人口僅560萬的北歐小國丹麥在可再生能源發(fā)展方面正在踐行重大承諾。在20世紀(jì)70年代初期，丹麥國內(nèi)92%的能源依賴進(jìn)口石油。今天，丹麥電網(wǎng)中超過40%的電力由可再生能源供應(yīng)。丹麥承諾：2035年實(shí)現(xiàn)電力100%來自可再生能源，2050年實(shí)現(xiàn)所有行業(yè)使用可再生能源。此外，丹麥還計(jì)劃在不使用碳排放配額的情況下，將2020年國內(nèi)溫室氣體排放比1990年水平降低40%，這比歐盟設(shè)定的目標(biāo)提前了十年。
風(fēng)力發(fā)電先驅(qū)
丹麥擁有豐富的風(fēng)力發(fā)電資源：平均風(fēng)速7.6米/秒(加州Altamont Pass風(fēng)電場的風(fēng)速為5.3米-7.1米/秒，且電力輸出與風(fēng)速的平方成正比)。丹麥的目標(biāo)是到2020年風(fēng)力發(fā)電占全國用電總量的50%，現(xiàn)在正朝著這一目標(biāo)順利推進(jìn)。2015年，丹麥風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)供應(yīng)全國用電總量的42%。
1991年，丹麥在距離海岸線2公里的海面上建起了5MW裝機(jī)總量的風(fēng)電場，成為全球第一個(gè)修建大型海上風(fēng)電場的國家。自此以后，丹麥又先后建起了另外四個(gè)海上風(fēng)電場，海上風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)1271MW。同時(shí)，丹麥還擁有300臺(tái)陸地風(fēng)力發(fā)電機(jī)。截至2016年1月1日，整個(gè)國家的風(fēng)電總裝機(jī)量達(dá)到了5070MW。為了實(shí)現(xiàn)2020年風(fēng)力發(fā)電達(dá)用電量50%的目標(biāo)，丹麥還計(jì)劃新增1000MW海上風(fēng)電裝機(jī)和500MW近岸風(fēng)電裝機(jī)，并用更大單機(jī)功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組替代陸上老舊機(jī)組。
為了避免地方居民反對修建陸上風(fēng)電場，丹麥政府出臺(tái)了一系列法規(guī)來確保公眾的支持。
比如，如果因修建風(fēng)電場而造成當(dāng)?shù)鼐用竦奈飿I(yè)貶值，他們可以得到相應(yīng)的補(bǔ)償，當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)還可以分享部分風(fēng)力發(fā)電售電收入，此外，允許當(dāng)?shù)鼐用駞⒐芍辽?0%的風(fēng)電場股權(quán)。
能源效率領(lǐng)先
在展示經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗脫鉤方面，丹麥同樣樹立了非常好的榜樣。過去30年來，該國的能源消費(fèi)保持相對穩(wěn)定，但GDP卻翻了一番。丹麥電力和天然氣輸送系統(tǒng)運(yùn)營商Energinet首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家Henning Parbo表示：“我們在節(jié)能方面的不斷努力極大降低了電力需求，而且丹麥的發(fā)展并不依賴于能源密集型產(chǎn)業(yè)?！?br/>
事實(shí)上，丹麥?zhǔn)菤W盟和經(jīng)合組織能效最高的國家之一。這一定程度上得益于丹麥企業(yè)優(yōu)化了它們的工業(yè)生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)施與裝備。丹麥的目標(biāo)是在2020年將全國能耗比2010年水平降低 7%。包括石油、電力、天然氣和地區(qū)供熱在內(nèi)的丹麥每一個(gè)能源部門都根據(jù)該行業(yè)市場份額分配相應(yīng)的節(jié)能目標(biāo)。這些部門的行業(yè)協(xié)會(huì)再根據(jù)每一家企業(yè)的市場份額，將節(jié)能責(zé)任細(xì)分到每一家會(huì)員企業(yè)。從1977年至今，丹麥新建建筑熱效率已提高了4倍，并且自2013年起就開始禁止在新建建筑中安裝燃油或燃?xì)夤嵯到y(tǒng)。
分布式發(fā)電比例最高
在熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域(CHP)，丹麥同樣全球領(lǐng)先。丹麥全國發(fā)電量的12%都來自于生物質(zhì)和有機(jī)垃圾熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施，且該國80%的區(qū)域集中供暖來自于熱電聯(lián)產(chǎn)。今天，丹麥有670家分散在全國各地的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施。
丹麥當(dāng)前使用的大部分生物質(zhì)燃料都來自于秸稈和可生物降解垃圾，其中30%是進(jìn)口自東歐國家和加拿大的木質(zhì)顆粒和木屑。生物質(zhì)發(fā)電的支持者們認(rèn)為燃燒木質(zhì)顆粒是一種碳中和的能源形式，因?yàn)橹参镌谏L過程中所吸收的二氧化碳量和燃燒時(shí)釋放的二氧化碳量是相等的。但也有很多人認(rèn)為收集木材作為生物質(zhì)燃料根本不是碳中和行為，而且會(huì)損害到全球各地生物的多樣性。
丹麥氣候、能源與建筑部于2014年12月宣布，今后只允許購買以可持續(xù)發(fā)展方式生產(chǎn)的生物質(zhì)。該協(xié)議對整個(gè)生物質(zhì)供應(yīng)鏈都有嚴(yán)格要求，規(guī)定為供應(yīng)生物質(zhì)能源而被砍伐的樹木必須重新種植。但這仍未能完全平息爭議，一些人認(rèn)為重新種植的樹木未必能夠健康成長，他們還主張地下生物質(zhì)資源也必須得到保護(hù)，包括其總量與生物多樣性。而且雖然生物質(zhì)可以持續(xù)生產(chǎn)，但其數(shù)量卻可能持續(xù)減少。
