国际能源发展机遇与挑战零碳讲堂何继江博士清华大学社科学院能源转型与社会发展研究中心2021年9月30日欧洲能源转型发展欧洲能源转型考察罗瓦涅米：北极圈雷克雅未克：65度赫尔辛基：60度波恩：50度北纬66.3度北纬40度70°NI特隆掀呵尔辛基关匹泓A須W玛尔摩森讷堡白俄罗斯堵伦堡乌克兰斯特!罗马尼亚保加利亚西班龙维也纳钢迪斯拉发轟臂奥西噸6漏本哈根格罗了根其°传松0°E更I物将斂汉堡柏林华j兽塞尔莱H;锡累斯顿■皿堡一...VQ和拉格西欧瑞典芬兰挪威冰岛丹麦比利时荷兰卢森堡意大利奥地利东欧爱沙尼亚拉脱维亚立陶宛波兰捷克斯洛伐克匈牙利克罗地亚斯洛文尼亚西班牙法国、英国德国、瑞士列支敦士登欧洲能源转型考察EnergyTransitionTourZeroCarbonOnePersonOnekWPhotovoltaicsTsinghuaUniversity・CHINAResearchCenterforEnergyTransitionandSocialDevelopment鋤継斯吨枷“而W■C%北欧五国，能源转型先锋FinlandSwedenlorwnyI<IIHKH翱Mhh叫HlEstonl.Lnlvia，初・ru>Ireland-•.BOIQIUIUnitfrd.KingdomiNonhEufOf@t:内LWM”冰岛Iceland可再生能源占比冰岛：85%。2015年瑞典：55%。2017年•北欧五国共占地350万平方公里（格陵兰占其中60%的土地），人口大约2500万。•北纬54度以北地区。挪威：46%。2015年芬兰：40%。20175北欧国家不断调高能源转型目标SannaMarin芬兰总理自2019年11月芬兰：2029年弃煤，2035年实现碳中性。将不依赖于通过从其他国家购买碳信用额来抵消碳排放。——2019年芬兰政府立法确认丹麦：203。年前减排70%。2030年后将不再销售新的燃油车。2035年电和热完全使用可再生能源。2050年丹麦将实现碳中性，100%可再生能源MetteFrederiksen丹麦首相，自2019年6月Geothprmalfield%FRON：KatrinJakobsdottir冰岛总理，自2017年冰岛：2040年之前达到碳中性。——冰岛政府于2018年9月制定目标挪威：2030年实现碳中性2025年禁售燃油汽车;2030年减排50%-55%"S（2019年目标）ErnaSolberg挪威首相，自2013年零碳电力-欧洲现在的零碳电力系统挪威：96%水电2019年：32.7GW水电装机量1.4GW抽水蓄能容量Gecthermalfields冰岛：“冰火之国"地热：100%可再生能源Bedrock<DiBM.OS-33■moefatLirefieldSverige/■:•'击https://www.hydropower.org/country-profiles/norway挪威：交通能源转型2018年5月挪威议会通过决议，2026年前实现峡湾游轮和渡轮零排放氢能燃料电池船舶实现零排放RegionalGridWaterElectrolysisLiquefactionH2transportHydroElectricPower8挪威：零能耗建筑的努力晶何继江能源转型nian29Android挪威行记06：挪威科技大学的与零排故建筑有关的宴验室。零排放建筑的实验仓，冃中有两个房子，有人在里面学习并作为实验员，測试建筑的用能情况。屋顶有晶硅光伏、嘛化編光伏和平板集热.配套筮源设施还有熟泵、热水觥瞻、踏水储譯等。测试房有500多个传感器.还在增加中'living是木制建筑，上面的光伏发的电大于自身用电，再输给附近建筑使用。这座新建筑是livinglab的新楼，三个月就封顶了，大斜坡当然是光伏,備化镉的组件不久将安装。昨神遥典#@挪風驻华大使诡您挪戚国家旅游局#舟威科技大学洋牲光伏#◎光伏超话#能源转羿#样清年发电量48万千瓦时挪威特隆赫姆：交通电动化挪威行记15:有位女车主骑的是电踏车，即电动助力车。她家离单位9公里，她家到单位有个大坡，如果不是电助力，会非常吃力。此车续航约接近50公里，两天充一次电。价格18000挪威克朗（约合人民币14000元）。我在北京买的电踏车，续航里程120公里，4800元。特隆赫姆是座山城，电踏车非常受欢迎。这个停车场电踏车比例为我所见最高。由此想到，中国的山城重庆等城市，电踏车作为现代交通工具，有迫切需求。如果北京城10公里以内的的上班大部分换用电踏车，交通拥堵状态将会有很大改观，人们低碳出行，锻炼并减排，一箭双雕。10TWh瑞典能源转型可再生能源占比56%-石油从电力和供暖中被替代;-生物质稳步增长=-煤炭始终占比很低-天然气占比很少-风电近年快速增长=自石油危机以来的能源转型经历了艰辛的探索11韦克舍：100%不使用化石燃料!1996年的某一天，韦克舍的各党派代表一致决定“2030年韦克舍100%不使用化石燃料！”疯狂的举动，还是天才之举？•瑞典城市，人口9万•从1993年到2011年，温室气体排放量减少了41%；•2018年已减排59%。•2018年可再生能源份额为67%•到2014年，韦克舍的人均二氧化碳排放量已降至2.4吨，远低于欧盟的7.3吨平均水平。n林奈大学林奈未来不是预测的，而是创造的瑞典：在我们这一代实现无化石能源Fossilfreewithinonegeneration瑞典第一大能源公司vattenfall的战略当这一代将社会交给下一代人的时候，一定要解决目前最重要的环境问题。摘自瑞典法案瑞典人的“我们这一代”为什么这么勇于承担历史的责任？瑞典的垃圾热电厂1、2、3、4、瑞典的热电机组。防涡振的烟囱边条设计；部分电厂做了去工业化设计；都是烧垃圾和生物质的，没有烧煤的;很多热电厂有大型储热水罐。涡振是个很厉害的科学现象，今年5月广东虎门大桥桥面的大幅晃动就是由于风吹导致的涡振。瑞典的热电厂烟囱的防涡振边条非常清晰,这个设计在瑞典非常普及。14热力存储提供灵活性：瑞典储热罐垃圾热电厂大型储热罐蓄热罐提高能源基础负荷供给GOLDENFOREST瑞典韦斯特拉市垃圾变能源工厂RDF技术的最高境界26.500m3热量：1200MWh规模：70MW局度：77m直径：25mG0FbREST蓄热罐在区域供热系统中的使用瑞典恩雪平能源公司>荼:水者龍躍720。