美因河畔法蘭克福位于德國中西部黑森州境內(nèi)，是德國第五大城市，地區(qū)格局緊湊，人口密集，城區(qū)人口約75萬。由于該市位于萊茵河與美因河交匯之處，地理位置優(yōu)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(zhèn)地區(qū)的德國第二大都會區(qū)——法蘭克福萊茵美因大都會區(qū)。這里是歐洲中央銀行與德意志聯(lián)邦銀行的總部所在地，約470家銀行均在此設(shè)有辦事處， 更有電子科技、生物制藥和工業(yè)自動化等各領(lǐng)域的行業(yè)巨頭扎根于此，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”。
該地區(qū)屬于溫帶氣候，太陽能資源一般，全球水平輻射約為1110kWh/(m2·年)，相當(dāng)于我國太陽能四類地區(qū)。岸上風(fēng)能資源一般，百米高空10%風(fēng)速最大區(qū)域的平均風(fēng)速為5.22m/s，平均風(fēng)能為169W/m2。
按照官方公布的數(shù)據(jù)顯示，2016年法蘭克福萊茵地區(qū)能源消耗總量約為72.2 GWh，占黑森州總能耗的三分之一，其中熱占比48%，為該地區(qū)的最大能耗端，交通領(lǐng)域以29%的比重緊隨其后，因而該地區(qū)的節(jié)能與清潔能源推動計劃主要集中在供暖與交通部門。當(dāng)?shù)仉姀S主要利用礦物燃料發(fā)電(約36%)，且嚴(yán)重依賴外部電力供應(yīng)(50%以上)。可再生能源發(fā)電量只占5%，其中生物質(zhì)能與沼氣以38%的比例位居該地區(qū)電力供應(yīng)的首位。太陽能發(fā)電緊隨其后，占比為30%。水力發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電在當(dāng)?shù)卣急葎t分別為14%與12%。另外還有少量的污氣與垃圾填埋氣發(fā)電，占比為6%。
二. 氣候保護(hù)總體方案目標(biāo)
為了大力推動城市能源轉(zhuǎn)型，促進(jìn)可再生能源的建設(shè)和消納，改善當(dāng)?shù)貒?yán)重依賴外部電力輸入的能源困境，法蘭克福地區(qū)政府推出了“100%氣候保護(hù)總體規(guī)劃”，目標(biāo)是：
l到 2050 年，溫室氣體年排放量相較 1990 年降低 95%;
l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;
l到 2050 年，城市的能源消耗總量應(yīng)降至 2010 年水平的 50%(2010能源消耗為22,600GWh)。
三.氣候保護(hù)總體方案內(nèi)容
“100%氣候保護(hù)總體規(guī)劃”將重點對電力、熱力和交通三個重要領(lǐng)域進(jìn)行改造和升級，針對每個領(lǐng)域都給出了具有針對性的改進(jìn)措施。
電力領(lǐng)域
電力供給和消耗的改造和升級工作將從家庭、商業(yè)以及工業(yè)三部分分別進(jìn)行展開。
1.家庭
• 通過錯峰用電進(jìn)行消峰填谷可以有效解決電力供應(yīng)緊張問題，例如在用電高峰期外靈活使用洗碗機(jī)、洗衣機(jī)等家用電器。
• 使用新技術(shù)和高效設(shè)備替換低功效的舊設(shè)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(tǒng)。并通過蓄電提高能源自給率。
2.商業(yè)
• 法蘭克福是該地區(qū)的商業(yè)和購物中心，在商用照明領(lǐng)域，可以利用鈉燈通過鈉蒸氣放電產(chǎn)生可見電光源的特性，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電燈，從而減少該領(lǐng)域電力供應(yīng)造成的二氧化碳排放。
• 在商用機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，通過使用高效且可調(diào)節(jié)的電機(jī)，可以節(jié)約泵，風(fēng)扇，抽氣系統(tǒng)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，通過建筑物和密封表面可以阻擋太陽的熱量，并防止其在晚上冷卻下來。隨著溫室效應(yīng)，未來對空調(diào)的需求將不斷增加，通過大量的綠色屋頂和外墻可以抵制熱量過度。
• 將新的商業(yè)園區(qū)和建筑物設(shè)計為零排放建筑物，并對此類前瞻性商業(yè)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(yè)
