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天然气“断粮”,德国能依靠什么

俄乌冲突已持续多日。战场以外,能源博弈节奏也在加快。就在俄乌第三轮谈判的当晚,俄罗斯方面首次公开威胁要切断通往德国的北溪1号(NordStre

俄乌冲突已持续多日。战场以外,能源博弈节奏也在加快。就在俄乌第三轮谈判的当晚,俄罗斯方面首次公开威胁要切断通往德国的北溪1号(Nord Stream 1)天然气管道。

此前,德国已将与俄罗斯的能源贸易作为其能源战略的基石,碳中和计划严重依赖进口天然气。

德国的能源转型,德语是Energiewende,源于2010年德国政府发布的《能源政策(Energy Concept)》,2011年又进行了补充完善,核心目标是到2050年,德国的能源体系转变为高效的、可再生能源主导的低碳和无核化能源系统。

进入21世纪以来,高调的能源转型为德国赢得了道德制高点的地位,但带来的却是国内不断攀升的电价。

雪上加霜的是,德国天然气供应严重依赖进口,进口天然气占到供应总量的93%。迄今为止德国最大的天然气进口来源国是俄罗斯,其次是荷兰和挪威。德国政府致力于发展大规模可再生能源,逐步淘汰核能和煤炭增加了德国对天然气发电的需求。

一些气候活动家和科学家3月9日向德国政府发表了一封公开信,要求全面禁止俄罗斯能源,理由是“我们都在为这场战争提供资金”。

不过到目前为止,德国政府并未动作,理由是“制裁不应冒险破坏实施制裁的国家的稳定”。由于德国一半以上的天然气和煤炭以及大约三分之一的石油从俄罗斯进口,专家表示需要一个过渡期来避免“灯熄灭”。有消息显示,生态学家和绿党出身的德国副总理兼经济和气候保护部长罗伯特·哈贝克(Robert Habeck)正在“紧急尝试在全球范围内购买硬煤”。

德国工业联合会(BDI)警告称,飞涨的价格可能会摧毁欧盟最大的经济体,迫使工厂和企业关闭,对整个市场产生连锁反应。

根据经济学家的说法,制裁可能使每个德国人每年损失80到1000 欧元,具体取决于多少俄罗斯天然气能够被“平价”替代。

图1 德国2021年一次能源使用情况(含来自俄罗斯的比例)来源:Agora Energiewende(2022)
  

难以取代的天然气

最近,欧洲最大的经济体德国一直受到其他西方国家的压力,要求其减少对俄罗斯天然气的依赖,但该国计划在2030年之前逐步淘汰燃煤电厂,并在2022年底之前关闭核电站,这让它难以短时间内找到合适的“替代品”。

在最近的一项研究中,来自慕尼黑大学、加州大学洛杉矶分校的九位经济学家一致认为,来自俄罗斯的石油和煤炭很容易被其他国家的进口能源所取代,但天然气供应替代则比较棘手。

德国联邦外长贝尔伯克3月11日公开警告,不能立即禁止从俄罗斯进口天然气,因为这将给欧洲经济带来巨大影响。贝尔伯克表示,短短几周内,德国和很多欧洲国家将无法供电、供暖,幼儿园没有电,医院也不能运转。

她指出,俄罗斯拥有足够的能源储备,而欧洲则不同。欧盟40%的天然气进口依赖俄罗斯。在俄乌冲突爆发之前,大多数德国人支持北溪2号(Nord Stream 2)的投建,但作为欧盟对俄罗斯制裁的一部分,该管道项目已经停滞。

对频频受到制裁的回应,俄罗斯副总理、负责能源事务的诺瓦克(Alexander Novak)表示,俄罗斯有权切断通过北溪1号的天然气流量。

有分析人士指出,一旦俄罗斯对北溪1号停止供气,欧洲很多国家都会受到影响,德国更是在发电、工业甚至出行方面都会失去保障。

咨询公司Aurora Energy Research估计,如果俄罗斯完全停止向欧洲供应天然气,2022年冬天欧洲的天然气供应将比上个冬天水平低11%。弥补这一差距需要扩大存储容量。

德国选择将其储存设施中的天然气数量增加20亿立方米(Bcm),并将与欧盟协调在世界市场上购买更多天然气。

根据行业组织Gas Infrastructure Europe的数据,德国有240亿立方米的地下储气库,目前储气量约为30%。其中五分之一由储存公司阿斯托拉(Astora)拥有的Rehden持有,而后者又由俄罗斯天然气生产商俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom)所有。

图2 德国天然气储存水平(2021-2022),2022年初低于2021年同期水平。来源:Gas Infrastructure Europe
   

为了在短期内取代俄罗斯的能源供应,德国的经济事务和气候行动部正在考虑从包括中东在内的其他国家购买更多天然气。

2月27日,就在俄乌冲突爆发仅仅几天后,德国就制定了建设液化天然气(LNG)终端的计划,包括建设两个LNG终端,分别在Brunsbuettel和Wilhelmshaven,增加其天然气储量。经济部表示,该终端的年产能将达到80亿立方米。

