碳中和背景下德国能效政策研究报告.pdf
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1、 碳中和背景下碳中和背景下德国德国能效政策研究报告能效政策研究报告 中德能源与能效合作伙伴 II 版本说明版本说明 碳中和背景下德国能效政策研究报告由德国国际合作机构(GIZ)在中德能源与能效合作伙伴项目框架下发布。旨在介绍能效政策对实现双碳目标的重要性,以及德国能效最佳实践措施与政策的详细情况和案例研究。该报告是中国国家发改委和德国联邦经济和气候保护部(BMWK)指导的中德能效工作组框架下具体成果之一。中德能效工作组是落实中德能效领域合作相关备忘录要求的具体行动,每年开展一次工作组会议,由两国轮流举办。作为中德能源与能效合作伙伴框架下中德能效合作的官方平台,工作组有力加强了中德在能效交流研讨
2、、能力建设等方面的合作。德国国际合作机构作为德方实施机构,与中方执行机构国家节能中心共同推进中德能效工作组框架下具体工作的开展。发行方发行方中德能源与能效合作伙伴 受德国联邦经济和能源部(BMWi)委托 北京市朝阳区亮马河南路 14号 塔园外交办公楼 1-15 邮编:100600 c/o 德国国际合作机构(GIZ)Torsten Fritsche K thener Str.2 柏林 10963 项目负责人 尹玉霞 德国国际合作机构(GIZ)作者:Wolfgang Eichhammer,Frederic Berger,弗劳恩霍夫系统与创新研究所 Jan Steinbach,Nele Friedr
3、ichsen,Su-Min Choi,资源效率和能源战略研究所 感谢以下专家对本报告的贡献:Clemens Rohde,Elisabeth D tschke,Joachim Schleich,Heike Brugger,弗劳恩霍夫系统与创新研究所 I 目录目录 版本说明.II 目录 I 缩略语.III 前言 4 导言:能效在气候中和框架中的重要性.5 第一部分:能效框架(气候、供应安全、经济竞争力).8 能效的气候中和框架(在欧盟和巴黎协定层面).8 德国能效的气候中和框架.12 能效、经济竞争力及供应安全.17 第二部分:能效最佳实践措施与政策的实情介绍和案例研究.19 跨领域能效政策.19
4、 1.1.1 德国能源需求和能效的情况介绍.19 1.1.2 跨领域政策案例研究.22 碳定价欧盟碳排放交易体系与国家燃料排放交易法.22 建筑节能.24 1.1.3 建筑节能措施实情介绍.24 1.1.4 建筑能效政策案例研究.26 节能建筑联邦资助计划.26 居住建筑能效建议联邦资助计划.28 电器节能.32 1.1.5 电器节能措施实情介绍.32 1.1.6 家用电器能效政策案例研究.34 电器生态设计与能源标识.34“采用竞争性招标方式推动节电:充分提升电能效率潜力”(STEP up!)试点项目.36 工业节能.40 1.1.7 工业节能措施实情介绍.40 1.1.8 工业节能政策案例
5、研究.42 能源审计和能源管理系统.42 能源税.51 交通运输能效.53 II 1.1.9 交通运输行业节能措施实情介绍.53 1.1.10 交通运输行业能效政策案例研究.56 乘用车和轻型机动车的二氧化碳排放性能标准.56 机动车税:增加乘用车二氧化碳排放量的权重.61 监测与实施最佳实践.63 第三部分:地方层面和接受度.66 地方(城市)层面政策制定及其与国家和欧洲层面的联系.66 案例研究:城市气候保护方案和市政供热规划.67 能效政策的分配效应.68 能效和能源贫困(分配效应).68 缓解能源贫困政策.68 社会接受度.69 参考文献.71 III 缩略语缩略语 CBAM 碳边境调
6、节机制 CCS 碳捕集与封存 CCU 碳捕集与利用 CO2 二氧化碳 CO2 eq.二氧化碳当量 EE 能效 EED 能效指令 EffSTRA 能效战略 EMS 能源管理系统 GHG 温室气体 GJ 千兆焦耳(109焦耳)H2 氢 kWh 千瓦时 Mtoe 百万吨油当量 MW 兆瓦 NAPE 国家能效行动计划 NECP 国家能源和气候计划 NEDC 新欧洲驾驶循环 PJ 拍焦/千万亿焦耳(1015焦耳)PtG 电转气 PtL 电转液 SUV 运动型多用途汽车 SWOT 优势-劣势-机会-威胁 TWh 太瓦时(1012瓦)ZLEV 零排放和低排放车辆 WLTP 全球轻型车统一测试程序 KSG 气
