎn)向商值  化利用對(duì)戰(zhàn)略、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)發(fā)展具有重要影響  但具體是什么樣的影響尚不清晰,這一轉(zhuǎn)變應(yīng)

由于多種因素,深刻理解和直接解讀現(xiàn)有前景政府  研究中得出的結(jié)論很難。國(guó)際能源署可再生能源技W1  部署機(jī)構(gòu)的執(zhí)行委員會(huì)( IEA-RETD)承認(rèn)需要特方案》  的指導(dǎo)框架來解讀能源前景。最近該機(jī)構(gòu)公布了聯(lián)邦到  一項(xiàng)能源前景指導(dǎo),旨在提高決策者們理解評(píng)估和經(jīng)濟(jì)三  解讀模式的能力,包括每個(gè)前景背后的動(dòng)力、價(jià)值以

此,本論文回顧分析了的8個(gè)在德國(guó)展開的的  基

描述、分析、比較和闡釋黑膜沼氣池生物質(zhì)能在國(guó)家能源界  系統(tǒng)中的地位,目標(biāo)是更好地理解能源前景提高其更  透明度,解讀2050年黑膜沼氣池生物質(zhì)的角色。  國(guó)

探

對(duì)重點(diǎn)關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型和《能源方案》目標(biāo)  減少二氧化碳排放和提高可再生能源的比重)的和  源前景進(jìn)行綜述研究。另外,對(duì)國(guó)際能源前景進(jìn)碳  行綜述研究,旨在與國(guó)內(nèi)研究進(jìn)行對(duì)比。這些經(jīng)過平  選的研究發(fā)表于200年至2012年期間。然后進(jìn)(  行二次篩選,從時(shí)間框架(到2050年即長(zhǎng)期)、科學(xué)  可信度(應(yīng)用的分析工具和假設(shè))、黑膜沼氣池生物質(zhì)能領(lǐng)域的  比較信息等方面評(píng)估這些研究。為了考慮不同的動(dòng)  機(jī)背景,我們包括了公共機(jī)構(gòu)、研究機(jī)構(gòu)、非政府機(jī)構(gòu)和能源行業(yè)自身展開的研究。因此我們從8個(gè)研究中選取了18個(gè)常規(guī)和探索性能源前景,包括以下

(1)《信號(hào)和路標(biāo):殼牌能源前景研究2050殼牌(She)2011,旨在從能源行業(yè)的角度評(píng)估世界能源系統(tǒng)。殼牌率先開展基于可行性的前景研究,討論了過去40年的復(fù)雜性和不確定性,把前景發(fā)展  為支持企業(yè)決策的工具,并且根據(jù)合理的假設(shè)和量化分析長(zhǎng)期趨勢(shì),研究中的大多數(shù)參數(shù)能在德國(guó)獲

(2)《能源技術(shù)展望—2050前景和戰(zhàn)略》國(guó)際  能源署(IEA)2008,這是第二個(gè)國(guó)際參照,值得一提  的是該研究包含了關(guān)于黑膜沼氣池生物質(zhì)能技術(shù)和運(yùn)用的詳細(xì)且有區(qū)別的數(shù)據(jù),還包含德國(guó)的具體數(shù)據(jù)  (3)(2050能源目標(biāo):100%可再生能源發(fā)電》  德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境署(UBA)2010和《通向100%可再生  電力系統(tǒng)》-德國(guó)環(huán)境咨詢委員會(huì)(SRU)2011這兩  個(gè)研究代表電力領(lǐng)域,我們能分析不同動(dòng)機(jī)背景的國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)展開的前景研究  (4)選擇4個(gè)研究代表整個(gè)能源系統(tǒng)。《從歐  洲和全球發(fā)展情況看德國(guó)可再生能源長(zhǎng)期前景和戰(zhàn)

略先鋒研究2011》-德國(guó)宇航中心(DIR)和《德國(guó)

政府能源政策方案》德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部(BM  Wi)。這兩個(gè)研究旨在探索達(dá)到德國(guó)政府和《能源方案》目標(biāo)的不同方式。該研究的委托機(jī)構(gòu)是德國(guó)  聯(lián)邦環(huán)境、自然保護(hù)和核安全部(BMU)和德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部(BMWi)。  (5)分析兩個(gè)最具影響力的環(huán)境組織世界自然  基金會(huì)(WWF)和綠色和平組織( Greenpeace)開展  的研究。政府研究的重點(diǎn)為是達(dá)到特定目標(biāo),而世界自然基金會(huì)和綠色和平組織則為能源轉(zhuǎn)型描繪了國(guó)—2050年氣候安全戰(zhàn)略》世界自然基金會(huì)200  探討了進(jìn)一步節(jié)約能源,減少溫室氣體排放的能源政策方案。  (6)此外,由于政治和社會(huì)層面對(duì)德國(guó)碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)(CCS)的熱烈討論,本研究分析了使用  碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)和未使用該技術(shù)的前景。綠色和  平組織發(fā)布了最雄心勃勃的能源系統(tǒng)研究,名為  《氣候保護(hù):計(jì)劃B-2050國(guó)家能源方案》-綠色和  平組織2009?；谀茉凑叻桨负推渌墓俜窖?nbsp; 究,綠色和平組織提出了一項(xiàng)前景,計(jì)劃逐漸淘汰核能和煤電廠。  表1總結(jié)了選定的各前景,包括它們的規(guī)模、范  圍、前景類型(探索型或目標(biāo)型)、使用的模式和主要目標(biāo)  通過選擇、確定、量化、解釋四個(gè)與黑膜沼氣池生物質(zhì)能相  關(guān)的指標(biāo)和五個(gè)典型的能源系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)選定的前景  進(jìn)行比較研究,也考慮否能獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)。  文章為了重點(diǎn)討論黑膜沼氣池生物質(zhì)能系統(tǒng),并列出比較分析的結(jié)論和選擇的能源系統(tǒng)指標(biāo)  黑膜沼氣池生物質(zhì)能發(fā)展的關(guān)鍵是能否獲得黑膜沼氣池生物質(zhì)資源撐未來的能源需求。由于德國(guó)致力于不依賴進(jìn)口黑膜沼氣池生物質(zhì),所以應(yīng)該考慮德國(guó)國(guó)內(nèi)資源的潛力。因此,選擇  國(guó)內(nèi)黑膜沼氣池生物質(zhì)潛力”這一指標(biāo)用以區(qū)分各前景中的國(guó)內(nèi)黑膜沼氣池生物質(zhì)總量。

另外,本研究的主要目標(biāo)之一是展示和分析生  物質(zhì)在各種最終能源形式中的角色(即電、熱、交  通),所以本研究也選擇了“黑膜沼氣池生物質(zhì)占最終能源消耗中的比重”這一指標(biāo)。由于其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)不充足  分,所以重點(diǎn)放在交通領(lǐng)域,代表指標(biāo)是“交通領(lǐng)域  中的黑膜沼氣池生物燃料”。最后,“最終能源領(lǐng)域中的黑膜沼氣池生物質(zhì)  分布”這一指標(biāo),描繪出未來黑膜沼氣池生物質(zhì)在電、熱和交通領(lǐng)域的使用情況。

最后分析這些指標(biāo)、假設(shè)和研究框架,并為前景  使用者提供建議。

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