然而,根据德国相关建设专家估计,即使所有流程都顺利,这两个LNG接收站最终建成也需要大约两年的时间,难以缓解2022-2023年冬天的燃气缺口。

LNG一度被认为是“肮脏的”,因为它是通过对环境有害的水力压裂法生产的,而且也比俄罗斯的进口天然气要贵。但在目前情势下,LNG作为过渡期能源将发挥关键作用。

牛津能源研究所(Oxford Institute For Energy Studies)的分析师表示,欧洲转向LNG,从挪威和阿塞拜疆等国进口,可能会在一定程度上缓解能源紧张。

彭博新能源财经分析,如果俄罗斯中断经乌克兰向欧洲的管道天然气输送,欧洲的LNG供应也将面临短缺。如果欧洲还决定停止接收俄罗斯LNG货船,它将需要确保能够获得来自美国和非洲的供应。如果还需要更多的LNG,欧洲买家可能要进入亚洲的采购“领地”,还必须做好准备,在竞价中“打赢”亚洲主要买家。

罗伯特·哈贝克3月19日表示,他将前往卡塔尔和阿拉伯联合酋长国探索LNG供应,并力图达成氢能交易,从而减轻德国对俄罗斯的能源依赖。

“还要注意的是,部分燃气发电设备可能要使用燃油作为替代能源,发电成本也会上升。这些发电成本的上升会直接传导到电力现货批发价格上,再逐步传导到德国终端电力价格。调度上难度也会增加,毕竟燃气发电的灵活性很高。”德国四大能源集团之一EnBW能源集团的日内电力现货交易经理管文林告诉eo。

核电“自废武功”

2022年2月底,德国暗示关键能源政策将出现180度大转弯,提出延长煤炭甚至核电站寿命的可能性,以减少对俄罗斯天然气的依赖。2月27日,德国总理奥拉夫·朔尔茨(Olaf Scholz)说,必须改变方向,以克服德国对从个别能源供应商进口的依赖。

罗伯特·哈贝克表示,德国还在权衡是否延长剩余核电站的寿命,以确保该国的能源供应。

原本德国预计在2022年底前关闭该国最后的三座核电站,即伊萨尔2号(Isar 2)、埃姆斯兰(Emsland)和内卡韦斯特海姆2号(Neckarwestheim 2)核电站。10年前,在日本福岛核灾之后,德国就决定逐步淘汰核电。

德国政府在3月8日得出结论,现阶段“不建议”保持该国剩余的核电站,因为为时已晚。

罗伯特·哈贝克3月8日在一份声明中表示:“我们再次非常仔细地研究了延长核电站运营时间是否会对我们有所帮助。答案是否定的。”

这项评估是由哈贝克领导的经济部和斯特菲·莱姆克(Steffi Lemke)领导的环境部进行的。德国各部门在一份声明中解释,原定于2022年12月31日关闭的三座核电站的运营许可证不能以“法律上确定的方式”重新启动。他们同时认为,即使做出重启核电站的决定,2022年冬季之前,也难以“救火”。目前在运的三座核电站在2022年12月31日之后将没有足够的燃料可用,这将导致来年冬天没法发出更多的电。同时,延长核电站的运行时间还需要进行安全评估,上一次进行安全评估是在2009年。

多位在德国的能源从业者告诉eo,核电在德国没有重启的可能,没有民众的支持基础,关闭的趋势难以改变。从技术和管理层面来看,关闭的核电厂也几乎不可能重启。

来自绿党的经济和气候保护部长哈贝克在接受《时代》周刊采访时,也驳斥了“逐步废核是错误”的说法。但他同时也承认,德国将无法实现其2022年和2023年的气候目标。

根据德国联邦统计局数据,2021年第三季度,核电占德国总发电量的14.2%,与2020年同期相比显著增长。对核电曾持批评态度的德国经济研究所(DIW)在2021年11月的例行报告中写道,即将退出的核能将“主要被化石燃料和增加的能源进口份额所取代”。

德国政府希望可再生能源取代核能,到2030年使其占据电力结构的80%。但实际上,德国可再生能源发电量占比在2021年出现了自1997年来的首次下降。据德国环境局估计,2021年全年德国绿色电力所占发电量份额约为42%,2020年为45.3%。

这意味着德国需要从国外进口的电力越来越多。2021年第三季度,德国的外购电量为142亿千瓦时,占总用电量的12%,比2020年同期增长13.6%。基民盟政客沃尔夫冈·博斯巴赫(Wolfgang Bosbach)警告称,这样一来,德国以后就将不得不进口大量能源以确保供应安全,这些电力“可能来自‘不那么安全’的核电站,那将是一个政治笑话”。

