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    八問德國煤炭復興計劃

       2022-08-13 中國空分網佚名0
    核心提示:德國政府正在為化石燃料供應緊缺的寒冬做準備。除增加液化天然氣(LNG)的進口并推廣節能措施外,德國也在恢復已經或即將退役的煤電廠來取代燃氣發電。

    德國政府正在為化石燃料供應緊缺的寒冬做準備。除增加液化天然氣(LNG)的進口并推廣節能措施外,德國也在恢復已經或即將退役的煤電廠來取代燃氣發電。

    德國聯邦經濟和氣候保護部(BMWK)認為,煤炭將有助于緩解未來兩個冬季的能源短缺,且可以控制其總排放量不超過歐洲的排放上限,并不會危及德國氣候目標的實現。近期,德國能源媒體Clean Energy Wire對德國煤炭復興計劃的背景,運作情況以及潛在影響做了整理報道。

    問題一:德國為何允許燃煤電廠重新上線,對退煤計劃意味著什么?

    受俄烏沖突影響,歐盟對俄羅斯實施了能源制裁,加之全球天然氣供應緊張,德國正面臨能源價格飆漲和天然氣短缺的雙重危機。為替代進口的俄羅斯天然氣,德國政府已開始建設LNG接收站等基礎設施,在供暖高峰季到來前,盡可能填滿儲氣庫。但在即將到來的冬季,預計天然氣供應仍將不足,因此還需采取廣泛的節能及其他保供措施。

    2021年,天然氣在德國終端能源消費中的占比約27%,主要用于供暖(31%)及工業用能(37%)。天然氣發電(約12%)通常以熱電聯產為主,既提供電力,也為城市供暖系統供熱。另一方面,天然氣發電因具有運行靈活,爬坡速度快、啟停時間短等優點,被用來深度調峰。

    天然氣短缺對供暖造成的影響最大,減少天然氣發電有助于降低天然氣的整體需求。因此德國政府決定,允許暫時重啟退役的煤電廠來替代天然氣發電。

    2022年7月8日,德國通過的《替代電廠可用性法案》(EKBG)規定,在2023年4月30日前,按照退煤計劃退役的煤電機組可在特定時間重新參與電力市場。但德國聯邦經濟和氣候保護部表示,理想情況下,到2030年(最遲到2038年)德國逐步淘汰燃煤發電的目標與氣候目標一樣保持不變。

    2021年德國各領域天然氣消費量占比
    來源:Clean Energy Wire
      

    問題二:哪些煤電廠將率先重啟,何時重新運行?

    根據EKBG法案,德國部分備用煤電機組將率先重啟。這些備用機組以往不可參與常規的電力市場(即不能發電并在交易所交易),但可以作為電網備用機組,被輸電網運營商調用,或在電力嚴重短缺的情況下作為安全備用機組被調用。

    電網備用機組是指,計劃臨時或永久退役但被電網運營商歸類為對保持電力系統平衡具有重要性的機組,必須保持備用狀態。德國電網備用機組的總容量為7293兆瓦,其中一半以上為硬煤機組。到目前為止,這些機組每年僅運行幾個小時,當德國北部可再生能源發電量驟增且南部出現嚴重阻塞的情況下,會被調用來穩定系統。

    安全備用機組是指,作為2014年德國氣候行動政策計劃的一部分而退役的褐煤備用機組。目前有8個總容量為2.7吉瓦的褐煤機組已被移至安全備用機組名冊中,等待4年后徹底退役。發電商們共獲得16.1億歐元將這些機組改為備用機組,他們必須確保這些機組在需要被調用時,能在10天內投入運營。自編制安全備用機組名冊以來,這些機組還未曾被調用過。

    從調用場景來看,EKBG規定,如果德國啟動《天然氣應急計劃》的警戒(第二階段)或緊急(第三階段),屬于電網備用的非燃氣機組可重新進入電力市場。2022年6月24日德國曾啟動警戒階段,部分電網備用的煤電機組被調用。

    目前,電網備用機組的總裝機容量包含約4.3吉瓦的硬煤機組及1.6吉瓦的燃料油機組。此外,已參與退煤招標且將在2022年和2023年退役的硬煤電廠也將被納入電網備用名冊,這些硬煤機組的容量在2022年達2.1吉瓦,到2023年還將增加0.5吉瓦。

    7月21日,德國聯邦經濟和氣候保護部宣布,如果硬煤和燃料油發電機組不能充分替代氣電機組,還將調用安全備用名冊中的機組來替代氣電機組,德國政府正制定相應法規,允許上述褐煤電廠從2022年10月1日起恢復運行。在所有機組重新啟用后,預計下一個冬季德國將節約5—10太瓦時的天然氣。

    問題三:重啟的煤電機組如何進入市場?

    2022年7月13日,德國政府宣布的臨時計劃顯示,當德國進入《天然氣應急計劃》的警戒階段時,政府將發布法令允許屬于電網備用的發電機組在固定時限內參與電力市場。發電商可自由決定是否重啟機組,并參與電力市場,臨時計劃將于2023年4月30日結束。

    2022年8月1日,捷克電力公司EPH宣布其在德國2021年退役的第一座硬煤電廠準備重啟。

    問題四:硬煤與褐煤機組能在多大程度上替代天然氣發電?熱電聯產(CHP)起到了什么作用?

