能量转换遇到了障碍。自二战结束以来,甚至今天,工业化国家的经济几乎完全依赖化石燃料。虽然由于高能源效率和生活条件的改善,各国对这种不可再生能源的依赖程度有所增加,但自 1973 年石油危机发生以来,这种依赖程度有所放缓。事实证明,这种冲击对世界各国来说都是可怕的。一个转折点是赎罪日战争(将以色列置于由埃及和叙利亚领导的阿拉伯联盟面前)。为了惩罚帮助以色列的西方国家,欧佩克(石油输出国组织)成员阿拉伯国家决定限制石油产量,将石油价格增加两倍,甚至增加四倍。为此,一些国家决定发展核电站建设。但即使核电不排放温室气体,一旦发生事故,它仍然面临很高的风险,因为在切尔诺贝利或福岛的核灾难中就很明显。
可再生能源的问题,间歇性
太阳能电池板或风力涡轮机是间歇性能源。它们完全取决于天气条件,这增加了发电能力的不确定性:如果没有风或太阳,这些风力涡轮机和太阳能电池板实现的产量为零。这就是为什么欧洲或世界的总电力输出并不主要来自可再生能源。
能源转型的种族和政治:领先国家
北欧国家经常被引用为能源转型的典范。然而,除了拥有地热潜力的冰岛外,大多数国家仍然依赖化石燃料或核能。因此,没有斯堪的纳维亚模式,但情况因国家而异。
首先,这些都是人口稀少的国家(丹麦除外),发展水平很高。人均国内消费调动的能源资源和人均用电量都较高,体现了其能源消费的重要性。
在北方国家的能源转型中,需要分析不同的能源结构。例如,芬兰和丹麦继续使用煤炭,挪威和丹麦的石油和天然气份额仍然很大。
五个斯堪的纳维亚模型
要解释这五种模式的存在,需要了解一些国家的可用资源及其发展历史。可利用的资源一方面是在北海发现的碳氢化合物,其次是在挪威海和巴伦支海,另一方面是上世纪初在挪威、瑞典和芬兰开采的煤炭。
北海的石油勘探始于 1966 年,即领海划分一年后。1969 年,在挪威,菲利普斯石油公司发现了位于斯塔万格西南 320 公里的 Ekofisk 巨型油田。石油和天然气生产始于 1971 年,并委托给挪威国家石油公司。2011年发现了重要的Johan Sverdrup油田,产量可占该国计划产量的25%,2011年挪威议会通过了共同开发开采计划。
在丹麦,在 1979 年发现大油田后,1972 年开始生产石油,1984 年开始生产天然气。1990 年代初期,丹麦的分销网络向全国供应天然气,但自 2005 年以来石油和天然气产量下降。然而,挪威的地位比丹麦好:它是第七大天然气生产国和第三大天然气出口国和世界第 14 大石油生产国。
1960 年至 1970 年间,面对不断增长的能源需求,各国的选择各不相同:瑞典和芬兰选择了核电,而丹麦则拒绝了。挪威和冰岛依赖其主要资源:碳氢化合物和地热能。自 1990 年以来,由于每个人都希望减少 GES,从而开发可再生能源,能源选择变得更近了;然而,芬兰已决定继续核路径,而挪威则继续开发其碳氢化合物。
丹麦在 1973 年石油危机之后决定减少对能源的依赖,并在 1970 年代选择主要在陆上(该国 445 个岛屿中只有 72 个有人居住)的风力发电,然后是海上风力发电。由于其地理位置,该国实际上具有竞争优势:创纪录的超过 40% 甚至 50% 的产能系数(例如,在 Anholt 海上农场)。在海上风电方面,丹麦于 1999 年在 Vindeby 安装了世界上第一个风力发电场(11 个涡轮机,功率为 0.45 MW)。由于风力强劲且有规律,风力涡轮机可以安装在任何地方。自 2013 年以来,最大的风电场一直是安霍尔特的风电场:共有 111 台风力涡轮机(每台 3.6 MW),装机功率为 400 MW。该国在欧洲风电领域有两个主要参与者:维斯塔斯(2015 年之前中国金风科技到来之前最大的风力涡轮机生产商)和Ørsted(原东能源)。丹麦的风电繁荣是涉及国家和地方当局、公司以及民众的政治战略的结果。