国际上曾批评德国的废核路线。《华尔街日报》的一篇评论文章中提到:“从来没有一个国家如此努力地让自己变得脆弱。”

新能源似空中楼阁

3月10日,德国政府宣布打算加快实施可再生能源法案(Renewable Energy Sources Act,or EEG)的修正案,将截止日期定为2022年7月1日。

德国政府2月底提出了新的EEG修正案,将“完成100%可再生能源供给,放弃化石燃料”的目标日期从原定的2040年提前至2035年。

EEG 计划将德国的陆上风电装机容量从55吉瓦增加到110吉瓦,增加海上风电装机容量达到30吉瓦。太阳能方面,EEG计划到2028年将太阳能装机容量在目前基础上提高三倍,达到200吉瓦。

然而,对于德国来说,依靠可再生能源实现能源独立存在不少障碍。

2021年12月7日,德国社会民主党(社民党)、绿党和自由民主党(自民党)在柏林正式签署联合组阁协议,新一届德国政府诞生。根据该组阁协议,新政府对未来德国能源转型提出了明确的目标,德国预计2030年总发电量为680亿-750亿千瓦时,高于之前估计的658亿千瓦时。其中80%电力来源于可再生能源,而上一任政府设定的目标为65%。

一名在德国的能源从业者认为,目前德国的风光发展目标可行性很低。按照计划,未来8年光伏和风电的建设速度要提升3-4倍,“即使是德国新能源补贴最高的年份也没有这个速度”。

公用事业协会BDEW估计,到2030年,需要130吉瓦的陆上风电容量才能满足这样的预测需求,相当于每周增加25-38台风机。而在2020年,德国平均每周仅新增8台风机。

科隆大学能源经济研究所(EWI)计算,如果要实现这样的目标,德国到2030年太阳能光伏发电容量的每年净增长将达到14.6吉瓦,而迄今为止记录的最高增长是2012年的7.9吉瓦。

组阁协议还规定每座新商业建筑都必须安装太阳能电池板,并称这应该成为新私人建筑的“一般规则”。此外,德国土地面积的2%将被指定用于建设陆上风电。

组阁协议指出,其想法是将联邦、州和地方各级行政部门聚集在一起,在《联邦建筑法》的框架下找到这些区域并保护它们。但即使实现了这一点,每个风电场的实际审批程序依然十分繁琐。目前项目平均审批时间就达到5-7年。

德国陆上风电的扩张在过去几年明显放缓,其中一个原因是环保组织或当地居民以动物保护为由对一些项目发出质疑。

海上风电方面,截至2021年11月,德国拥有7.8吉瓦的海上风电装机容量,另有4吉瓦项目在招标,其中2.7吉瓦没有补贴。

迄今为止,德国的大多数可再生能源都获得了有保证的上网电价,在电力市场上出售电力,保证每千瓦时的最低报酬。目前,可再生能源发展资金是由德国消费者通过电费的可再生能源附加费即EEG税(EEG levy)的形式支付,2021年每千瓦时达到6.5欧分。

2021年底,新一届德国政府计划在2023年结束EEG税。3月10日,德国政府又决定将取消征收EEG税提前至2022年年中,以减轻电价上涨对电力消费者的负担。

EEG税于2000年推出,为德国可再生能源的扩张提供资金,并弥补市场价格与支付给电力生产商的市场溢价之间的差额。废除后,绿色产能的部署将得到联邦和气候基金的资助。这一变化将使联邦和气候基金负担约66亿欧元。

有专家认为,取消EEG税的资金可能有很大一部分来自新冠疫情恢复方案,其余资金来自欧盟碳排放市场的收入。

然而,自由支出疫情基金来支持可再生能源扩张可能遇到困难。德国财政部长克里斯蒂安·林德纳(Christian Lindner)遭到质疑,即从指定用于新冠疫情的资金中拨出一大笔钱用于气候项目是否合宪。

路孚特首席电力与碳分析师、牛津能源研究所研究员秦炎认为,碳配额的拍卖收入可以用来补贴用户和工业能源涨价,这也是为什么德国曾建议设立60欧元的ETS地板价,以碳价来激励新能源投资,与拍卖机制和购电协议(PPA)等一同推进新能源发展。

前述组阁协议指出,一旦煤炭退出完成,政府对可再生能源的支持将完全取消,目前看来提前取消了。研究机构Aurora Energy Research指出,这些计划需要做出很多额外的决定。例如,未来几年政府将拍卖多少容量(尤其是陆上风电),以及将通过其他支持计划或购电协议(PPA)提供多少新增容量。政府如何处理这些问题将决定有多少投资流向可再生能源。

煤炭被迫“复出”?