立方;>養能规棋340MWh;A写犯规他SMW;>高.度35m,宜经16.9e;>水泥某座；Wrrandrr；irn^!grldmftrfijtnuD>tlyChasfThamiil敏g踱15一步若冲事用圣罗史啪泸叫洁.翁■afliQ；:1E.J]atIABt瑞典：光伏幕墙El=」-■,-!-I.LJTTfr立V卓+引土x^ltAeJTInJ»-厂匸f¥4--=;¥#^^出r!rfc-llr—Lu瑞典ETC光伏庄园17Skelleftea：ZeroSunProjectR带旧日玲2汨■寻m:ce~:I辱寺汩；DST1听;UoneWelcometotheZeroSun'伴有聘光/暮光的日知日落耽及史令時岀上T'2Mf午•口时卜村时下午w时二尸洲上午F司上种时上午&肘上午占时上午理谯牛啓上罕河1冃？月変4月用明73鼻冃汩□月：1冃15?冃2^典左时太阳比"就牌爆碧弦w日覘卒或琳、日靜小牛.m落筆亍个占格F既白天編职船s眼鼠疯.海杷天湘莉瑕说刪旅畫色翁茲色駐色帰割示.向直営的新朝如趴也冲螫祐礼麟RE8760latitude:64°45'Nlongitude:20°57'WBuildingamosernhousethatisselfsitifnithing.Doingitinaplace______一_a-itsthor.Tin?.或ww口「】能护11nnrixpiirirnftntthat?.■：!In¬power,whencombinedwiththeriqhttechrtology,isakeypartoftheEListainableenergysolutionsofthefuture.Ifyoucanmakeithere,youcanmakeItanywhere改..哥德堡离网建筑屋顶、南立面、西立面，光伏总计24.5千瓦满足了建筑的电、热、交通用电的需求。光伏+电池+光伏制氢+氢燃料电池+电动汽车+氢燃料电池汽车19瓦格达(Vargarda)的氢能社区六幢房子正在改造，加了光伏和氢能，用于供应房子的公共区域的电力，并驱动空气源热泵供热。建成后共172套房屋，有可能是瑞典甚至全球第一个氢能社区。氢气用光伏电力制取，从夏天储存到冬天，储氢压力30。巴。瓦格达的能源转型目标是用2030年不会消耗化石燃料，氢能成为其重要的支撑技术。瑞典：光伏停车场+充电桩碲化镉光伏-浙江龙炎瑞典：电气化停车场•电力供暖；-每个车位都配充电桩•供热•充电22瑞典：光伏停车场+充电桩碲化镉光伏-浙江龙炎瑞典玛丽斯塔德:光伏加氢站无二氧化碳炼钢25125GW800克/千瓦时06:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:0006:00•转换发电厂水力发电•褐煤•其他太阳的•生物质•核能-电力混合的CO2排放因子•陆上风_能量消耗•抽水储存最近7天26AgoraEnergiewende；Stand:02.05.2021,04:00最近引天去年01.042021至14.04.2021代表时间段德国电力负荷：可再生能源发电冊日前Dt>38%薄囲中Lpnra」q」aJA-pun5un5naJz」aJluo」lsIDfiGW75GW50GW2SGWGrosspowerconsumptioninGermany・1stquarter2019and2020ConventionalandnuclearenergyRenewables:44.4%asenergytrade\balance”:55.6%\I4.5%7.6%4.3%I3.5%«9%0.04%QI2019:151blnkWh■Non-renewableOnshorewind■OffshorewindBiomass■HydroGeothermalSolarPVWaste23.Maj0瞬喩＜0斂■HL网hSoutflWOktD滯J/SOLAR枷RID50LARSTR0MKRAHWERK272020年第一季度，德国一半以上的电力来自可再生能源。德国的电力系统eo«aE3c8pua」8Mod向德国的零碳电力系统冲刺■Lignite(Rhineland/West)■Lignite(Central/East)Lignite(Lusatia/East)■HardcoalAdditionalshut-downofhardcoalpowerplantsforcompensationofnewhardcoalplantDatteln4—Ijjl-Source:FelixChr.Matthes/Oko-lnstitut高风电光伏电力系统的灵活性资源从何而来?Coalphase-outinGermany.Capacityreductionpathfollowingthedecisionofthefederalcabineton29January2020onthedraftcoalexitlaw(KVBG)Ende2021Ende2022Ende20212022年弃核2038年前弃煤3530252051?!—apu旦M05oGOOg/kWh400g/kWh?OOg/kWhOg/kWh1D0GW75GW5DGW25GW硬煤发电800g/kWh600g/kWh200g/kWh褐煤发电和传统发电StromerzeugungundStromverbrauchLetzten7TageLetzten31TageLetztesJahr08.03.2021bis22.032021Zeitraumdarstellen0GW光伏可再生能源电力SolarOg/kWhStromerzeugungundStromverbrauch125QW10QGW75QWMCW25物CJGW德国的电力负荷曲线摘录c02，Errn△unolz<D:O.OBrlglz€nej£a>，pun5un5na£EOJftU£clmngtja0EMJac」星od德国电力系统：谁在调峰600克/千瓦时2。0克/千瓦时800克/千瓦时600克/千瓦时400克/千瓦时200克/千瓦时。