從2011年6月，德國議會確定能源轉型的目標以來，德國的能源轉型過取得了舉世矚目的成就。2019年德國的溫室氣體排放量約為8.11億噸，比2011年減少12%，可再生能源發電佔總發電量的比例超過40%，提前完成2020年的目標（35%）。關於聯邦政府在能源轉型方面的努力與成果，相關的文章也有不少，在此不在贅述。不過，除了聯邦政府，城市作為現代大多數人的生活舞臺，在德國的能源轉型中也起到了至關重要的作用。這個系列將帶大家換一個視角，選取4個在城市能源轉型中有成果、有亮點的德國城市，看看它們如何為能源轉型添磚加瓦，希望能為中國的城市能源轉型帶來一些啟發和思考。
本系列的資料大多整理自德國國際合作機構（GIZ）發佈的報告《德國城市能源轉型經驗彙編——能源規劃成果和最佳實踐案例》，經授權發佈。德國國際合作機構是一家聯邦企業，協助德國政府在全球開展可持續發展的國際合作項目。
1. 城市基本情況
美因河畔法蘭克福位於德國中西部黑森州境內，是德國第五大城市，地區格局緊湊，人口密集，城區人口約75萬。由於該市位於萊茵河與美因河交匯之處，地理位置優越，因而形成了以法蘭克福市為中心向四周輻射，覆蓋周邊75個城鎮地區的德國第二大都會區——法蘭克福萊茵美因大都會區。這裡是歐洲中央銀行與德意志聯邦銀行的總部所在地，約470家銀行均在此設有辦事處， 更有電子科技、生物製藥和工業自動化等各領域的行業巨頭紮根於此，是全球重要的會展中心，世界交通樞紐之一，因而法蘭克福常被稱為德國"曼哈頓"。
圖：美因河畔法蘭克福都市夜景
該地區屬於溫帶氣候，太陽能資源一般，全球水平輻射約為1110kWh/(m2·年)，相當於我國太陽能四類地區。岸上風能資源一般，百米高空10%風速最大區域的平均風速為5.22m/s，平均風能為169W/m2。
按照官方公佈的數據顯示，2016年法蘭克福萊茵地區能源消耗總量約為72.2 GWh，佔黑森州總能耗的三分之一，其中熱佔比48%，為該地區的最大能耗端，交通領域以29%的比重緊隨其後，因而該地區的節能與清潔能源推動計劃主要集中在供暖與交通部門。當地電廠主要利用礦物燃料發電（約36%），且嚴重依賴外部電力供應（50%以上）。可再生能源發電量只佔5%，其中生物質能與沼氣以38%的比例位居該地區電力供應的首位。太陽能發電緊隨其後，佔比為30%。水力發電與風力發電在當地佔比則分別為14%與12%。另外還有少量的汙氣與垃圾填埋氣發電，佔比為6%。
二. 氣候保護總體方案目標
為了大力推動城市能源轉型，促進可再生能源的建設和消納，改善當地嚴重依賴外部電力輸入的能源困境，法蘭克福地區政府推出了"100%氣候保護總體規劃"，目標是：
· 到 2050 年，溫室氣體年排放量相較 1990 年降低 95%；
· 到2050年，法蘭克福的城市終端能源消耗（包括供電、供熱及交通）100%由可再生能源供給；
· 到 2050 年，城市的能源消耗總量應降至 2010 年水平的 50%（2010能源消耗為22,600GWh）。
三．氣候保護總體方案內容
"100%氣候保護總體規劃"將重點對電力、熱力和交通三個重要領域進行改造和升級，針對每個領域都給出了具有針對性的改進措施。
電力領域
電力供給和消耗的改造和升級工作將從家庭、商業以及工業三部分分別進行展開。
1. 家庭
• 通過錯峰用電進行消峰填谷可以有效解決電力供應緊張問題，例如在用電高峰期外靈活使用洗碗機、洗衣機等家用電器。
• 使用新技術和高效設備替換低功效的舊設備，可以將功耗降低一半，減少22萬噸二氧化碳排放量
• 增加可再生能源的份額，例如安裝光伏系統。並通過蓄電提高能源自給率。
2. 商業
• 法蘭克福是該地區的商業和購物中心，在商用照明領域，可以利用鈉燈通過鈉蒸氣放電產生可見電光源的特性，代替傳統的電燈，從而減少該領域電力供應造成的二氧化碳排放。