2月27日,罗伯特·哈贝克表态,俄乌冲突爆发促使德国改变其能源计划,未来可能扩大对煤炭的使用,以减少对俄罗斯天然气的依赖。

新一届德国政府曾明确表示,要实现该国的气候目标,必须提前淘汰煤炭。2021年的组阁协议指出,理想情况下,希望将煤炭退出时间提前8年到2030年。

然而,来自德国两个煤炭生产州的部长们最近警告说,应该重新审视德国2030年的快速退出煤炭计划。来自勃兰登堡的社会民主党(SPD) Dietmar Woidke质疑新政府在2030年关闭最后一家燃煤电厂的目标是否“仍然现实”。他认为2022年需要对这个时间表做出最终决定。其保守党(CDU)州总理同事、来自萨克森州的迈克尔·克雷茨默 (Michael Kretschmer)表示,必须重新审视煤炭退出计划,德国已经忘记了关键基础设施自治的必要性。当前的危机意味着“是时候纠正过去的政治赤字了”。

“煤炭将发挥关键作用,如果我们想要更加能源独立,我们将不得不使用煤炭。”下萨克森州能源部长奥拉夫·莱斯在德国17个州的能源部长齐聚一堂的会议上说。他们在这次会议上与经济部长哈贝克会面。

Aurora Energy Research也建议保持德国燃煤电厂在线,并恢复最近退役的燃煤电厂产能,因为这是在短期内减少天然气需求的最有效措施之一,且较低的煤炭价格可以使这一措施具有成本效益。

德国目前的燃煤发电装机容量约为45千兆瓦。一些已经关闭,一部分被保留下来,以确保国家的供应安全。

莱茵集团正在重新评估已经关闭和即将退役的燃煤发电机组,来明确这些电厂是否可以提供备用电力。该公司在纽拉斯有一座300兆瓦的褐煤发电厂,在韦斯特法伦有一座800兆瓦的硬煤发电厂,它们分别于2021年和2020年退役。另有1500兆瓦的燃煤发电装机容量将在2022年关闭,900兆瓦计划用于安全待命。

莱茵集团表示,政府应该决定是否暂时需要这些燃煤电厂,虽然这并不会改变莱茵集团“逐步淘汰煤炭的最终决定”。

管文林告诉eo,已下线或将要下线的煤电厂延长运营在技术上是可行的,但是运营主体需要明确,是作为市场化电厂由发电公司运营,还是作为备用电站由电网运营。

目前德国很多名义上已经下线的煤电厂其实是转为了电网的备用电站,电网需要的时候提前通知其启动,运营和发电成本完全由电网承担,发电计划也由电网决定。

他还提醒,延长运营可能会面临煤炭供应的问题。“大家都关注天然气短缺,其实德国93%的硬煤都依赖进口,而且57%都来源于俄罗斯。”

硬煤和褐煤曾是德国电力供应的重要来源,但由于德国的硬煤开采越来越缺乏国际竞争力,行业长期需要政府补贴。2007年,德国政府决定逐步取消补贴,并逐渐停止硬煤开采。2018年11月,德国关闭了最后一座硬煤煤矿——位于北莱茵-威斯特法伦州鲁尔区、拥有150年历史的深井矿坑Prosper-Haniel。

德国煤炭进口商协会(VDKI)的老板 Alexander Bethe在接受媒体采访时表示,与天然气不同,硬煤在世界市场上供应充足,德国可以用其他国家的供应替代从俄罗斯购买的硬煤。

秦炎告诉eo,未来德国很有可能向印尼、南非购买煤炭,以此造成全球煤炭价格的进一步上涨,上涨比例可能会超过LNG。而且这依旧会存在“麻花效应”,天然气价格的上涨带动LNG价格上涨,亚洲可能会多烧煤,从而加剧煤炭价格上涨。

相比硬煤,褐煤的碳含量低,氢含量高,更容易液化。目前德国的褐煤供应基本还是靠本国。德国能源市场研究机构AGEB和德国能源行业游说协会BDEW发布的数据显示,褐煤在2021年德国发电所占比例大约为18.6%,硬煤占9.3%。

图3 2021年占德国电力生产总量的能源份额      来源:Clean Energy Wire
   

为了退煤,德国政府曾投入了大量资金。关停的燃煤电厂和煤矿可以获得补偿金,德国政府承诺向全国受退煤影响的矿区提供总计400亿欧元(约合人民币2875亿元)的基建项目投资和援助款项。

据秦炎观察,当初德国宣布退煤路线图的时候,其中一个考虑就是三分之二从事褐煤产业的工人到2030年本来也要退休。如今在德国,对能源行业感兴趣的年轻人都想去从事市场交易和新能源行业,普遍都很“绿”。“明知道煤炭行业的反弹是暂时的,又是在高福利国家,谁愿意再在这个行业工作下去呢。”

(图片来源:veer图库) 

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