【GEI视野】中德能源转型研究项目系列成果（附下载链接）

2018年，德国工业部门能耗722 太瓦时，占德国终端总能耗的38%左右，排放约1.89亿吨二氧化碳当量。2021 年，德国工业部门实现了温室气体减排国家目标，但其能源需求量一直居高不下。目前，德国政府向工业部门提出了在2030 年之前减少三分之一工业排放量的法律义务，并设定了2045 年之前实现碳中和的目标。

为实现这些气候保护目标，德国工业部门必须做出快速且深远的变革。德国工业未来的主要能源形式是电力，工业行业要实现脱碳，短期内最简单的措施是提高能效，而要实现中长期气候目标，就必须改进工艺，增加可再生能源的应用，实现低碳生产；而对于其他不可电气化的工业领域，使用氢能是最重要的解决途径。《德国工业脱碳路径简要分析及其在中国的应用》报告介绍了钢铁、化工、水泥、制浆造纸和铝行业的未来脱碳技术和不同政策工具。

为实现双碳目标，中国接下来需不断减少对煤炭等化石能源的依赖，并面临能源和工业领域的根本性变革，这将对经济和社会带来一系列挑战。依据德国工业领域脱碳经验，中国应当为工业脱碳的结构性变化提供充分的政策支持，促进不同利益相关方参与其中，尽可能的降低潜在的社会风险。

未来几十年，中德两国的能源系统将发生根本性变化，保障供应安全、实现温室气体减排是能源转型的重中之重。在工业领域，可以通过提高能源效率减少电力消耗，或者通过提高电力需求的灵活性，以适应波动性可再生能源的利用。基于电价调整工业用电的需求侧管理，则既可以提高电网的供电安全性、助力碳减排目标的实现，同时又能降低工业运行成本，提高经济效益。

本研究开发了一套模拟工具（后台发送“工具”，可获得下载链接），用户可以探索能源效率和需求侧管理之间的相互依存关系，及其对中德两国当前及未来能源系统的影响。《中德工业领域需求侧管理和能源效率的比较分析与模拟》报告，以造纸业、铝、水泥和氯行业为例，通过调整电力市场技术参数、工业生产流程的能源使用效率和需求侧管理潜力，进而模拟呈现了市场价格、平均二氧化碳强度以及选定行业能源效率和需求侧管理变化的潜在经济节约量。

快速提升氢能技术，帮助工业和交通部门脱碳，对中德两国至关重要。基于可再生能源的绿氢的竞争力取决于可再生能源制氢技术与传统排放密集型制氢技术之间的成本差距。《绿氢在部门耦合中的作用》报告通过评估绿氢在化工、航天和钢铁行业所表现的竞争力以及中德两国政策工具的适用性，进一步探索更经济、高效的氢能发展战略。

通过定量研究可以得出结论：德国到2030年，中国到2035年，在化工和钢铁行业建立稳健的碳定价机制，将缩小传统方法和绿氢生产之间的成本差距。要实现这个目标，德国适宜于将碳价定在80美元/吨左右，中国将碳价定在20美元/吨以下即可。航空部门的碳定价必须达到几百美元，但这会给消费者带来沉重负担，落实的可能性较小。

技术的创新对推动能源转型至关重要。光伏和电池等技术的成本下降将有助于提升能源转型的成本效率，使这些技术在工业化及非工业化经济体中的应用均变得可行。其次，创新的技术有可能解决现有技术所面临的多项挑战，例如过度的土地使用、制造中的环境污染以及能源效率低下。清洁能源技术的市场性往往依赖于政府政策，政府必须打造可促进这种技术发展及应用的监管环境。欧盟和德国都通过研发和推行政策，形成有利于能源转型创新发展的推动力。其中包括提供大笔的政府科研资金。技术创新也是中国 “十四五”规划中最突出的主题之一，其中包括在2025年之前，研发经费投入年均增长大于7%的目标。

《创新型分布式发电与储能》报告介绍了能源转型对于创新技术的需求和政策在推动创新方面起到的关键作用以及中国在清洁能源创新方面的潜在角色。目前，中国在多个关键能源技术领域处于世界领先水平，包括光伏、风力涡轮机和电池储能技术。现阶段的能源转型中国需要拓宽视野：通过投资研发前景可观的新技术，并完成其在本地的部署，便能够提供更多可推动能源转型的重要技术，最终满足全球市场上不断增长的需求。除了研发工作以外，还应该对这些技术提供初步政策扶持，推动技术的上市。

随着能源转型的推进，分布式能源在电力系统中所占比重与日俱增。为了继续确保系统运营的安全性，未来必须要通过可再生能源、储能以及灵活的电力用户提供辅助服务。在德国，不少可再生能源电厂已经具备了提供大量辅助服务的技术能力，或者可以配备相应的能力。这种发展，再加上数字化的推进以及创新技术的使用，将从根本上改变电力系统。

《可再生能源对辅助服务及系统稳定性的贡献》报告概述了德国辅助服务发展的现状，总结了有助于电网可持续运营的辅助服务的关键定义以及参与方的情况，概括了可再生能源电厂要提供必要的辅助服务需要满足的相关技术条例，描述了单项辅助服务的不同采购选择和标准。通过何种方式（有约束力的并网指导方针、市场或电网运营商）才是最有效提供辅助服务的方式只能根据参与方的结构和市场设计具体情况具体分析。

报告可以为中德两国的业内人士未来开展双边交流提供基础。作为拥有世界上最大的可再生能源装机容量的国家，中国在未来的某个时刻需要积极利用辅助服务，才能顺利实现可再生能源的并网和消纳。另一方面，德国辅助服务的发展也并非尽善尽美；因此，深入了解中国的相应经验，后期也可能让德国获益匪浅。