克/千瓦时剰余/转化电厂能量消耗水力发电褐煤抽水储存其他?nde；Stand:02.05.2021,04:00AgoraEnf■剩余/转化电厂•水力发电抽水蓄能的最高出力达到7.118GW,最低出力几乎为零。天然气电力最高出力18.073GW,最低出力7.301GW；硬煤发电厂最高出力9.536GW,最低1.118GW。褐煤发电厂最高出力14.33GW,最低3.492GW。至01.04202114.042021思考：为什么德国的国气电调峰深度远不如煤电?800克/千瓦时去年去年125GW100GW75GW50GW25GW0GW最近引天代表时间段最近引天最近7天代表时间段最近7天冊咨前nl>3c。2尋沽21虫寸千葛0045$冊A前D>punnaJZJcuEOUS肯尼迪大桥的光伏jxktgVte皿gm巴BTADTyiLLE.BCiWkAnxK'ilF»3UcSi'itk>Vr>.iilii!p5W133pcTy、•仲5Bi，r：x，miiunEM.I:itniSOLARWORLDSOLARXNOR^SOLflRSTROMKRAFTWERKSOLARworld公司31392块组件共90千瓦波恩学生宿舍楼光伏遮阳帘，西侧，南侧，1,2,3,9层32德国云克拉特镇光伏+光热+空气源热泵光伏33德国弗赖堡光伏34德国弗赖堡光伏光伏、被动房、产能房35德国柏林主火车站光伏36德国2050光伏发展情景275GW（人均3.8kW）德国联邦环境署（UBA）这只是保守估计。如果转换用地、农地和草地等开放空间也用来安装光伏系统，则德国2050年光伏装机规模会大幅增加。♦光伏安装可用空间1620km2♦年有效利用小时数900小时♦光伏发电效率17%♦年发电量248TWh530GW/800GW（人均6.6kW/10kW）弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferISE）除了考虑成本优化和技术可行性之外，还要考虑用户特定的社会行为和态度或政治意愿是否会发生明显变化。研究所模拟了四种基本场景。♦参考场景：1447TWh♦持久场景：1464TWh♦不接受场景：1282TWh♦充足场景：1068TWh355GW（人均4.4kW）AgoraEnergiewende《迈向气候中和的德国》（TowardsaClimateNeutralGermany）报告中假设，德国保持年均经济增长率1.3%。♦温室气体减排目标：100%♦到2050年，光伏装机在可再生能源中占比63.2%，发电量占比36.9%1000GW（人均12.5kW）德国可再生能源协会（bne）500GW装机来自于工业、商业和住宅等建筑光伏，500GW装机来自于地面光伏电站。光伏发电量1000TWh，满足近60%的能源需求。♦发展500GW地面光伏电站需要大约5000km2土地♦在种植能源作物的区域（24000km2）同时发展光伏，所提供的能源是单独种植能源作物的30倍德国：电动汽车欧瑞府零碳园区旁油氢一体站超市前的充电桩38EV灵活性：零碳园区欧瑞府Euref孔夫子来到德国光伏充电桩：智能充电系统为光伏削峰过去的煤气厂转变为零碳园区，被动房、光伏、充电设施、智慧电力、无线充电等能源转型的前沿要素在这里都有体现德国达姆施塔特：电气化公路此项目在在A5高速上，是黑森州的示范项目，五公里长。最右侧车道上方驾设了电线，就像电气化铁路一样。双向车道都有。卡车从下面驶过，可以升起受电弓，使用电力牵引。离开此路段，则仍然釆用原先的供能方式，如柴油，也可以是氢能或电动。麻浏尼亚推出烤精询”的應台■務为卡车泊，挺痢息輟.在削瓯3奈息畫即討充电廉猊的高谖公路stQig州甘在m:幵始葛逻，世部吾名卡车HJ适随晰席电亚靠为其導单僅WT很精嶠•的卡毕,i照或即L衝试将首先在剧IHH.旧州株斋達公路沿桂幵飽，在洎里.五蛰髯瞄电,:港箜魅设監已銓窕成，两个方同己螳賀芯償坦峻.搐下釆福风高谣弦施典呂员1建内銘E9,计划在攏口田厠圜定兗电尊量，殺计詩手2019年云季开阪.捕三篇高i:蹬裝在巴野-奇H偉林治•中監账都公耳，网20年初ifEE.40德国南部的光伏发电月差异光伏发电月度差异很大图例1:SDlarstrom■WintftraftIWasserkraftIBiomasseIGaseIGeothormr巨大的月差异为电力系统平衡，特别是跨季节储能提出很高要求德云克拉特小镇的光伏某年发电数据7月日照时间209小时，12月日照41小时41解决方案：氢能•随时使用盈余绿电制氢，作为灵活负载调峰•氢产物也可以直接供应燃料电池汽车，或进入天然气管网•或生成氨、甲醇、合成天然气等物质长期储存或远距离运输42化工行业氢能H&RGMBH&汉森和罗森塔尔公司绿色氢来自电解水制氢，二氧化碳从当地废物焚化厂的烟道气中捕集然后化合制造甲烷奥迪:电转气PowertoGas制氢，甲烷化。氢是为了考虑车用燃料电池；甲烷可以作为汽车燃料。年制一千吨甲烷，捕集2800吨二氧化碳。把甲烷与旁边生物质发酵制成的沼气合并，进入管网零碳电力系统的灵活性资源未来的智慧能源系统州燃料存储移动性"电力交换电能供冷V电热耦合—►热泉t無力存慵~T"45奥地利能源转型考察齐勒河上的VERBUND公司水电站奥地利水电，约占全国总电力供应的70%。Electricitygenerationbysource,Austria1990-201980QOQ7000060OOO50OOO4000030OOO20OOOHydroQNaturalgss•BiofuelsOWaste•OlliersourcesOGeothermalOHydro•SOIBFPV£3Wind奥地利能源转型：EVN公司电厂的变迁废弃核电站1978年废弃核电站建起了光伏在运行的垃圾电厂核电站旁的煤电厂。也烧污泥，配有充电1986年投运，2019年关停桩煤电厂场址上计划建光伏。