冰岛(330,000 居民)是一个几乎 100% 的电力消耗来自可再生能源的国家。冰岛实现的能源转型可以成为希望增加可再生能源份额的国家的灵感来源。尽管冰岛是现代经济如何利用可再生能源发展的一个很好的例子,但直到 1970 年代初,该国仍不得不依靠化石燃料来确保其大部分能源消耗。尽管本意是好的,但冰岛并没有求助于可再生能源,其动机是无法应对全球市场遭受的众多危机造成的油价波动。孤立在北极圈附近,它需要一种稳定且经济上可行的能源资源。
在素有“冰与火之国”之称的冰岛,由于其独特的地质和地理位置,获得可再生能源非常受青睐。冰岛位于大西洋中部美洲板块和欧亚板块断裂处,是一个非常活跃的火山区,被开发用于生产地热能。冰川覆盖了全国的 11%。雨夹雪为从山区流向大海的冰川河流提供养料,为水电资源做出贡献。而且,该国巨大的风能潜力基本未开发。
冰岛农民,地热供暖的先驱
当地企业家采取了发展可再生能源(地热能和水力发电)的首批举措。20 世纪初,一位农民找到了一种方法,可以利用从地下涌出的热水来开发基本的地热供暖系统。各市逐步效仿,更加系统地开发地热资源。用于石油的钻探技术使钻探更深的水成为可能,以便为更多的家庭供暖。随着地热供暖系统以商业规模的实施,大型项目得以开发。第一个水电项目类似于地热项目,由负责任的农民开发,为农场供电。1950年建成小水电站530座,
1960年代,为鼓励地热能的利用,冰岛政府设立了地热钻探担保基金,为地热研究和钻探试验提供贷款,并在发生紧急情况时承担费用。该法律框架旨在鼓励家庭连接到地热供暖网络,而不是继续使用化石燃料。与此同时,冰岛开始关注大规模水电开发,这是一种对国际工业用户有吸引力的方式,以吸引新产业以实现经济多元化,同时也创造就业机会和国家电网。冰岛的情况是独一无二的。尽管冰岛在 1970 年代是一个和平的小国,但存在障碍且无法保证成功,成本和能源安全在市政、政府、和公众。经过几个世纪的贫困和外国统治,该国没有基本的基础设施和对其资源潜力的充分了解,也没有实施大型能源项目的经验。事实上,直到 1970 年代,联合国开发计划署都将冰岛列为发展中国家。此外,资金是由新的但缺乏经验的机构提供的。
冰岛的经验教训:根据其经验,冰岛为当前和未来计划开始能源转型的国家提供以下建议,以克服实施可再生能源的障碍:
自转型的第一阶段以来,市政当局、政府和公众之间的凝聚力与合作。在冰岛,这种对话增强了信心,并培养了一种对克服上述障碍的解决方案持开放态度的心态。
地方责任和公众参与至关重要。市政当局对创新冰岛企业家的承诺和吸取的经验教训使地热能和水电焕发生机,并证明了它们的价值。
监管框架、激励措施和政府支持加速了演变。冰岛的钻探担保基金通过减轻开展地热项目的市政当局面临的风险来加速转型。
与每个行业的发展一样,对可再生能源的实施进行长期规划很重要。
必须介绍每个步骤。公众参与其理解和期望的转变。在冰岛,可以持续使用温泉的城市已成为其他城市的典范。使用显示首都“前后”的照片,政客们还提请选民注意与化石燃料相比地热资源对空气质量的积极影响。
结论:冰岛的转型是成功的,而不是“所有人的榜样”。冰岛的案例表明,不仅富裕的发达国家能够克服绿色转型的成本和内部障碍。