7、候变化法案 GEG 德国建筑能源法/德国建筑规范 4 前前言言 全球越来越多的国家和地区承诺,将在本世纪中叶或之后十年间实现气候中和。能效政策对气候中和目标的实现发挥着支柱作用,而且能够对包括可再生能源、氢能经济以及可持续生物经济或碳捕集与封存在内的其他政策产生协同效益,增强政策推行接受度,提升实施效果。与此同时,供应侧的低碳措施往往会带来更大的环境与经济影响,例如资源利用、(新的)进口依赖、消费者群体之间的分配效应以及潜在的接受度问题。正是出于上述原因,欧盟将“能效优先原则”(Energy Efficiency First Principle)纳入欧盟法律,从而认可了能效的决定性作用。“能效
8、优先原则”被视作欧盟能源政策的指导原则,应被纳入到包括金融业在内的欧盟所有行业的政策中。该原则不应仅局限于能源系统,而应在各个层面得到体现。在为供应侧及其他政策领域制定新规则时,能效应被视作规划和投资决策的首选解决方案。本报告论述了德国能效政策的重要作用,并在三个章节中探讨了其主要机制:第一部分阐释能效框架能效框架(涉及气候中和、供应安全及经济性)。第二部分从行业视角出发行业视角出发,对德国能效政策(贯穿各领域的政策,重点关注定价与交易政策、建筑、电器、工业和交通运输领域)进行分析。第二部分还借助政策案例研究,详尽阐述了德国能效政策的成功和失败之处。此外,第二部分还特别介绍了德国能源系统转型的
9、监测分析方法,以及欧盟层面 Odyssee-MURE 项目提供的分析工具。第三部分指出了地方层面地方层面能效政策的强大作用、针对弱势消费者群体针对弱势消费者群体制定相关政策的重要性以及提高能效政策接受度的重要性,尤其是定价与交易方案的接受度接受度。所有三个部分都随附 SWOT 分析(态势分析法,SWOT 分别代表优势、劣势、机会、威胁),分析范围涉及框架政策、行业政策和详细的政策案例研究。欧盟委员会于 2021 年推出的“减碳 55%”(Fit-for-55)一揽子计划中规定了欧洲政策框架设计,新一届德国政府也于同年 11 月提出了更高的气候目标,承诺在 2045 年实现气候中和,这将助力德国
10、在政策实践中有效贯彻能效优先原则。基于新的框架政策带来的机遇,本书将分析各项政策的优劣势。5 导言:能效在导言:能效在气候中和气候中和框架中的重要性框架中的重要性 近年来,为了将本世纪全球平均气温上升幅度控制在 1.5 C 以内,实现气候中和已成为世界各国的一项主要行动目标。中国已表示力争在2030年前实现碳排放量达峰,2060年前实现碳中和目标。欧盟于 2021 年提出“减碳 55%”一揽子计划(欧盟委员会,2021a)。在这一提案中,欧盟重申了到 2050 年实现温室气体(GHG)中和的目标,以及 2030 年温室气体排放量与 1990 年水平相比至少减少 55%的中期目标。能效是各部门实
11、现气候中和目标的关键要素。如图 1 所示,在其发布的世界能源转型展望(World Energy Transition Outlook)中,国际可再生能源署(IRENA,2021年)在全球层面上就此进行了论述。根据该机构的分析,能效与可再生能源所能实现的碳减排份额将占温室气体减排目标量的一半,而进一步的减排贡献则来自直接电气化。如果采用相关可再生能源供应措施,包括氢能、工业中的碳捕集、封存和利用(CCS/CCU)以及生物能源碳捕集与封存,整体效率有望进一步提升,甚至实现二氧化碳负排放和碳抵消。图 1:在国际可再生能源署的 1.5 C 情景下有助于减少碳排放的主要政策组成部分 资料来源:国际可再生
12、能源署(2021 年)6 2021 年发布的最新“长期情景”(Long-term Scenarios)在德国各行业详尽地证实了这一论断。提出这些情景的目的是深入研究实现气候中和目标的不同路径1,特别是以下路径2(如图 2 所示):方案 1(情景 TN-电力),对电力的依赖程度很高 方案 2(情景 TN-氢能),主要基于氢能 方案 3(情景 TN-电转气/电转液),在很大程度上基于(以氢能为原料制备的)合成燃料,包括从大气中回收二氧化碳 图 2:德国实现气候中和目标的主要脱碳路径 资料来源:(弗劳恩霍夫系统与创新研究所等,2021 年)分析表明,与当前水平相比,终端能源需求终端能源需求3至少需减
13、量至少需减量 28-37%(弗劳恩霍夫系统与创新研究所等,2021 年)。尤其值得一提的是,建筑行业和交通运输行业建筑行业和交通运输行业(其能耗在德国能源消耗总量中分别占比 35%和 29%)需要大幅锐减 41-50%的能耗需求(见表 1 和图3)。此外,工业和电器行业(其能耗在德国能源消耗总量中分别占比 22%和 14%)也需大幅锐减其能耗需求。与使用大量氢能或合成燃料的情景相比,电力情景中的终端能源需求需减少更多(电力情景降幅为 37%,而氢能或合成燃料情景降幅则为 38-30%)。这是因为在这些情景中,进口氢能的价格似乎更加低廉,因为氢能出口国的氢能生产成本较德国更低,因此氢能方案在德国