• 通過使用高效率的發(fā)動機(jī)代替普通的發(fā)動機(jī)以及對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的優(yōu)先使用可以有效節(jié)約能源并提升能源效率。
• 此外，可以通過廢水處理廠生產(chǎn)氫氣，為公共汽車等提供清潔燃料
熱力領(lǐng)域
熱力消耗是法蘭克福萊茵美因地區(qū)的最大能耗端，而建筑物的供熱需求占比又很高，因而有大量應(yīng)對措施都集中在建筑領(lǐng)域。除此之外，新的節(jié)能設(shè)備和技術(shù)，也有助于推動供熱的轉(zhuǎn)型。
1.建筑
建筑可分為居住類建筑以及非居住類建筑，以下是推動供熱轉(zhuǎn)型的主要措施。
•熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)不僅擁有高能效，且運行方式靈活，與儲熱配合使用后靈活性會進(jìn)一步提高。在住宅建筑中使用CHP可以滿足各住戶的熱量需求。在城市社區(qū)中，通過小型局部供熱網(wǎng)絡(luò)將用戶連接可經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)孤島供熱。
•儲熱系統(tǒng)可以顯著提升電熱和生物質(zhì)能產(chǎn)熱的熱利用比例。
• 設(shè)立適用于新建筑的能耗標(biāo)準(zhǔn)，可以顯著降低熱和電的能源需求。法蘭克福市政府規(guī)定購買城市用地的建筑商在建造時必須遵守被動式房屋標(biāo)準(zhǔn)。
• 對已有建筑進(jìn)行節(jié)能翻修工程，可以達(dá)到能效改造。此外通過各種激勵措施(例如降低財產(chǎn)稅，提升翻新資金等)可以提高建筑翻新比例。
• 通過在建筑領(lǐng)域擴(kuò)大太陽能熱系統(tǒng)的覆蓋面積，例如旅館，飯店，養(yǎng)老院，醫(yī)院或體育館等，可以滿足其全年對熱水的高需求。在新建筑物和舊建筑物翻新工程中，也可以通過使用太陽能與低溫供熱結(jié)合來實現(xiàn)空間供暖。
•常規(guī)熱泵系統(tǒng)僅適用于低能耗房屋，但與太陽能熱或光伏系統(tǒng)的連接可以進(jìn)一步優(yōu)化建筑物的能量平衡，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(qū)，熱泵扮演了舉足輕重的作用。
2.節(jié)能技術(shù)
•區(qū)域供熱優(yōu)勢諸多，不僅過程穩(wěn)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(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，以此提高可再生能源在供熱領(lǐng)域的份額。
交通領(lǐng)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(yīng)的措施。
1.近距離交通
• 通過“自行車+商業(yè)”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(wù)類，電子山地類或賽車類自行車進(jìn)行補(bǔ)貼，以此降低城市溫室氣體排放量。
• 現(xiàn)有自行車租賃系統(tǒng)可以使商務(wù)人士和游客受益，各種知名的自行車租賃公司已經(jīng)表明經(jīng)濟(jì)運營的可能性。城際租賃系統(tǒng)則提高了通勤者換火車的意愿。
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(yōu)惠停車位。為了滿足充電需求，多層停車場和社區(qū)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(yè)務(wù)，可用于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(tǒng)，通過站點的感應(yīng)線圈直接充電。更換柴油公交車，可以節(jié)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(chuàng)造貨運自行車吸引包裹服務(wù)提供商以改變其車隊。若行駛里程足夠，大多數(shù)電動汽車也都可以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性運輸。另一個商業(yè)模式是區(qū)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(zhuǎn)型計劃的融資提供了法律支撐?？稍偕茉捶ㄗ罱囊淮涡薷氖窃?014 年，最新修訂版本中針對法蘭克福的政策包括設(shè)定一個“電力擴(kuò)建區(qū)間”，即將可再生能源新增裝機(jī)控制在每年2.4GW~2.6GW。而為實現(xiàn)這一目標(biāo)所推行的一項重要措施就是可再生能源發(fā)電浮動津貼機(jī)制，通過調(diào)整每季度針對所有可再生能源發(fā)電商(企業(yè)亦或個人)的津貼價格來調(diào)控可再生能源裝機(jī)的增速。