对于冰岛来说,利用地热资源和水电进行能源转型是有意义的。至于其他州,当地条件将决定最有效的可再生资源以及如何最好地利用它们。每个国家都是独一无二的,因此每个国家的转型都会有所不同。因此,冰岛的转型是成功的,而不是“所有人的榜样”。冰岛的案例也提醒,在绿色转型的道路上,不仅富裕的发达国家可以克服成本和内部障碍。
执行回收计划,但没有原材料
瑞典拥有均衡的能源结构,其中可再生能源占最终消费的一半以上,而化石燃料仅占 27%。最重要的是,该国拥有积极主动的税收制度,碳税乘以 6(从每排放一吨二氧化碳 20 欧元到 120 欧元)。在瑞典,能源消耗在过去五年中保持不变或略有增加(从 2013 年的 46 Mtoe 增加到 46.8 Mtoe)。
森林(近 280,000 平方公里)占国土面积的 54%,该国是世界第二大纸张、纸浆和木材出口国(仅次于加拿大)。在这里,大量的林业残留物可用于能源,特别是该国进口木材以应对该行业的业务增长。而且,瑞典已经走上了先在斯科讷生产沼气的道路,以应对红藻的泛滥,然后再利用农业、牲畜和生活垃圾。具有讽刺意味的是,它的回收计划如此成功,以至于它现在缺乏原材料。
最大的国际可再生能源生产商之一
葡萄牙超过 55% 的电力消耗来自可再生能源。拥有近 1,793 公里的海岸线和多条河流,水电是该国的主要可再生资源,领先于风电。葡萄牙自豪地是最大的国际可再生能源生产国之一。在这一水平上,该国是欧洲和世界上最先进的国家之一。通往碳中和的道路正在顺利进行。
然而,并非所有葡萄牙人都对可再生能源持友好态度。太阳能电池板和风力涡轮机的激增引起了该国的不满。因此,例如在位于葡萄牙北部的维亚纳堡湾,在海上安装三台风力涡轮机受到当地渔民的强烈批评,因为海洋保护受到了影响。因此,正在开展工作以推广海上风力涡轮机并减少对渔民的影响,特别是在经济补偿方面。然而,这些缺点并不妨碍他们继续这条绿色之路,成为真正的欧洲榜样。
自 1980 年以来的能源转型
在欧洲有一个地区,人们的电力供应完全来自清洁电力。这个“绿色天堂”是位于该国东北部的下奥地利省,该省拥有 160 万人口,自 2015 年以来,该省已展示完全基于可再生能源的组合。这是自 2002 年以来投资 28 亿欧元的结果,尤其是该地区丰富的水力生产(占产量的 63%)。在全国范围内,“绿色”文化也很成熟,可再生能源的份额达到 73%。奥地利在 1978 年全民公投后放弃了核电,并在 1980 年代普及了能源转型的概念。
德国加速能源转型
德国的目标是到 2030 年加速淘汰煤炭,将可再生能源的份额提高到 70%。因此,它必须在 2022 年告别核电,然后在 2038 年告别煤炭。整个经济、工业和社会都将进行前所未有的能源变革。通过同时摆脱这两种技术,该国希望既实现其温室气体减排目标,又重新获得未来能源的领导地位。为了在 2030 年之前将二氧化碳排放量减少 65%,德国必须将其风能和太阳能发电厂的年建设率提高一倍,并将其天然气生产能力提高一倍。由于行政部门没有制定明确的监管框架来实现这一目标,生产商害怕为这些雄心壮志付出过高的代价。
弗朗西斯进展缓慢,但肯定
法国在可再生能源方面取得了缓慢但持续的进展。然而,它仍然是发起这一变革的最有能力的欧洲国家之一。法国在太阳能和风能方面具有强大的潜力。去年底,可再生能源园区总装机容量为55,906兆瓦。该园区汇集了风能、太阳能、水力和生物能源。因此,2020 年增加了 2,039 兆瓦,主要是由于风能和太阳能行业。这些绿色能源占法国用电量的26.9%,比2019年提高了约4个百分点。