EVN公司电厂的变迁47奥地利能源转型：欧洲退煤竞赛瑞典Itslastheat&beyond-coaleu/coal-exit-tracker.Coalphaseoutunderdiscussion.NocoalphAseoutdiscussion.Coalphaseoutonlyafter2030.Nocoalindectricitymix.2030coalphase-outannouncedor奥地利V9AustricoaItslastcoalplantforctricityhasNocootInel«ctridymix■2030oreoflierphtna-outannoui•CoalpfKUC-Outunderdiscussion•Nocoatphase-outdiscussion•Coalphase-outonlyafter203。•2021年4月16日关闭最后一座煤电。成为欧盟国家退煤的亚军2021年4月17日关闭最后一座煤电:成为欧盟国家退煤的季军48奥地利能源转型2030年实现100%可再生能源电力维也纳城郊的风电PV-Zubau祠0誰臨ch2010-2019underfo<derliche(Ausbau2020-2030麗地利2010-2019的年光伏装机■以及2O252D3O所需年光伏装机量光伏替代天然气发电阿尔卑斯山齐勒河谷的木建筑宾馆越来越多人的旅游需求从观光旅游向休闲旅游转变。在这里，骑自行车、徒步非常合适，冬天登雪山和滑雪。山谷海拔大约600米，两侧的山一千多米，远处有3499米高的高山。英国：2050年净零碳排放2019年6月，气候变化法案（2050目标修订案）生效,2050年实现净零碳Thisyearwearesettoreachamomentouscleanenergymilestoneh201Uitfrraywi，.oiLun's,tHuGirdLypraductiancameftomitHDcartiixi『WHYuaurcwirulnerhunrnss>HJSW.Thecleansterp,ishannew.湿淄isourtapwin；pdrrt'2019年，零碳电力电占比超过化石能源发电TOHOUSEOFCOMMONSIrWigLIBRARYBRIEFINGPAPERNumberCBP8S90.27June2019Legislatingfornetzero国家电网宣布2025年具备零碳电力系统能力nationalgrid>0gZeroCarbonOperation2025蹬3興I51英国电力系统转型2012,318TWh313TWh2013298TWh201422.40%2015286TWh22.95%2016286TWh22.89%275TWh201721.33%2018,272.0TWh19.44%2019,262.3TWh18.67%2020f253.2TWh16.04%2021,139.4TWh0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%Electricitymix758%6.82%6.77%13.90%40.60%774%6.63%17.08%7.66%21.56%7.89%17.66%40.66%10.22%43.00%26,00%39.60%25.20%7.00%I31.80%28.50%7.60%412.05%7.22%137.36%6.85%Nuclear•Biomass.WindSolar•LargeHydro.Coal.Gas.Imports•化石能源尤其是煤电在电力系统中占比大幅降低，2012年煤电占比43%,到2015年占比25%,而2020年煤炭发电量仅占电力的1.6；•风电大幅增加，从2012年约5%的占比，到2020年，风能发电比率大约占到了22%,英国零碳电力的发展主要是由风电推动的；•天然气发电曾在2016年跳跃式增长，达到最高占比为43.69%，随后有所波动减少，天然气已经取代煤炭成为了英国电力系统的重要组成部分；•生物质发电的比率从2012年近乎于零，经过逐年稳步增长，于2020年超过了7%；•光伏的情况与生物质发电相似，从毫无贡献到如今的逐年递增；2016年增长到了最高英国煤炭一消费占比不断降低断英国每天燃煤发电的份额壑料来源：DraxElectriclnsightso最后更新时间为10月26日上午6:55-2012年以来快速退煤，绿电的逐日变化图。2017年英国的碳排放基本已经恢复到1900年的水平。1990-2019,英国已经将燃煤发电的比例从32%降至2%。-英国的气候和能源政策具有明显的优势。在2011-18年度的一系列决定,历届英国政府都为早在2025年实现无煤的未来奠定了基础。英国电力系统转型•2020年总计无煤电累计小时数共计5147小时；•2020年4月10日至6月16日，这个春季是英国自工业革命以来最长的连续无煤电运行时间，持续了近68天，共计1,630小时；•2020年4月5日星期一的下午1点，英国电力的碳强度，即每千瓦时电力消耗的二氧化碳排放量降至39克二氧化碳，这是英国电力系统有史以来最低碳的时刻，此时可再生能源几乎占英国电力的80%；2020年5月24日，英国史上碳强度最低的一天，仅为46gCO2/kWh；2020年5月电力碳强度仅为143gCO2/kWh，成为英国有记录以来最环保的月份;2020年4月20日，英国光伏发电达到9.7GW纪录；2020年5月30日，英国太阳能发电出现过34%的最高比例；2020年8月26日，风电占比攀升到59.9%高峰;54英国伦敦英国零碳工场的可移动式零碳房屋。不打地基，可拆卸，可搬走。屋顶上有光伏板，下面配充电桩。电热交通协同零碳。16块光伏板，每块275瓦。共4.4千瓦，年发电约4000度电。楼下客厅，楼上双人卧室，适于旅游。可多个房间拼在一起，设计成旅游客房。55丹麦电力系统转型12,00060%10,000g8,000〜6,000朔€4,0002,000200050%u40%曲IIII30%20%10%0%20052010201520192020~a■MB»一l^・火电可变可再生能源____联网线路峰值电力消费可变可再生能源占比2020年，丹麦电力部门用电量的50%来自于可变可再生能源(VRE),丹麦成为电力系统中可变可再生能源所占比重最高的国家。56丹麦可变可再生能源电力超50%20%40%10%0%」200020052010年度20152020丹麦电力系统中可变可再生能源发电量与用电需求相对比重的发展2019)o不同年份之间的波动性主要来源于年均风速不同造成的年度风力发电量的差别。