• 在商用機械設備領域，通過使用高效且可調節的電機，可以節約泵，風扇，抽氣系統等所需的電力，最多可減少60％的功耗。
• 夏季的升溫使城市有很高的冷卻需求，通過建築物和密封表面可以阻擋太陽的熱量，並防止其在晚上冷卻下來。隨著溫室效應，未來對空調的需求將不斷增加，通過大量的綠色屋頂和外牆可以抵制熱量過度。
• 將新的商業園區和建築物設計為零排放建築物，並對此類前瞻性商業項目展開大力宣傳，該項目額外投資成本可以被最低的運營成本所抵消。
3. 工業
• 通過使用高效率的發動機代替普通的發動機以及對熱電聯產項目的優先使用可以有效節約能源並提升能源效率。
• 此外，可以通過廢水處理廠生產氫氣，為公共汽車等提供清潔燃料
熱力領域
熱力消耗是法蘭克福萊茵美因地區的最大能耗端，而建築物的供熱需求佔比又很高，因而有大量應對措施都集中在建築領域。除此之外，新的節能設備和技術，也有助於推動供熱的轉型。
1. 建築
建築可分為居住類建築以及非居住類建築，以下是推動供熱轉型的主要措施。
• 熱電聯產（CHP）不僅擁有高能效，且運行方式靈活，與儲熱配合使用後靈活性會進一步提高。 在住宅建築中使用CHP可以滿足各住戶的熱量需求。在城市社區中，通過小型局部供熱網絡將用戶連接可經濟地實現孤島供熱。
• 儲熱系統可以顯著提升電熱和生物質能產熱的熱利用比例。
• 設立適用於新建築的能耗標準，可以顯著降低熱和電的能源需求。法蘭克福市政府規定購買城市用地的建築商在建造時必須遵守被動式房屋標準。
• 對已有建築進行節能翻修工程，可以達到能效改造。此外通過各種激勵措施（例如降低財產稅，提升翻新資金等）可以提高建築翻新比例。
• 通過在建築領域擴大太陽能熱系統的覆蓋面積，例如旅館，飯店，養老院，醫院或體育館等，可以滿足其全年對熱水的高需求。在新建築物和舊建築物翻新工程中，也可以通過使用太陽能與低溫供熱結合來實現空間供暖。
• 常規熱泵系統僅適用於低能耗房屋，但與太陽能熱或光伏系統的連接可以進一步優化建築物的能量平衡，尤其是在冬天可以取代有限的太陽能熱。特別是在住宅和大型公寓樓比例高的大都市區，熱泵扮演了舉足輕重的作用。
2. 節能技術
• 區域供熱優勢諸多，不僅過程穩定，空間需求小，且投資成本低，也可通過將天然氣或煤炭等化石燃料轉化為生物質能，以此提高可再生能源在供熱領域的份額。
交通領域
交通按照距離，公私用等可以分為不同類型，針對不同類型也有相應的措施。
1. 近距離交通
• 通過"自行車+商業"的模式，倡議通勤者使用自行車高速公路。公司會提供自行車存放處，更衣室和淋浴間。其他激勵措施還包括對服務類，電子山地類或賽車類自行車進行補貼，以此降低城市溫室氣體排放量。
• 現有自行車租賃系統可以使商務人士和遊客受益，各種知名的自行車租賃公司已經表明經濟運營的可能性。城際租賃系統則提高了通勤者換火車的意願。
2. 個人交通
• 通過電動汽車的使用可以減少尾氣排放，從而減少化石能源的消耗。法蘭克福為電動汽車提供了優惠停車位。為了滿足充電需求，多層停車場和社區車庫中也配備了充電站。
• 多家固定式共享汽車提供商已在法蘭克福建立了業務，可用於300多個站點。
3. 公共近距離交通
• 電動巴士配備可更換的電池系統，通過站點的感應線圈直接充電。更換柴油公交車，可以節約58％的二氧化碳排放。
• 通過電動汽車和電動自行車提供城市物流。創造貨運自行車吸引包裹服務提供商以改變其車隊。若行駛里程足夠，大多數電動汽車也都可以實現經濟性運輸。另一個商業模式是區域物流公司之間的合作，可避免卡車空載或半載。
四. 法律和政策支持
德國《可再生能源法》（EEG）等法律為法蘭克福能源轉型計劃的融資提供了法律支撐。可再生能源法最近的一次修改是在2014 年，最新修訂版本中針對法蘭克福的政策包括設定一個"電力擴建區間"，即將可再生能源新增裝機控制在每年2.4GW~2.6GW。而為實現這一目標所推行的一項重要措施就是可再生能源發電浮動津貼機制，通過調整每季度針對所有可再生能源發電商（企業亦或個人）的津貼價格來調控可再生能源裝機的增速。
