位于北欧的丹麦是一个人口不足600万的国家,却以其发达的新能源产业和雄心勃勃的能源转型目标而闻名于世,也是全球能效最高的国家之一,经济总量与能耗、水耗和碳排放实现了脱钩。目前,丹麦的风电发电量占到其总电力消费的42%左右,并计划在2020年达到50%。2011年,丹麦政府提出,到2050年彻底告别化石能源,能源需求100%由清洁能源提供。丹麦敢于制定如此激进的目标,最重要的原因就是“区域供暖”和热电联产的广泛使用。

区域供暖经验让丹麦“能源童话”走进千家万户

区域供暖最大的特点就是灵活。它是一个集合的力量,意味着你可以不局限于只采用某个锅炉燃烧煤、石油或天然气产生的热量,而可以灵活选择在供热网内最低廉的燃料。丹麦的许多热量是工业余热、垃圾焚烧或者热电联产(CHP)产生的热量。

2014年,在丹麦几乎有50%的区域供热是由可再生能源所产出的。这些可再生能源包括生物质(木头、垃圾、稻草和生物油)、沼气、太阳能、地热能和电(热泵和电锅炉)。

丹麦是世界上能源效率最高的国家之一。其中关键就是63%的丹麦家庭通过区域供热采暖并获得热水。此外,约60%的电力来自效率高达92%的热电联产。

这使得区域供热成为丹麦热量和电力供应必不可少的一部分。区域供热和热电联产系统的高效性和灵活性,是丹麦到2050年摆脱化石燃料这个目标的核心技术。以丹麦首都哥本哈根为例,98%的热能来自区域供暖。

丹麦作为一个以农业立国,居民散居在大大小小的城镇和乡村的国家,1971年,成为首个成立环境保护部的国家,并于1976年成立能源署来牵头主管能源。迅速厘清制定了节能优先,以风能和生物质能等为主的符合丹麦国情的新能源政策。

进入新世纪,丹麦“能源童话”的脉络更加清晰。2008年,丹麦政府还专门设置了丹麦气候变化政策委员会,为国家彻底结束对化石燃料的依赖,制定了总体行动方案和路线图。涉及供热最重要的法律就是《供热法案》,公共供暖系统依据该法案进行管理。

按照《供热法案》规定,各地方城市政府负责编制市政区域的供暖规划。供暖规划的总体原则是:按照社会效益最大化推广供热方式;促进最环保的采暖方式,大力推广促进热电联产;最大限度降低能源供应对石油和其他化石燃料的依赖。

该法案规定,当一个地方新建或者扩建区域供暖系统时,对必须采用哪些燃料有明确的规定,在热电联产的情况下,几乎可以选择所有类型的燃料。但对于专用供热设备(没有热电联产发电),可选择的燃料种类取决于设备所在地区是否有天然气供应。如果该地区有天然气供应,则专用供热设备只能用天然气。假如当地没有天然气供应时,可以选择使用生物物质、垃圾、沼气,垃圾填埋气和其它气化生物质作为燃料。

截至2014年,丹麦全国区域供暖有近70%来自热电联产发电厂,与分户独立的供热和发电系统相比,节省了大量燃料。

经济措施激励公众参与,技术创新不容忽视

一方面,丹麦政府对供暖企业进行补贴。采用热电联产电和可再生能源的企业均可享受一定金额的补贴。例如,利用生物质燃料发电将可以按每兆瓦时领取20欧元的补贴。

另一方面,丹麦政府还通过税收和价格杠杆来提高企业和公众的参与度。例如,丹麦政府在建筑领域引入了“节能账户”的机制。所谓节能账户,就是建筑所有者每年向节能账户支付一笔节能费,金额根据建筑能效标准乘以取暖面积计算,分为几个等级,如达到最优等级则不必支付。经过能效改造的建筑可重新评级,作为减免这项节能费用的依据。

