能源列国志之十四

□落基山研究所/文

人口仅560万的北欧小国丹麦在可再生能源发展方面正在践行重大承诺。在20世纪70年代初期，丹麦国内92％的能源依赖进口石油。今天，丹麦电网中超过40％的电力由可再生能源供应。丹麦承诺：2035年实现电力100％来自可再生能源，2050年实现所有行业使用可再生能源。此外，丹麦还计划在不使用碳排放配额的情况下，将2020年国内温室气体排放比1990年水平降低40％，这比欧盟设定的目标提前了十年。

风力发电先驱

丹麦拥有丰富的风力发电资源：平均风速7.6米/秒（加州Altamont Pass风电场的风速为5.3米－7.1米/秒，且电力输出与风速的平方成正比）。丹麦的目标是到2020年风力发电占全国用电总量的50％，现在正朝着这一目标顺利推进。2015年，丹麦风力发电已经供应全国用电总量的42％。

1991年，丹麦在距离海岸线2公里的海面上建起了5MW装机总量的风电场，成为全球第一个修建大型海上风电场的国家。自此以后，丹麦又先后建起了另外四个海上风电场，海上风电装机总量达1271MW。同时，丹麦还拥有300台陆地风力发电机。截至2016年1月1日，整个国家的风电总装机量达到了5070MW。为了实现2020年风力发电达用电量50％的目标，丹麦还计划新增1000MW海上风电装机和500MW近岸风电装机，并用更大单机功率的风力发电机组替代陆上老旧机组。

为了避免地方居民反对修建陆上风电场，丹麦政府出台了一系列法规来确保公众的支持。

比如，如果因修建风电场而造成当地居民的物业贬值，他们可以得到相应的补偿，当地社区还可以分享部分风力发电售电收入，此外，允许当地居民参股至少20％的风电场股权。

能源效率领先

在展示经济增长与能源消耗脱钩方面，丹麦同样树立了非常好的榜样。过去30年来，该国的能源消费保持相对稳定，但GDP却翻了一番。丹麦电力和天然气输送系统运营商Energinet首席经济学家Henning Parbo表示：“我们在节能方面的不断努力极大降低了电力需求，而且丹麦的发展并不依赖于能源密集型产业。”

事实上，丹麦是欧盟和经合组织能效最高的国家之一。这一定程度上得益于丹麦企业优化了它们的工业生产过程、生产设施与装备。丹麦的目标是在2020年将全国能耗比2010年水平降低7％。包括石油、电力、天然气和地区供热在内的丹麦每一个能源部门都根据该行业市场份额分配相应的节能目标。这些部门的行业协会再根据每一家企业的市场份额，将节能责任细分到每一家会员企业。从1977年至今，丹麦新建建筑热效率已提高了4倍，并且自2013年起就开始禁止在新建建筑中安装燃油或燃气供热系统。

分布式发电比例最高

在热电联产领域（CHP），丹麦同样全球领先。丹麦全国发电量的12％都来自于生物质和有机垃圾热电联产设施，且该国80％的区域集中供暖来自于热电联产。今天，丹麦有670家分散在全国各地的热电联产设施。

丹麦当前使用的大部分生物质燃料都来自于秸秆和可生物降解垃圾，其中30％是进口自东欧国家和加拿大的木质颗粒和木屑。生物质发电的支持者们认为燃烧木质颗粒是一种碳中和的能源形式，因为植物在生长过程中所吸收的二氧化碳量和燃烧时释放的二氧化碳量是相等的。但也有很多人认为收集木材作为生物质燃料根本不是碳中和行为，而且会损害到全球各地生物的多样性。

丹麦气候、能源与建筑部于2014年12月宣布，今后只允许购买以可持续发展方式生产的生物质。该协议对整个生物质供应链都有严格要求，规定为供应生物质能源而被砍伐的树木必须重新种植。但这仍未能完全平息争议，一些人认为重新种植的树木未必能够健康成长，他们还主张地下生物质资源也必须得到保护，包括其总量与生物多样性。而且虽然生物质可以持续生产，但其数量却可能持续减少。