60%50%44%30%1€%57丹麦电力系统：从集中式到分布式风电场（兆瓦）集中式发电厂（兆瓦）•海上风电51。•500-100.C♦海上风电4C-4O0•100.1-500.0陆上风电如•500.1-1000.C°陆上风电4C-75.10001-1500分散式工业发电厂（兆瓦）•2.0-20.0•20.1-1CC.O•1CO.1-11C0输电线路」00千伏从集中的热电联产厂到分散的热电联产厂和风电场的转变（DEA）58立陶宛：抽水蓄能电站+漂浮式光伏抽水蓄能电站+漂浮式光伏电站：立陶宛国家资本能源集团（LEG）预在现有的900兆瓦克鲁尼斯抽水蓄能水电站（右下图）开发漂浮式光伏电站。漂浮式光伏电站设计总容量：200-250MW-一期：60千瓦实验性漂浮式光伏，2021年建成-最终：漂浮式光伏将铺设超300公顷（右上图）-预计可为12万户家庭供电立陶宛商业支持机构（LSBA）拨款：-23.5万欧元（约188万人民币）-支持一期实验性漂浮式光伏开发漂浮式光伏电站设计特性：-结构抗冰抗波浪-可适应水位变化漂浮式光伏电站可利用抽水蓄能电站现有输变电设施，抽水蓄能电站辅以电池储能系统，可以提供可靠的调峰调频服务克鲁尼斯抽水蓄能电站上水库漂浮式光伏模拟图克鲁尼斯抽水蓄能电站实景图59抽水蓄能加漂浮式光伏复合电站抽水蓄能加漂浮式光伏复合电站典型负荷和生产曲线图©SasankGoli下午4点至9点，光伏产能下降，但用电需求仍较大HydroplusSolar.LoadPowerSolarAvailable，HydroRequired10HourofDay抽水蓄能+光伏：17时-次日7时（晚上）：抽水蓄能电站出力7时-17时（白天）：光伏电站出力优势：•太阳能时段减少水电出力-节约的水在傍晚提供电力•产生经济收益漂浮式光伏与抽水蓄能电站相结合2021年1月24日立陶宛抽水蓄能电站漂浮式光伏计划60列支敦士登-人均装机最高的国家列支敦士登光伏发电占电力消费总量的比例8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%2010201120122013国内用力总消费量（单位：MWh）I201420152016201720182019光伏发电俾位：MWh）熾发电占国内电力总消竇量的比例列支敦士登：靠建筑光伏赢得人均光2019725人均光伏（瓦/人）2018200400800国家概况：人均能耗高，人均用电量高，能源自给率低•光伏完全建在建筑上的国家•人均光伏装机世界冠军（自2015年）人均光伏（W/人）vs.年份2015539出201720142016列支敦士登：2030年人均光伏2.2千瓦LKoord2760102-仅考虑建筑上的光伏，其资源潜力约4-7千瓦。•2030年人均光伏装机量约在2.2千瓦瓦左右。光伏发电资源潜力约150-260吉瓦时（即1.5至2.6亿千瓦时），当地年度发电等效时数按900小时估算LayerOrthophoto2018ready水力发电I风能150-260（在建筑上）22鸞明划理论潜力至2017可用总量2030前可增潜力2030年可达目标列支敦士登特色：辅助光伏建筑设计工具態I政府能源部门的官方网站提供了非常详细便捷的自动可视化工具帮助普通民众分析境内任一建筑的光伏潜力。（该网站网址：https://geodaten.llv.li/geoportal/sonnendach,html）1.该辅助工具是非常有效且便捷的；2.列支敦士登的建筑光伏资源潜力还很大。屋顶深红色代表最佳顶红色代表很好阳橙色代表好能黄色代表中等潜蓝色代表可利用率较低力瑞士的光伏地图步骤一：地理信息化系统帮助用户测算光伏资源步骤二：确定光伏发电是否接入电网步骤三：评估安装后光伏系统的发电量及盈利情况WORLDBANKGROUPESMAPEE3SOLARRESOURCEMAPPHOTOVOLTAICPOWERPOTENTIALSWITZERLAND步骤四:步骤五:步骤六:步骤七:获取并对比安装商的报通知政府及建设局向政府提交资料并申请税收减免安装后调试并运行•PhotovoltaikAutomatischeAuslegung▼HaushaltstromOrientierungderModuleDachneigung击XL(2)BewohnerimHausISystem家庭人口fBewohnerimHausbelegteFassadenflache29m2LI--------------------；5.0①StandortITechnologiePostleitzahlI(?)Orientierung/Neigung光伏安装朝向oASlid®GrOssederAnlage光伏安装面积belegteDachflacheLZ--瑞士康斯坦茨-光储-屋顶光伏配储能•思考：屋顶光伏为什么是东西向的？66能源转型、博采众长德国：弃核、弃煤、光伏、电力市场2.0、E-ENERGY、氢能丹麦：风电、生物质能源、第四代供热系统、零碳规划瑞典：生物质能源、垃圾能源化、储热罐挪威：电动汽车、电助力自行车、芬兰：供热碳中性目标、海水供冷、供热产销者法国：弃煤、禁售燃油车、气候议员英国：气候变化法、零能源账单社区荷兰：能源地图、自行车、天然气转型战略爱沙尼亚：生物质能源、能源独立的决心冰岛：地热-在电和热领域，欧洲已经为中国展现了非常清晰的技术路线图•交通电气化领域，中欧各有所长，中国略占上风67国际碳中和典型案例68芬兰富腾能源公司碳中和战略69芬兰富腾公司芬兰富腾公司Note:Fortum'spowergenerationcapacity13,724MWandheatproductioncapacity15,009MWFortum'spowergenerationin2018Hydropower26%Coal16%Totalgeneration74.6TWhSolar0.5%Waste0.5%Wind1%Biomass1%Coal3%Naturalgas38%,Fortum'sheatproductionin2018Naturalgas64%Nuclearpower30%Others1%Peat1%Heatpumps,electricity3%Waste7%Biomass8%Totalproduction29.8TWhOurheatandpowerproductionbysource•2018年富腾电力生产为746亿度电•其中天然气占到了38%,是第一大来源，核能30%。