对于公众,丹麦法律则规定,所有家庭必须安装热表,像用水用电一样,用多少热付多少钱。

节能账户、热计量和收费等用户端的节能措施,在培养了公民的低碳和节约意识的同时,从源头上解决问题,形成从消费端“拉动”式节能的良性循环。

通过多年努力,丹麦的绿色技术远远走在了世界前列,成为绿色技术最发达的欧盟国家中的最大输出国;绿色技术出口占丹麦出口总量的百分比长期在两位数以上,在欧盟国家中多年来位列第一。

丹麦大力推广节能技术、优先开拓“第一能源”。在丹麦人看来,不用的能源才是最好的能源,所以节能,提高能效被认为是“第一能源”,而新能源则是紧跟“能效”之后的“第二能源”。

丹麦地处北欧,采暖期长,很多建筑一年四季需要供热,大量创新性供热节能技术应运而生,是丹麦能源童话的一大特色。丹佛斯区域能源系统利用生产过程中产生的余热,用于供暖和生活热水。不仅提升了能效,同时也减少了对煤等化石能源的依赖,目前已经在世界各地有了很多的成功案例。

迄今为止,以丹麦为代表的世界领先的区域能源技术已经发展到了第四代,城市能源供应系统已经从最初以单一化石能源为主要热源,升级换代,发展到了“节流”与“开源”并举、多能互补的现代化绿色区域能源体系。

所谓第四代区域供热,即低温区域供热,是尽可能利用各种可再生能源或废热中的低品位热,通过供热系统技术升级,仍能够保证系统高效运行。由于可再生能源属于低品位热,供热管网供水温度比较低,因此需要传输效率较高的管网来完成这项任务。正是在这个领域,丹麦始终在引领全球的区域供暖技术创新的走向。

持续减少化石燃料,积极开发“第二能源”。目前,丹麦超过60%的建筑大量采用“第二能源”,即可再生能源技术进行区域供热,包括风能、太阳能、沼气集中供热、地源热泵、秸秆及垃圾焚烧等混合供热方式。可再生能源在丹麦的热力供应中的比重已经超过了天然气和煤炭,稳居首位。

丹麦有一座小岛,叫萨姆苏,居民大约4000余人。岛上居民长期主要依靠岛外输入的化石能源产电和取暖,而取暖形式也都是分散的。大约每人每年产生11吨的二氧化碳。上世纪70年代开始出现能源危机后,岛上的居民决定改变这一现状,革命性的突破发生在1997年之后的十年时间里。2006年后,该岛成功运用太阳能、风能等完全替代了煤等化石能源,实现了“碳中和”,成为世界上第一个在现代生活与生产中“零碳”地区。在2009年哥本哈根气候变化大会后更成为举世瞩目的“绿色圣地”。

目前,该地用清洁能源生产的电能除了完全自给自足外,还能输出岛外,已成为“负碳”地区。值得一提的是,这个由20多个村落构成的岛屿已经大部分实现区域供暖,热源完全就地取材。

零碳项目收获颇丰,中国可积极借鉴优良经验

丹麦能源童话实现,最终还要落实具体地方和城市。不同城市和地区根据国家节能减排的总体战略,制定了自己的发展目标和行动计划。其中,最具典型的是森讷堡市的“零碳项目”。

这个地处丹麦南端的城市,在2007年启动的“零碳项目”框架下,计划在2029年建成零碳社会,比丹麦全国彻底告别化石能源的目标提前21年。为确保相关政策的实施,森讷堡市政府采取以公私伙伴关系(PPP)为基础的整体方法,涵盖了科技、商业、旅游、教育、公众参与等方面。

森讷堡鼓励企业利用区域能源技术改造当地供暖设施,并联合发动了当地的能源公司、热力公司、以及金融机构,协同一致,共同参与推动零碳经济发展。

在此背景下,森讷堡成功建立了丹麦最为典型的绿色高效区域能源体系:实现了热源、热网和热用户高度本地化,建成了一个集热电联产、蓄热技术和调峰锅炉房为一体,广泛利用生物质、地热、太阳能、风能和垃圾焚烧甚至超市在内的一切余热的区域供暖体系,保证了整个系统的灵活性和高效率。

“零碳项目”鼓励当地居民广泛参与。比如建立了“幼儿园到博士生”(fromkindergartentoPhD)的零碳教育项目,“从娃娃抓起”,形成人人争做“零碳大使”的良好氛围。