自 2005 年以来,随着生物燃料、固体生物质、热泵、风力发电和光伏发电的发展,法国可再生能源的增长显着。2015年,法国政府颁布了能源转型法。既定目标是在 2012-2030 年期间将化石燃料的消耗量减少 30%;到 2025 年将核电的份额降低到 50%,并使电力生产多样化,到 2030 年在最终能源消耗中达到可再生能源的 32%;在 2012 年至 2050 年之间将能源消耗降低 50%。 其他目标:建筑热力改造、交通适应、打击浪费和循环经济(回收)等。
东欧与绿色转型
东欧国家认为绿色转型是一种新概念、一种新生活方式,很难理解。首先,可以说他们对环境问题的认识不如西欧国家。此外,这些国家自己生产煤炭的事实往往可以解释为什么他们不从国外购买煤炭。如果他们要使用更多的可再生能源,这将需要大量投资,尤其是对外国公司。
欧洲对化石燃料的依赖
倡导更新经济和社会模式以造福地球的绿色转型和可持续发展现在受到许多经济部门的阻碍。最具破坏性的部门之一是运输部门:就温室气体而言,其污染确实极其重要。例如,2016 年全球排放了 13.41 亿吨二氧化碳,这证明需要对所使用的能源类型进行认真修改。
我们还发现欧洲对能源的依赖程度很高,因为进口超过了需求的一半,尤其是煤炭、石油和天然气等一次能源。此外,根据 WWF(世界自然基金会,第一个世界自然保护组织)的说法,欧洲的生态足迹是其生物容量的 2.2 倍,这意味着欧洲人继续开发资源。但今天,各国对不可再生能源的依赖是当前能源问题的很大一部分。事实上,在过去十年中,超过 95% 的交通能源来自石油。其中,航空是污染最严重的交通工具。对于许多环保主义者来说,减少这些排放的最有效方法之一就是简单地向航空公司收取更多的石油产品税,以减少它们的频率并限制污染。
但是,需要注意的是,在现行体制下,经济几乎总是优先于环境和健康。因此,裁员的威胁可能是这些航空公司提出的应对措施,从而影响经济体系:因此,这部分解释了为什么该领域的进展难以向前推进。
氢动力汽车打造更清洁的欧洲?
今天的汽车、卡车和公共汽车主要依靠石油运行。近年来欧洲国家面临的挑战主要是为不同类型的车辆找到对地球危害较小的推进系统。因此,电动汽车越来越多地发展到欧洲水平。事实上,在 2019 年,挪威的电动汽车市场份额增加到 55.9%,荷兰(15.1%)和瑞典(11.4%)也是如此。此外,为了促进这些更有利于绿色转型的车辆的购买,法国政府决定为每人购买一辆电动汽车提供 7,000 欧元的奖励。然而,即使电动汽车不排放二氧化碳,电池生产也会带来重大的环境和社会问题。这就是为什么有些人谈论其他能源的可能性,例如氢动力汽车,氢是宇宙中最简单的化学元素。一些车辆已经使用氢气运行,例如丰田 Mirai 或现代 Nexo,尽管它们仍然非常昂贵(接近 70,000 欧元)。
在大多数情况下,用作燃料的氢气来自天然气或石油的转化,这并不能以任何方式解决二氧化碳排放问题。另一个有希望的途径是从某些类型的细菌中生产氢气。科学家们在这方面进行了研究,并得出结论,一种叫做 Caldicellulosiruptor saccharolyticus 的细菌能够产生两倍于所有其他细菌的氢气:证明这种能量可以在未来发挥关键作用。
此外,在欧洲各国实施的复苏计划中,德国决定向氢能研究计划投资 70 亿欧元,这种能源在未来可能会变绿。
因此,需要欧洲范围内的凝聚政策来增加对新能源使用的投资和欧洲资金,这些新能源排放较少且更环保,包括在欧洲绿色转型方面落后的东方国家。因此,欧洲的承诺将有助于促进这些能源的开发,同时也可以提高欧盟成员国对世界石油和天然气生产国的能源独立性。