可再生能源水电占26%，份额最大，光电、风电生物质分别占0.5%、1%、1%。还有0.5%的垃圾发电与3%的煤电•供热总计生产了298亿71Solar120SohrandwindontiwfrownacataWearecurrentlygeneratingpower(MW)1.10.201910:26Wind128Thermal3867QW«rgenerationtact30daysHydro2428Nuclear27802926皿阅读何继江能源转型10-209:48来自Android芬兰行记16:Fortum公司的展厅。有核电、有水电，有燃煤、燃气和燃烧生物质和垃圾的热电联产。现在已经进入光伏和风电领域，主要是印度和俄罗斯，在挪威有风电。还准备搞北欧地区最大的光伏电力系统，不知道具体是哪个项目。在北欧已经建了很多充电站，在挪威的密度甚至超过在芬兰。马粪收集起来热电联产。应对气候变化,我们需要做得更多，我们需要加速行动。再电气化：去碳化的电力系统，再用电解决其他能源问题，热和交通都将电气化。Jointhechange:加入创变。#芬兰##能源转型##清华大学#@清华大学埃斯波市碳中和目标•芬兰2035年碳中和•芬兰2029年停止煤电；•埃斯波市2025年碳中和Fortum将于2025年停止在Espoo的煤炭便用一EspooCleanHeat项目将区域供热实现碳中和2019年9月24日Fortum和埃斯波市已承诺在2020年代在埃斯波地区运营的区域供热网络中实现碳中和的区域供热s现在，新的中期目标是在2025年停止使用煤炭，从而加快了开发工作的歩伐.何继江能源转型10-209:52来自Android芬兰行记17:埃斯波市的热网是由Fortum公司运营的。部分老的热电机组已经改为烧生物质和垃圾，但有个燃煤机组还在。按照埃斯波市2025年碳中和的目标，燃煤机组需要尽快关停。这几年Fortum向埃斯波市的许多超市、数据中心和污水处理厂等购买废热，并入供热管网，怎么样，好主意吧。这个模式被称作opendistrictheating,我们将对此做深入研究。Fortum还在搞深层地热开发，请ST1公司在埃斯波市钻的地热井将深达约7000米，取热不取水，供热功率可能是在四五十兆瓦，大约占到埃斯波市供热需求的10%（该市人口二十多万）。Fortum公司重构的城市供热系统将是个极有意义的探索。#芬兰##能源转型##城市供热##清73能源转型考4）中文（简体）HyddynnalompoakumenergiaTuotamrni&sahkoaeniSuomenoja发电厂我们通过热电联产以节能的方式在这里生产热和电。我们将Espoo废水中的废热用于区域供热。我们借助热电池来储存热量。参与变化如今，Fortum正在使用未来的能（Li縹碧酣5”芬兰富腾：热电厂的储热罐和热泵•储热和热泵在调节发电出力和供热出力方面具有关键性的作用。•该电厂目前的2台25MW的热泵，可以实现效率370%。2020年将再增加第三台25MW的热泵。•热水罐平均每天2次持续性的放水和蓄水。内部热水的温度通常在90-110°C之间波动。•富腾公司积极收购埃斯波市的各种废热，如数据中心、大型超市、污水处理厂的废热。•从附近的污水处理厂取热。752019年,Suomenoja热电厂共有•发电装机350MW,•供热能力620MW，•以及供冷功率15MW。•该热电厂的热电比为1.77：1。•仅用于供热的锅炉8台，共730MW762025年碳中和•埃斯波市Kauniainen镇的供热能源一半来自煤，天然气占26.6%。电热泵占17.1%生物质等占7.4%。•2025年，埃斯波市的供热能源不能再使用煤炭，并实现区域供热碳中性。目前燃煤供暖比例如此之高，如何在短短6年时间内实现巨大的转变？这的确是个重大的挑战。•热电厂202。年停掉一台煤机，2025年之前另一台煤机也也停Espoodistrictheatingtransformationjourney2014-2029IllustrativeCleanXCO^eofcarbonneutralproductionHeat100Fortum2019年9月24日Fortum和埃斯波市已渣诺在202。年代在埃斯波地区运营的区域供热网络中实现碳中和的区域供热s现在，新的中期目标是在?025年停止使用煤炭，丿而加快了开发工作的歩伐。Pdwvradby:,Iunitwastehwit?M•■Wuelplintan?Re-gicnalprojectB/deantr>lizdproductionLiSa°♦ftxtum储热和热泵•储热和热泵在调节发电出力和供热出力方面具有关键性的作用。•2台25MW的热泵效率370%。原因当然是叠加了热泵发电调峰和同时向周边居民供暖。•2020年增加第三台25MW的热泵。富腾公司合作的地热项目80芬兰：热电厂、北欧电力市场和能源系统数字化•根据北欧电力市场15分钟实时电价系统进行调度和生产运行调节；•气候预测、电价预测与生产系统的结合。•智慧电厂，基于实时电价的运用储热和热泵系统的智慧调度运行。150GWhENERGYRECOVERYFROM400.000TONNESWASTE/YEARProductionapprox1800GWhheat(e9L2Q17]pDTWh30milllitershotwaterdistributedthroughoutOslo该热电厂利用的能源资源主要来自每年的40万吨垃圾，其供热管网总长度为600km客户分别为居民住宅、公寓、商业大楼，还可以给船舶供热。