丹麥大力發(fā)展的熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施和風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)使其成為了全球分布式發(fā)電比例最高的國家之一。丹麥在1990年時(shí)擁有15座集中式發(fā)電廠?，F(xiàn)在，這里有20座集中式電廠(裝機(jī)量4200MW)、45臺(tái)電熱鍋爐(裝機(jī)量550MW)、5300臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(裝機(jī)量5070MW)以及9.4萬塊太陽能光伏發(fā)電板(裝機(jī)量785MW)和670座熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(裝機(jī)量2300MW)。
穩(wěn)定的可再生能源電網(wǎng)
盡管市場質(zhì)疑風(fēng)力發(fā)電不夠穩(wěn)定，但丹麥的一個(gè)優(yōu)勢是它有很多鄰國可以出口過剩風(fēng)電。當(dāng)?shù)湹娘L(fēng)電過剩時(shí)，如去年7月，當(dāng)時(shí)該國風(fēng)力發(fā)電量達(dá)到了電力需求量的 1.4倍，它將多余的電力出口到了瑞典、挪威和德國。瑞典和挪威進(jìn)口電力是為了節(jié)約其水力資源，并在風(fēng)力不足時(shí)轉(zhuǎn)用水電。德國使用本國的風(fēng)電來節(jié)約煤炭。由于其法律(及經(jīng)濟(jì)調(diào)度)要求優(yōu)先使用本地再生能源，加之德國自身的可再生能源開發(fā)規(guī)模非常發(fā)達(dá)，使其吸納丹麥風(fēng)電的能力變得有限。除此以外，丹麥也在計(jì)劃與相隔更遠(yuǎn)的國家建立電網(wǎng)連接，如荷蘭和英格蘭。
丹麥計(jì)劃建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)，并在2005年開始著手實(shí)踐一個(gè)完整規(guī)模的智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目，以單元式結(jié)構(gòu)重構(gòu)其電網(wǎng)。名為單元控制試點(diǎn)項(xiàng)目(CCPP)持續(xù)了七年的時(shí)間，在一個(gè)1000平方公里的區(qū)域內(nèi)使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同控制其中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和其他分布式發(fā)電資源，將所有這些資源整合成一個(gè)整體的虛擬電廠，根據(jù)風(fēng)力狀況和電力消耗智能地調(diào)節(jié)各資源裝機(jī)的發(fā)電量。
這不僅能夠提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還能提供輔助服務(wù)，如電力平衡、電力的輸出和輸入、電壓控制等。Energinet的一項(xiàng)研究表明，運(yùn)用智能電網(wǎng)能夠提供的社會(huì)經(jīng)濟(jì)總體效益高達(dá)12億美元。
最重要的是，15年前丹麥電網(wǎng)運(yùn)營商認(rèn)為可再生能源電力供應(yīng)60%的電網(wǎng)不可思議，而今天這已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)。在整合多樣化、分布式且常常不穩(wěn)定的可再生能源發(fā)電資源方面，丹麥已經(jīng)成為世界上技術(shù)最強(qiáng)的國家之一。因此，丹麥的電力供應(yīng)是歐洲最穩(wěn)定的，甚至稍超德國，其穩(wěn)定系數(shù)比美國水平高10倍。
告別化石燃料
想要在2050年完全擺脫化石燃料，交通運(yùn)輸業(yè)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，然而丹麥已經(jīng)在這方面取得了巨大的進(jìn)步。為了阻止汽油消費(fèi)，丹麥對新購置汽車征收180%的稅，而對電動(dòng)汽車則免征稅;對重達(dá)2噸以上的汽車征收95%的附加稅;并每年對能效不合格的車輛征收年稅。丹麥所有的城市都設(shè)有電動(dòng)汽車的免費(fèi)停車位。在整個(gè)丹麥，估計(jì)有超過400萬輛自行車和1萬公里以上的自行車專用車道。全國各地三分之一的上班族和學(xué)生選擇騎自行車上班或上學(xué)。
丹麥能源局在其2014年的報(bào)告中討論了如何在2050年實(shí)現(xiàn)零化石燃料的四種情景：
風(fēng)電情景：主要以風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電為主，包括供熱和交通部門的高度電氣化;
生物質(zhì)情景：以熱電聯(lián)產(chǎn)的形式滿足供電和區(qū)域供熱;
“生物質(zhì)+”情景：用生物能替代煤炭、石油和天然氣。風(fēng)電維持2020年的水平(總電量的50%);
氫燃料情景：在任何情境下最大量開發(fā)風(fēng)力資源，并同時(shí)發(fā)展氫燃料制造業(yè)。
丹麥同樣面臨著挑戰(zhàn)。Parbo向落基山研究所表示：“歐洲對可再生能源零邊際成本發(fā)展的持續(xù)政策支持，將傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)逐出了市場，但這將給電力定價(jià)帶來難度。同時(shí)，如何在風(fēng)力資源和太陽能資源不可用時(shí)保證電力的供應(yīng)，將成為我們未來的主要挑戰(zhàn)?！?br/>
不過丹麥能源局報(bào)告的主要結(jié)論顯示，丹麥能源系統(tǒng)100%擺脫化石燃料在技術(shù)上是可行的，丹麥正在朝著這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)。
