三大支柱支撑德国能源系统深度重构

  [中国石油新闻中心 2025-09-16]
  华晗悦 盛春红 上海外国语大学
  9月3日，德国工商总会（DIHK）发布的一项研究指出，德国能源转型预计将带来大规模的系统性投资需求。该研究显示，到2049年，能源转型总成本预计高达5.4万亿欧元；为实现阶段性目标，到2035年德国每年需要在能源、工业、建筑和交通领域投入1130亿—3160亿欧元。面对这一庞大而复杂的工程，该研究呼吁，通过开发可再生能源领域相关技术、加强成本效益管理、推动国际合作和扩大碳交易规模来提高整体转型效率。目前，德国已清晰勾勒出其能源转型的三大支柱，即可再生能源的规模化替代、终端能效的系统优化，以及氢能在难减排领域的应用，以达到深度脱碳的目标。这三大支柱共同指向一个高比例可再生能源与零碳燃料共存的未来能源图景。
  支柱一：可再生能源的规模化替代
  德国可再生能源的规模化替代进程，始终是由强有力的政策激励所驱动。德国的气候变化和能源转型政策以《可再生能源法》（EEG）为核心框架，确立了清晰的目标和激励路径。该法明确提出，到2030年实现80%可再生能源电力占比，并于2045年达到气候中和目标。为实现这一目标，德国制定了多项专项战略。例如，陆上风电装机容量在2035年达到160吉瓦，海上风电装机容量目标由2030年的30吉瓦进一步提高至2045年的70吉瓦；光伏装机容量计划在2030年达到215吉瓦。2024年推出的“太阳能一揽子计划Ⅰ”大幅简化了从户用光伏到大型地面光伏的审批流程，显著加速了项目落地。
  在明确的政策信号推动下，太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源正在多个领域发展应用。德国联邦经济部生物质能专项发展计划推动生物质能与热发电利用挂钩，2024年德国生物质能发电约达36太瓦时，约占全国电力消费的9%，全年新增110兆瓦热电联产装置，全国生物质能发电总装机容量约为9000兆瓦，可满足约900万户家庭的用电需求。全国运营9600座沼气厂年处理农林废弃物、禽畜粪肥及生活垃圾超亿吨，沼气供暖覆盖约250万户，部分地区已实现以农业废弃物为主的原料来源和生物气的区域供暖改造。在太阳能利用上，“阳台光伏”增长迅速。德国联邦网络管理局的数据显示，7月新增注册4.791万套阳台光伏设备，总装机容量约59.7兆瓦，自3月以来每月新增约4.5万—5万套。这类分布式光伏有助于削峰填谷、提高用电自给率并为能源系统提供重要补充。此外，在市政供暖规划上，德国正加速扩展地热与热泵项目、储热装置和区域供热网，将深浅层地热并入市政供热规划，以替代以天然气和煤炭为主的区域供热，从而提升供热系统弹性并推进脱碳。目前，德国全国约47%的市镇已经制定了气候中和供暖转型计划。
  支柱二：终端能效的系统优化
  终端能效的提升能直接减少能源需求，从源头上实现节能减排。德国政府以《德国2050年能源效率战略》为核心纲领，制定了清晰的能效提升阶段性目标：到2030年，一次能源消费量较2008年水平减少30%，到2050年减少50%。这一战略与欧盟的能效目标保持一致。欧盟要求，在2030年前将初级和最终能源消耗至少减少32.5%。为确保这一目标落地，德国还出台了《国家能效行动计划》（NAPE?2.0），采取设备更新、流程优化和技术创新等举措，重点推进建筑、工业和交通等关键领域的能效改革。该计划将有效降低各行业的能源消耗。
  在具体实施层面，德国采取了差异化的行业策略。
  在建筑领域，德国将供暖和热水供应系统作为能效提升的重点改造对象。德国联邦政府计划，在今年内优先修订《建筑能源法》，其中关键条款包括逐步淘汰传统化石燃料供暖系统，并计划在2045年全面禁止化石燃料供暖。为助推这一计划，德国政府还计划于今年年底前建成全球领先的气候中和与资源高效型建筑研究中心，并同步筹集城市发展基金，目标是在2029年前达到15.8亿欧元的规模，以保障建筑节能改造的资金来源。
  在交通领域，减排战略聚焦于电气化转型。德国联邦数字化和交通部制定了雄心勃勃的目标：到2030年，约三分之一的重型公路运输工具将实现电动化或使用合成甲烷、氢气等清洁燃料。为实现这一目标，交通与数字基础设施部还推出了“Power?to?the?Road”倡议，计划建设由350个快速充电站组成的网络，覆盖95%的联邦高速公路。同时，充电网络将不断扩大，以更好地消纳可再生能源电力。
  在工业领域，节能减排主要通过生产工艺优化和设备能效提升来实现。3月24日，欧盟委员会批准了一项总额为50亿欧元的德国国家资助计划，旨在支持该国参与欧盟碳排放交易体系的企业推进生产过程脱碳。根据该计划，德国政府将与受助企业签订为期15年的气候保护合同，重点推广余热回收利用技术，对泵组、输送设备和空压系统等高耗能设备实施能效升级。该计划重点支持水泥和石灰行业的燃料转换、化学行业的电气化改造，以及改进传统的钢铁生产工艺等。所有自主项目需要在3年内实现减排60%、项目结束时实现减排90%的目标。
  支柱三：氢能在难减排领域的应用
  当前，德国在减排上面临的主要难点集中在工业、交通和建筑领域，而氢能被视为这些领域实现脱碳的关键解决方案。为此，德国不断升级氢能发展战略并投入大量资金以推动全领域应用。2020年发布的首版《国家氢能战略》，将氢能定位为能源转型的核心支柱，并配套约90亿欧元的转型资金。随着减排目标和能源需求的提高，德国政府在2023年7月更新该战略，提出到2030年成为氢能技术领先国家，将国内电解氢能力的目标提高1倍，从5吉瓦提高到至少10吉瓦。为加快基础设施建设，德国政府又于2024年6月通过《氢能加速法案》，优化审批流程、设立专项基金并推动氢能基础设施建设。德国联邦网络管理局推动氢能输送网络建设，首批525公里管道将于今年建成，最终目标是在2032年建成全长约9040公里的氢能核心输配网。这些政策举措表明德国正在系统性构建完整的氢能经济生态。
  绿氢被视为钢铁、航运等难以电气化领域的终极解决方案，因此应优先用于这些工业场景。德国在氢能应用方面已走在前列。在工业领域，萨尔茨吉特市正在推进氢基直接还原铁技术，已开工建设直接还原铁厂和电弧炉，力争最早于2026年开始生产接近零排放的钢铁，并在2033年实现全面转型；蒂森克虏伯集团与瑞典工业初创企业H2?Green?Steel合作建设欧洲首个大型绿色钢厂。在交通领域，德国政府推广氢能汽车的研发与应用，宝马计划在2030年前后推出面向大众的氢能乘用车，奥迪则组建了100多人的团队代表大众集团开展氢燃料电池研发，法兰克福市预计在2030年将其所有公交车队转换为氢能汽车。德国政府还推动氢能在航空领域的开发与应用。德国联邦教育和研究部已经资助多个绿氢