熱力領域針對可再生能源的市場激勵計劃（MAP）也是聯邦政府的一項核心推動措施，即提高對居民、商業以及公共建築中太陽能收集裝置、生物能裝置和熱泵的投資補貼。
此外，法蘭克福針對推進可再生能源建設有多種融資方式，例如徵收新型能源稅和氣候稅，提高燃料稅和建立能源基金等。以效率基金（亦稱為節能基金）為例，這種基金通過收繳稅款作為資本為可再生能源促進方案提供資金。該基金收繳的稅款主要來源為建築能效稅，即能效等級低的建築所有者需要繳納的額外稅費，而建築能效高的建築所有者則可以從該基金獲得補貼。在德國還出現了一種新型的融資方式，即群眾籌資方式。項目發起人可以通過互聯網平臺向公眾介紹其項目，所有有意向的投資人都可以對該項目投入資金，但是對每個項目都有規定的最低限額和時間限制。如果項目目標達成，所有投資人都可以從中獲得一定的分紅。
五. 市政管理措施
除了技術和金融領域的支持外，法蘭克福地區能源轉型背後的市政管理工作也是一大亮點。
建立跨部門城市管理工作組
跨部門的工作組在關於氣候保護和能源轉型相關的行政管理工作中起到了智囊團的關鍵作用。法蘭克福政府搭建的智庫平臺是由來自各行各業的100家機構和150名專家組成的，分為建築，能源，交通，經濟，新創增值五個工作組。智庫成員們不僅可以為相關項目制定計劃，進行評估，利用各辦事處的技術協同來實現目標，同時還可以監督政府工作。
圖：智庫成員合影
消除障礙（法律，經濟，技術，社會障礙）
在實施能源轉型時，可能會反覆出現障礙，這些障礙通常具有組織，行政或法律性質，或者由於技術，社會或經濟原因導致計劃無法實施。因而有必要更精確地分析這些障礙，並在必要時進行問題描述並研究相應的解決方案。尤其是與總體規劃中的市政當局合作，可以減輕障礙與財務負擔。此外，對補貼政策的分析也會大有益處。
六．不確定因素
根據法蘭克福實際情況，想要實現到2050年全城能源消耗完全依靠可再生能源，還需要在技術革新上挖掘出更大的潛力。例如，若不使用蓄電設備，預計到2050 年只有53%的所需電量可以實現自產自用。若使用蓄電設備，這一比例可達 90%。但蓄電設備的容量越大，電力成本也會越高。若能借助聯邦州的風電和生物質發電量，法蘭克福市則可以實現 100%依靠可再生能源。從經濟角度來看，成本最優的選擇是自產電量份額達到90%，剩餘 10%通過進口實現。
從2011年6月，德國議會確定能源轉型的目標以來，德國的能源轉型過取得了舉世矚目的成就。2019年德國的溫室氣體排放量約為8.11億噸，比2011年減少12%，可再生能源發電佔總發電量的比例超過40%，提前完成2020年的目標（35%）。關於聯邦政府在能源轉型方面的努力與成果，相關的文章也有不少，在此不在贅述。不過，除了聯邦政府，城市作為現代大多數人的生活舞臺，在德國的能源轉型中也起到了至關重要的作用。這個系列將帶大家換一個視角，選取4個在城市能源轉型中有成果、有亮點的德國城市，看看它們如何為能源轉型添磚加瓦，希望能為中國的城市能源轉型帶來一些啟發和思考。
作者 | 周晉羽
欄目負責人 | 林偉
投稿請聯繫 | [email protected]
◆ ◆ ◆ ◆ ◆
交能網諮詢團隊提供能源電力領域專業的數據分析 | 行業諮詢 | 中歐對接， 請垂詢交能網團隊瞭解更多詳情
交能網訂閱號原創內容包括能源電力行業資訊焦點挖掘、新興技術分析與市場動態研究等內容，轉載需註明原作者及來源，請在後臺留言或聯繫小編。
本文部分圖片及內容提煉、摘取或翻譯自其它參考來源，版權歸原作者所有
閱讀更多 交能網 的文章
關鍵字: 美好，一直在身邊 原汁原味的德系SUV