丹麦大力发展的热电联产设施和风力发电装机使其成为了全球分布式发电比例最高的国家之一。丹麦在1990年时拥有15座集中式发电厂。现在，这里有20座集中式电厂（装机量4200MW）、45台电热锅炉（装机量550MW）、5300台风力发电机（装机量5070MW）以及9.4万块太阳能光伏发电板（装机量785MW）和670座热电联产电厂（装机量2300MW）。

稳定的可再生能源电网

尽管市场质疑风力发电不够稳定，但丹麦的一个优势是它有很多邻国可以出口过剩风电。当丹麦的风电过剩时，如去年7月，当时该国风力发电量达到了电力需求量的1.4倍，它将多余的电力出口到了瑞典、挪威和德国。瑞典和挪威进口电力是为了节约其水力资源，并在风力不足时转用水电。德国使用本国的风电来节约煤炭。由于其法律（及经济调度）要求优先使用本地再生能源，加之德国自身的可再生能源开发规模非常发达，使其吸纳丹麦风电的能力变得有限。除此以外，丹麦也在计划与相隔更远的国家建立电网连接，如荷兰和英格兰。

丹麦计划建立智能电网系统，并在2005年开始着手实践一个完整规模的智能电网试点项目，以单元式结构重构其电网。名为单元控制试点项目（CCPP）持续了七年的时间，在一个1000平方公里的区域内使用先进的计算机系统协同控制其中的风力发电机、热电联产电厂和其他分布式发电资源，将所有这些资源整合成一个整体的虚拟电厂，根据风力状况和电力消耗智能地调节各资源装机的发电量。

这不仅能够提高电网的稳定性，同时还能提供辅助服务，如电力平衡、电力的输出和输入、电压控制等。Energinet的一项研究表明，运用智能电网能够提供的社会经济总体效益高达12亿美元。

最重要的是，15年前丹麦电网运营商认为可再生能源电力供应60％的电网不可思议，而今天这已经成为了现实。在整合多样化、分布式且常常不稳定的可再生能源发电资源方面，丹麦已经成为世界上技术最强的国家之一。因此，丹麦的电力供应是欧洲最稳定的，甚至稍超德国，其稳定系数比美国水平高10倍。

告别化石燃料

想要在2050年完全摆脱化石燃料，交通运输业是一个巨大的挑战，然而丹麦已经在这方面取得了巨大的进步。为了阻止汽油消费，丹麦对新购置汽车征收180％的税，而对电动汽车则免征税；对重达2吨以上的汽车征收95％的附加税；并每年对能效不合格的车辆征收年税。丹麦所有的城市都设有电动汽车的免费停车位。在整个丹麦，估计有超过400万辆自行车和1万公里以上的自行车专用车道。全国各地三分之一的上班族和学生选择骑自行车上班或上学。

丹麦能源局在其2014年的报告中讨论了如何在2050年实现零化石燃料的四种情景：

*风电情景：主要以风电、太阳能光伏发电和热电联产发电为主，包括供热和交通部门的高度电气化；

*生物质情景：以热电联产的形式满足供电和区域供热；

*“生物质+”情景：用生物能替代煤炭、石油和天然气。风电维持2020年的水平（总电量的50％）；

*氢燃料情景：在任何情境下最大量开发风力资源，并同时发展氢燃料制造业。

丹麦同样面临着挑战。Parbo向落基山研究所表示：“欧洲对可再生能源零边际成本发展的持续政策支持，将传统发电企业逐出了市场，但这将给电力定价带来难度。同时，如何在风力资源和太阳能资源不可用时保证电力的供应，将成为我们未来的主要挑战。”

不过丹麦能源局报告的主要结论显示，丹麦能源系统100％摆脱化石燃料在技术上是可行的，丹麦正在朝着这个目标前进。