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1引言

德國一直致力于發(fā)展和實(shí)施高效和環(huán)境友好型的能源系統,其特色是競爭性的能源價(jià)格。與此同時(shí),德國努力保持高水平生活和經(jīng)濟繁榮?？稍偕茉丛诘聡茉唇Y構中的比例不斷增長(cháng):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,德國政府對核能的態(tài)度發(fā)生了轉變,通過(guò)了一項核能法修正案,德國議會(huì )也通過(guò)一項法案,計劃到2022年淘汰所有核能。2011年,德國通過(guò)一系列法律,支持實(shí)行《能源方案》,通過(guò)提供必要的手段和方法,實(shí)現德國能源系統的過(guò)渡(又稱(chēng)為“能源轉型”)

因此,德國能源系統開(kāi)始了中短期的轉型,有望到2050年實(shí)現100%可再生電力。盡管政治層面希望實(shí)現上述目標,但存在一些意見(jiàn)分歧,特別是在以下幾個(gè)方面:1)未來(lái)能源系統的構成方式;2)各種可再生能源在整個(gè)結構中的比重;3)為了到達預期目標需要推動(dòng)何種技術(shù)的發(fā)展。

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

的工具:1)在具體假設下評估能源領(lǐng)域或能源  的發(fā)展;2)討論不同的能源未來(lái);3)整合不同學(xué)  的知識和利益相關(guān)者;4)指導和監督政治決策  與探索性前景一樣,能源前景能夠評信廣  未來(lái)能源選擇,從而支持政策目標的發(fā)展。在政  決策過(guò)程中,會(huì )運用另一種類(lèi)型的前景,即目標制  景,分析如何實(shí)現一系列目標,以及在具體時(shí)間節點(diǎn)  上目標的實(shí)現率。因此,可以從主要問(wèn)題、目  法和細節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(guò)黑膜沼氣池生物質(zhì)  轉化產(chǎn)生的能源,在德國扮演著(zhù)關(guān)鍵性角色,占德國  可再生能源的三分之二。黑膜沼氣池生物質(zhì)能夠轉化成所有最  終能源形式一電熱、和黑膜沼氣池生物燃料。這也意味著(zhù)黑膜沼氣池生物  質(zhì)資源、轉化技術(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(lái),大規模使用黑膜沼氣池生物質(zhì)已經(jīng)成為國家黑膜沼氣池生物  質(zhì)利用政策的重要財富,目標是對黑膜沼氣池生物質(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)要素就是現有黑膜沼氣池生物質(zhì)的總量、質(zhì)量和分布。德  國家級黑膜沼氣池生物經(jīng)濟戰略和路線(xiàn)圖中都體現了要推動(dòng)生  物質(zhì)階梯式高值化利用。黑膜沼氣池生物質(zhì)能的角色轉向商值  化利用對戰略、基礎設施和技術(shù)發(fā)展具有重要影響  但具體是什么樣的影響尚不清晰,這一轉變應

由于多種因素,深刻理解和直接解讀現有前景政府  研究中得出的結論很難。國際能源署可再生能源技W1  部署機構的執行委員會(huì )( IEA-RETD)承認需要特方案》  的指導框架來(lái)解讀能源前景。最近該機構公布了聯(lián)邦到  一項能源前景指導,旨在提高決策者們理解評估和經(jīng)濟三  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)在德國展開(kāi)的的  基

描述、分析、比較和闡釋黑膜沼氣池生物質(zhì)能在國家能源界  系統中的地位,目標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

探

對重點(diǎn)關(guān)于德國能源轉型和《能源方案》目標  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,對國際能源前景進(jìn)碳  行綜述研究,旨在與國內研究進(jìn)行對比。這些經(jīng)過(guò)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(cháng)期)、科學(xué)  可信度(應用的分析工具和假設)、黑膜沼氣池生物質(zhì)能領(lǐng)域的  比較信息等方面評估這些研究。為了考慮不同的動(dòng)  機背景,我們包括了公共機構、研究機構、非政府機構和能源行業(yè)自身展開(kāi)的研究。因此我們從8個(gè)研究中選取了18個(gè)常規和探索性能源前景,包括以下

(1)《信號和路標:殼牌能源前景研究2050殼牌(She)2011,旨在從能源行業(yè)的角度評估世界能源系統。殼牌率先開(kāi)展基于可行性的前景研究,討論了過(guò)去40年的復雜性和不確定性,把前景發(fā)展  為支持企業(yè)決策的工具,并且根據合理的假設和量化分析長(cháng)期趨勢,研究中的大多數參數能在德國獲

(2)《能源技術(shù)展望—2050前景和戰略》國際  能源署(IEA)2008,這是第二個(gè)國際參照,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)和運用的詳細且有區別的數據,還包含德國的具體數據  (3)(2050能源目標:100%可再生能源發(fā)電》  德國聯(lián)邦環(huán)境署(UBA)2010和《通向100%可再生  電力系統》-德國環(huán)境咨詢(xún)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)機背景的國內機構展開(kāi)的前景研究  (4)選擇4個(gè)研究代表整個(gè)能源系統?！稄臍W  洲和全球發(fā)展情況看德國可再生能源長(cháng)期前景和戰

略先鋒研究2011》-德國宇航中心(DIR)和《德國

政府能源政策方案》德國聯(lián)邦經(jīng)濟和能源部(BM  Wi)。這兩個(gè)研究旨在探索達到德國政府和《能源方案》目標的不同方式。該研究的委托機構是德國  聯(lián)邦環(huán)境、自然保護和核安全部(BMU)和德國聯(lián)邦經(jīng)濟和能源部(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(kāi)展  的研究。政府研究的重點(diǎn)為是達到特定目標,而世界自然基金會(huì )和綠色和平組織則為能源轉型描繪了國—2050年氣候安全戰略》世界自然基金會(huì )200  探討了進(jìn)一步節約能源,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 )層面對德國碳捕獲和儲存技術(shù)(CCS)的熱烈討論,本研究分析了使用  碳捕獲和儲存技術(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研究,名為  《氣候保護:計劃B-2050國家能源方案》-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前景,計劃逐漸淘汰核能和煤電廠(chǎng)。  表1總結了選定的各前景,包括它們的規模、范  圍、前景類(lèi)型(探索型或目標型)、使用的模式和主要目標  通過(guò)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)的指標和五個(gè)典型的能源系統指標對選定的前景  進(jìn)行比較研究,也考慮否能獲得高質(zhì)量數據。  文章為了重點(diǎn)討論黑膜沼氣池生物質(zhì)能系統,并列出比較分析的結論和選擇的能源系統指標  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(lái)的能源需求。由于德國致力于不依賴(lài)進(jìn)口黑膜沼氣池生物質(zhì),所以應該考慮德國國內資源的潛力。因此,選擇  國內黑膜沼氣池生物質(zhì)潛力”這一指標用以區分各前景中的國內黑膜沼氣池生物質(zhì)總量。

另外,本研究的主要目標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。由于其他領(lǐng)域的數據不充足  分,所以重點(diǎn)放在交通領(lǐng)域,代表指標是“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,描繪出未來(lái)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、假設和研究框架,并為前景  使用者提供建議。

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