(SfortumFortumOsloVarmeAS(50/50Fortum/Oslokommune)Energysources:ISfortumOiloVbrmw3289Domestichousing952apartmentbuildings[[41comerciaJbuilcfingsDistricheatingpossibletoshipsDistrictcoolingBIOfUELWOODPELLETsiDATACENTER600kmdistrictheatingnetwork垃圾热电厂的CCSC02captureatKlemetsrudWaste-to-Energyplant•Captureofabout400000tonsCO2yearly•CO2transporttoportviaemissionfreetrucks•PilottestingatKlemetsrudongoing该项目每年的碳捕集量为40万吨；来自生物质的二氧化碳超过50%。用零排放的卡车把二氧化碳运送到港口。•Connectiontothedistrictheatinggridgiveseffectiveutilizationofwasteheat•90%cleaningofCO2andtechnologysupplierwithfullscaleexperience(ShellCansolv)•RemovesbothfossilandbiologicalCO2(appr.50%BIO-CCS)(Ifortum83BECCS•在垃圾发电厂安装二氧化碳捕集和储存装置，把二氧化碳用船运送到海上，把二氧化碳注入海底的地层中，封存起来。•废物转化为能源，是气候解决方案的一个重要组成部分：IPCC和巴黎协定将CCS视为达到1.5度目标的重要技术手段。二氧化碳在海底储存是应对气候变化安全的、可靠的并且有效的手段之一。•废物转化为能量的碳捕捉将带来二氧化碳的负排放，并且可以中和其他难以减少/消除的排放。•富腾公司的这个方案将展现城市如何减少排放，利用当地资源并缓解废物处理带来的气候变化可持续城市解决方案。84-富腾是北欧第三大电力生产商同时也是最大的电力零售商，同时也是全球技术领先的供热公司，鉴于2/3的电力生产来源于水电和核电，富腾也是欧洲电力生产碳排放最低的生产商之一。8Oursustainabilitytargetsandperformancein2018GrouptargetTargetfor2018Statusattheendof2018Statusattheendof2017SpecificCO2emissionsSpecificC。：emissionsfromtotalenergyproduction,gCO^/kWh,5-yearaverage<200186188Energyefficiency>lr900^Br1.637Energy-efficiencyimprovementby2020,baseline2012.GWh/a1.502EHSincidents、20ie20ReputationandcustomersatisfactionReputationindex,bosedonOneFortumSurvey73.072.572.3CustomerSotisfactfonIndex(CSI),basedanOneFortumSurvey,andNetPromoterScore(NPS)'inConsumerSolutionsdivision70-7463-8364-76-6-18SecurityofsupplyCHPplantenergyavailability,%>95.096.J961OccupationalsafetyLostWorkdayInjuryFrequency(LW1F)3\ownpersonnelandcontractors^2.11.82.4Numberofsevereoccupationaiaccidents4\ownpersonnelandcontradors041Qualityofinvestigationprocessofoccupalionolaccidents,majorEHSincidentsandnearmissesLevel3.0Level3.0Level2.0”GAPindex,implementationofEHSminimumrequirementsLevel3.0Leve^2.0EmployeewellbeingSickness-relatedabsences,%<2.22.8Z2•2018年可持续发展的表现，能源生产碳排放（五年平均值）：•186gCO2/kWh，较2017年下降2g,小于200g是原计划制定的2020年目标。86Fortum'sstrotegy2016-2018L>DrivepFoductivityandIndustryfransfanmatlonCreatesaSutiorsisfarsustainablecities®GraWinsolarandwind®BuildnewiI)FortumsslrcilogyrijncswdinNovcmtxif2QI耳Foriumtakescareoflheworkingconditionsandsafetyoiitsownarid姑contractors'employeesa^dil.requiresserviceandgoodssupplierstorespectlabourrights.FortumgenerateseconomicaddedvaFuetoitsinvestors.,supplier^andthepublicsector.—►GrouptargetsInsafetyandsickmass-relatedab^sncesGESMKHlfOH&HPmWWOUCIIH■■"项皿南昭IWC：iWlWH£!nl&Foftumafferiiwasleandeirtufafeconomy^otutions^yhichprGmdl&wasterecyclingandreuse.FortumimpacbsurbonairqualitybydevelopingchargmgsohtionsforelectricvehfclesandbyreducingpowerplantemlsslansIntotheak,FortumImprovesthe-energyandresourceefffctencyofitsenergyprodujction.Fortumoffersanddevslopsnewenergyservicesforcustom&rarimprov^出已energy専Hk运iKyQf计S卩国gipr\口点irrve或5inrenewable!ertfirgy,e.g.sofcjrpowerinIndiaandwindpowerCnRussia.