    在德國,許多化石燃料機組均可發電并供熱,CHP機組在其中貢獻最多。2019年,燃氣CHP機組的發電量占德國總發電量的19.6%,沼氣CHP的份額正在上升,而硬煤、褐煤和燃料油CHP發電的份額正在下降。

    硬煤CHP機組主要用于區域供熱系統(即公共采暖),褐煤CHP機組產生的一半熱量用于工業領域。許多CHP電廠根據當地的熱量需求或工業發展需求來運營,往往將發電作為副產品。一般來說,硬煤CHP機組運行更靈活,而褐煤CHP機組往往較遲緩。在俄烏沖突以前,許多燃煤熱電聯產機組的發電商計劃曾將這些機組改造成氣電機組。

    總體來看,由于許多氣電機組還在為附近的城市或工業園區供熱,要想在2023年冬天替代這些氣電機組仍較為困難。僅用于發電的氣電機組更易被其他機組取代,但德國南部一些用于電網調峰及平衡服務的燃氣電廠,以及在工業領域被廣泛利用的燃氣CHP機組,仍不可替代。

    問題五:煤電重啟會增加二氧化碳排放量嗎?德國的退煤計劃會推遲嗎?

    德國政府表示,歐盟碳排放交易體系(EU ETS)對電力部門設置了整體排放上限,重啟煤電廠的排放量將不會超過歐盟減排目標所允許的上限,且碳排放配額的價格將隨著需求上漲而上升。

    2022年5月,歐盟委員會曾提議,將市場穩定儲備(the Market Stability Reserve, MSR)中的配額出售,為“REpower EU”能源計劃提供部分資金,該提議將增加市場上配額的供給,降低碳價。但提議遭到許多專家和一些歐盟成員國反對,他們認為這將削弱把EU ETS作為氣候政策工具的信任。

    2022年8月初,德國能源智庫Agora Energiewende表示,由于燃煤發電量的增加,預計德國全年將產生0.2至0.3億噸的額外碳排放量。2021年德國能源行業排放了2.21億噸二氧化碳當量,2022年的排放預算為2.57億噸二氧化碳當量。但Agora Energiewende預計,新增的碳排放不會影響減排目標的實現。

    作為臨時措施的煤電重啟計劃,截止時限是2024年4月。德國聯邦經濟和氣候保護部認為,理想情況下,德國到2030年仍可能完成退煤目標。德國退煤的法定日期最遲是到2038年。

    問題六:推遲核電退役時間會比重啟煤電更好嗎?

    德國聯邦經濟和氣候保護部目前正在準備進行一項壓力測試,確定是否需要核電機組保障電力供應。不過,核電不能供熱,且爬坡速度緩慢,靈活性欠佳,因此不能直接緩解供熱系統的天然氣短缺問題。2022年上半年,德國在役的核電機組貢獻了約6%的電力。

    問題七:德國從哪里采購煤炭?

    德國能源生產商在德國從發電廠附近的褐煤煤礦中采購褐煤,2021年該國的褐煤產量約為1.264億噸。多年來,德國一直是世界上最大的褐煤生產國,但褐煤排放的二氧化碳含量非常高。

    自2018年德國停止了硬煤開采,硬煤供應僅能依靠進口。其主要硬煤供應商包括俄羅斯(50%)、美國(17%)、澳大利亞(13%)和哥倫比亞(6%),其次是波蘭、加拿大和南非。2022年4月9日,歐盟對俄羅斯實施了進口制裁,制裁生效后,德國未與俄羅斯簽訂新的煤炭供應合同;4月9日前達成的合同將在2022年8月10日停止履約。德國聯邦經濟和氣候保護部表示,自2022年初以來,德國的煤炭進口依存度已從50%降至8%。

    問題八:退役燃煤電廠重啟面臨哪些困難?

    德國一些發電商表示,目前最大的困難是招工難。當地媒體報道,褐煤公司LEAG計劃在短期內招聘200多名員工,包括機械師、礦工以及工程師。由于招工困難,LEAG希望重新雇用提前退休的員工。德國最大的能源公司RWE也已停止了提前退休計劃。

    德國發電公司STEAG指出,重啟煤電的另一個困難在于煤炭運輸。由于鐵路運煤的能力有限,無法將更多煤炭從不同產地輸送到發電站;而高溫干旱導致德國多條河流水位降低,也威脅到了煤炭的供應。

    此外,煤電廠還排放氮氧化物、硫化物和汞等其他污染物。LEAG和德國東部一些褐煤開采州的州長都表示,目前在安全備用名冊中的一些褐煤機組排放的污染物不符合排放標準。LEAG指出,這些機組無法在冬季進行改造,除非放棄排放標準,工廠才能運行。

    德國地方公用事業協會(VKU)和能源密集型企業協會(VIK)對煤電重啟也有不滿。他們認為,讓煤電機組重新進入市場的法令未能給發電商提供規劃保障。目前,煤電機組的發電許可與國家《天然氣應急計劃》關聯,一旦過了警戒時期,發電許可會被終止。因此,他們要求政府出臺更明確的機組運營時間表。

     
     
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