熱力領(lǐng)域針對可再生能源的市場激勵計劃(MAP)也是聯(lián)邦政府的一項核心推動措施，即提高對居民、商業(yè)以及公共建筑中太陽能收集裝置、生物能裝置和熱泵的投資補(bǔ)貼。
此外，法蘭克福針對推進(jìn)可再生能源建設(shè)有多種融資方式，例如征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(jié)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(jìn)方案提供資金。該基金收繳的稅款主要來源為建筑能效稅，即能效等級低的建筑所有者需要繳納的額外稅費，而建筑能效高的建筑所有者則可以從該基金獲得補(bǔ)貼。在德國還出現(xiàn)了一種新型的融資方式，即群眾籌資方式。項目發(fā)起人可以通過互聯(lián)網(wǎng)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(guī)定的最低限額和時間限制。如果項目目標(biāo)達(dá)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(shù)和金融領(lǐng)域的支持外，法蘭克福地區(qū)能源轉(zhuǎn)型背后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(guān)于氣候保護(hù)和能源轉(zhuǎn)型相關(guān)的行政管理工作中起到了智囊團(tuán)的關(guān)鍵作用。法蘭克福政府搭建的智庫平臺是由來自各行各業(yè)的100家機(jī)構(gòu)和150名專家組成的，分為建筑，能源，交通，經(jīng)濟(jì)，新創(chuàng)增值五個工作組。智庫成員們不僅可以為相關(guān)項目制定計劃，進(jìn)行評估，利用各辦事處的技術(shù)協(xié)同來實現(xiàn)目標(biāo)，同時還可以監(jiān)督政府工作。
消除障礙(法律，經(jīng)濟(jì)，技術(shù)，社會障礙)
在實施能源轉(zhuǎn)型時，可能會反復(fù)出現(xiàn)障礙，這些障礙通常具有組織，行政或法律性質(zhì)，或者由于技術(shù)，社會或經(jīng)濟(jì)原因?qū)е掠媱潫o法實施。因而有必要更精確地分析這些障礙，并在必要時進(jìn)行問題描述并研究相應(yīng)的解決方案。尤其是與總體規(guī)劃中的市政當(dāng)局合作，可以減輕障礙與財務(wù)負(fù)擔(dān)。此外，對補(bǔ)貼政策的分析也會大有益處。
六.不確定因素
根據(jù)法蘭克福實際情況，想要實現(xiàn)到2050年全城能源消耗完全依靠可再生能源，還需要在技術(shù)革新上挖掘出更大的潛力。例如，若不使用蓄電設(shè)備，預(yù)計到2050 年只有53%的所需電量可以實現(xiàn)自產(chǎn)自用。若使用蓄電設(shè)備，這一比例可達(dá) 90%。但蓄電設(shè)備的容量越大，電力成本也會越高。若能借助聯(lián)邦州的風(fēng)電和生物質(zhì)發(fā)電量，法蘭克福市則可以實現(xiàn) 100%依靠可再生能源。從經(jīng)濟(jì)角度來看，成本最優(yōu)的選擇是自產(chǎn)電量份額達(dá)到90%，剩余 10%通過進(jìn)口實現(xiàn)。
從2011年6月，德國議會確定能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)以來，德國的能源轉(zhuǎn)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(fā)電占總發(fā)電量的比例超過40%，提前完成2020年的目標(biāo)(35%)。關(guān)于聯(lián)邦政府在能源轉(zhuǎn)型方面的努力與成果，相關(guān)的文章也有不少，在此不在贅述。不過，除了聯(lián)邦政府，城市作為現(xiàn)代大多數(shù)人的生活舞臺，在德國的能源轉(zhuǎn)型中也起到了至關(guān)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(zhuǎn)型中有成果、有亮點的德國城市，看看它們?nèi)绾螢槟茉崔D(zhuǎn)型添磚加瓦，希望能為中國的城市能源轉(zhuǎn)型帶來一些啟發(fā)和思考。