#GrouptargetsinsecurityofsupplyandcustomersatisfactionFortumInventshCOrfreeenetgyproduction,lmpfdw$theenergyeffldencyofitsproduction,anddevelopsnewclimate-benignenergyinnovations.—►GrouptargetsinCOZeinlssionisandenergyeffkieneyForiumadvancesi-nncuvationsnelQtedtoenergy,thecircularecorwmy.digitolisattonandelectricitystoragesolulions,andinvestsinstartups,FortumdevelopsdistricthectirigordcoolingsoEutlon^.AH蛙门wgypngdyctronhasenvironmentdlimppcts-FartumaimstoreducetheanvironrrientalimpacjsofItsenergyproductiononaquaticondterrestrialecosystemsandbiodiwrEity.TGrouptargetitnmajorEHSincidents87富腾公司的可持续发展战略富腾公司的2016-2018年的战略规划对应联合国2030年可持续发展目标：•目标8：体面的工作与经济增长目标11：可持续城市和社区、•目标12：负责任消费与生产•目标7：可持续的现代能源目标13：气候行动目标9：产业、创新和基础设施目标14：水资源的可持续•目标15：土地利用的可持续富腾公司以2016-2018年的战略：1.提高效能和产业转型2.为城市设计可持续发展方案3.加大太阳能与风能投资4.发掘新的能源投资机会88富腾公司的可持续发展报告Ouractionsin2018Launchofthepre-engineeringphaseforFortum'sfirstCCSprojectinOsloStartingofanintelligentSolar2GopilotprojectinIndiawithFuturiceandBoondCommissioningofnewwindpowerinSweden,NorwayandRussiaInstallingthelargestportfolioofrooftop.solarelectricitysystemsintheNordics(Ifortum针对联合国可持续发展目标7和目标132018年采取的行动：•在北欧国家建立最大的屋顶光伏组合系统•在瑞典、挪威和俄罗斯开始投资风电•印度Futurice以及Boond实施Solar2Go试点项目•在Oslo的垃圾电厂开的中试89富腾公司的可持续发展报告fhuEstablishingaJointventuretobuildblorefineryinIndiaLargestdemandflexibilityprojectintheNordicsthroughintelligentheatingEUR56milliononresearchanddevelopment针对联合国可持续发展目标9。•在北欧开展最大的需求侧灵活性智慧供热工程•住宅类远程热水供应控制Ouractionsin2018Residentialhousescancontrolhouseholdwaterheaterremotely在研发方面投入90在印度合资建设生物炼制工厂僵机56°°万欧元富腾公司的可持续发展报告针对联合国可持续发展目标11和12,2018年采取的行动。0在瑞典-挪威-芬兰高速路完成第一个电动汽车快充站0在印度推动三轮车的电气化改造0通过并购扩大富腾在金属回收领域的投资0为客户提供了降低NOx排放的燃烧解决方案91富腾公司在挪威的充电站92富腾公司在机场的充电公益广告93对标北欧能源公司1.如何看待碳中和远景目标？2.如何看待煤电机组的关停？3.如何看待供热业务、充电服务业务?4.如何实现热电解耦？5.如何看待CCS和BECCS？6.比较双方的可持续发展战略？94锦界电厂宁夏黄土高坡生态修复苜蓿枸杞光伏-宜建尽建（德国代根多夫）光伏-宜建尽建（德国海尔布隆）£1何继江I清华能源转型德国行记58:海尔布隆Heilbronn是我所了解到的城市中分布式光伏密度最大的城市。工商业屋顶安装光伏的比重非常非常之高。这对我们的城市规划，城市能源规划、建筑能源规划会带来哪些启示？农村的光伏养老ri.j大同市新荣区堡子湾乡支架式屋顶光伏：每瓦5.4元，全部自筹，度电0.65：农村的光伏养老支架式屋顶光伏：每瓦5.4元，全部自筹，度电0.65元大同市堡子湾乡1002060年中国碳中和需要多少光伏?人均装机3.8kW4.4kW6.6kW10kW12.5kW14亿人口总装机6160GW9240GW14000GW17500GW5320GW从资源禀赋来看，在2060碳中和目标下，中国的光伏装机所占比例应当高于欧洲，人均装机规模应当会高于德国，粗略估算可能会在8kW左右赶考：走进生态文明时代“我们是进京赶考，一定要考出好成绩！”一一毛泽东“实现碳达峰、碳中和是一场硬仗，也是对我们党治国理政能力的一场大考。”——习近平我们正在从工业文明时代走进生态文明时代，这是人类文明的赶考,定要考出好成绩!102推动能源转型，促进社会发展微信公号：何继江快手号：何继江I能源转型hejj@tsinghua.edu.cn新浪微博：何继江能源转型雪球财经：何继江零碳社会