经过十年努力,“零碳项目”已经取得了非常可观的成绩。2007-2016年期间二氧化碳减排35.5%,创造了近千个绿色就业机会。尤其是森讷堡获得欧盟“零碳示范城镇”奖之后,受到国际社会的广泛关注,曾经到访的美国前总统克林顿称之有“全球示范意义”。

丹麦在零碳经济发展领域,尤其是区域供暖领域的成功经验,对中国,乃至世界都有非常积极的借鉴意义。

事实上,丹麦区域供暖相关的技术和经验已在中国一些地方落地,成效可观。辽南地区的本溪市采用了丹麦的区域能源解决方案,在供热面积约300万平米的范围内进行供热改造,项目经过近三年的顺利实施,已经初见成效:项目实施第一年,本钢热力公司扭亏为盈实现盈利,同时减少煤炭燃烧量20,000多吨,当地空气质量明显改善。最新数据显示,本钢热力公司2016年实现盈利超过800万元人民币。未来两年中预计实现采用余热供暖面积超过500万平米,降低煤炭使用量约20万吨,还蓝天于城市。

这一案例证明,如果将丹麦的成功做法和最佳实践同中的具体国情相结合,并加以合理利用,建立健全符合中国实际的区域供暖政策和管理体系,对中国加快建设生态文明节约型社会,是非常有帮助的。如此看来,丹麦的“能源童话”也一定可以成为“美丽中国”的现实。

链接:借鉴其他发到国家绿色供暖的经验

北美洲和欧洲等西方发达国家的供暖方式,与房屋建筑的类型、地理位置和能源资源禀赋有关,往往以节能与舒适为目标采用不同的供暖方式。在美国北部、欧洲北部,纬度高,有专用供暖设施。美国北部主要采用燃油或燃气采暖。美国中部主要为电采暖;在美国南方和欧洲南部地区,则普遍使用冷暖两用空调采热。

对住宅供暖能耗制定相应的标准。这是供暖绿色低碳化的根本要求。美国、德国都有完善的供暖能耗标准。我国在推进供暖绿色化、低碳化的过程中,也制定了系统的采暖能耗标准。但在建筑物节能改造、集中供热系统建设和低能耗、低排放的采暖设备使用方面,还应出台更多的激励政策,鼓励降低建筑物采暖能耗,推进供暖的绿色低碳化进程。

实行有利于节能的供暖收费方式。德国和丹麦都经历过由简单地按面积等固定收费方式向分户按流量计量收费方式的演变。目前,我国的供暖收费方式主要还是以按面积收费为主,造成了大量的热量流失和能源浪费,不利于供暖的绿色低碳发展。

供暖技术朝智能舒适安全方向发展。发达国家非常重视新技术对提高供暖效率的作用。德国先进的控制系统可以使热泵空调能根据室内外温度、湿度变化情况进行精细调节。丹麦实现了独特的智能化能量管理,大大提高了供热效率。我国应大力鼓励供暖相关企业积极研究新的供暖模式和技术。同时,应充分吸收和引进发达国家先进供暖技术,通过供暖技术的改进,提升我国的供暖效率。

积极使用可再生能源作为供暖能源。随着各国对气候变化问题的关注,加之受化石能源价格波动的影响,越来越多的国家致力于使用可再生能源、清洁能源供暖,以降低供暖对气候、环境的影响。比如,丹麦鼓励使用风电、生物质能等可再生能源作为热力消费的能源,美国以天然气和电等清洁能源作为采暖的主要能源。在供暖能源中,应鼓励使用太阳能、风能、生物质能等清洁能源,特别是在目前电力相对过剩的情况下,可以大力采用电能作为供暖的主要能源。

注重经济激励措施推进绿色供暖进程。绿色供暖模式不可能一蹴而就,由传统功能模式向绿色供暖模式转变需要有一定的投入。各国积极采用多种经济激励措施相结合的方式来推进绿色供暖进程。我国政府应该设立建筑物节能改造、企业供暖技术研发等专项基金,鼓励居民采用更加绿色环保的取暖模式,降低碳排放,提高能源使用效率。