14、能够发挥比能效方案更大的作用。然而,这也掩盖了氢能和合成燃料在很大程度上依赖进口的事实。此种依赖不仅会引发新的进口依存度问题,还会涉及氢能出口国如何在氢能出口、可持续发展以及出口国自身经济脱碳需要之间求取平衡的问题。1 情景路径还研究了方案 4,其中包括二氧化碳封存以补偿持续使用化石甲烷燃料而导致的环境问题。然而,即使与二氧化碳封存结合使用,人们不继续使用化石燃料的原因也可以多种多样,尤其是石油和天然气的资源可用度,以及与其开采相关的环境破坏以及进口依存度。2 应当指出的是,涉及能源消耗的行业包括建筑、工业、交通运输和电器。节能目标应针对建筑、工业、交通运输和电器,而减排目标则应针对建筑、工业
15、、交通运输、能源、农业和废弃物处置等行业。3 原则上,必须将提高能效和减少能源需求区分开来。在这方面,由于能源需求不再增长,因此欧盟各国的情况大致相同。但是在中国等到目前为止能源需求仍在不断增长的国家,情况则可能有所不同。然而,倘使全球实现气候中性目标,那么像中国这样的大国也需走上减少能源需求(类似于减排)的道路,而不是仅仅关注能效提升。这一原则也适用于即将发展成为主要排放国的印度及其他发展中国家。7 总而言之,“长期情景长期情景”已从广义上表明,能效路径需要独立于脱碳路径,成为一项强有已从广义上表明,能效路径需要独立于脱碳路径,成为一项强有力的贡献因素,否则不同能源供应方式仍会对环境产生较大
16、影响。这是欧盟制定力的贡献因素,否则不同能源供应方式仍会对环境产生较大影响。这是欧盟制定“能效优能效优先先原则原则”的主要原因。的主要原因。表 1 在截至 2050 年的最新气候中和路径中德国需要减少的终端能源(FE)需求量 与当前水平相比的减少量 TN-电力 TN-氢能 TN-电转气/电转液 建筑行业-41%-26%-26%工业-23%-21%-18%交通运输行业-50%-44%-40%服务业电器行业-30%-30%-30%家用电器行业-34%-30%-34%所有行业所有行业-37%-30%-28%资料来源:(弗劳恩霍夫系统与创新研究所等,2021 年)图 3:德国 2020 年各行业能源消
17、费量 资料来源:基于(德国联邦经济和气候保护部,2021b)的数据自行绘制 8 第一部分:能效框架(气候、第一部分:能效框架(气候、供应供应安全、安全、经济经济竞争竞争力)力)能效的能效的气候中和气候中和框架(在欧盟和巴黎协定层面)框架(在欧盟和巴黎协定层面)欧盟从 2015年起批准了巴黎协定巴黎协定这是一项具有法律约束力的全球气候变化协定。根据该协定,所有缔约方承诺共同努力将全球变暖限制在远低于 2 摄氏度的水平,并承诺采取措施以实现将全球升温限制在 1.5 摄氏度的目标。为此,欧盟迅速确立了减排目标。对于本世纪下半叶,气候中和的目标是通过消除排放温室气体到大气中的活动来抵消剩余排放量。在最
18、初提交的欧盟及其成员国国家自主贡献计划(Nationally Determined Contribution of the EU and its Member States)中,欧盟承诺到 2030 年,欧盟整体温室气体排放量比 1990 年减少 40%。之后,欧盟对这一承诺进行更新,并将其提升至到 2030 年,欧盟整体温室气体排放量比 1990 年至少减少 55%。随着 2021 年 7 月欧欧洲洲绿色协议(绿色协议(EU Green Deal)和欧洲气候法()和欧洲气候法(European Climate Law)的实施,欧盟成员国就一系列目标一系列目标达成一致,承诺共同努力使欧洲到20
19、50 年成为世界上首个实现气候中和的大陆。为此,欧盟的主要目标是到 2030 年,欧盟整体温室气体排放量比 1990 年至少减少 55%;到 2030 年,可再生能源将占欧盟最终能源消费量的至少 40%,到 2030 年,欧盟最终能源消费量和一次能源消费量比 1990 年分别减少36%和39%(在2020年的基础上减少9%)。之后,欧盟进一步提出了到2030年减少 3.1 亿吨二氧化碳排放以及到 2030 年绿色经济为欧盟创造 16 万个就业机会的目标。通过欧洲绿色协议的融资约 6,000 亿欧元(欧盟委员会,2021a)。所有欧盟成员国同意为推动上述目标的如期实现做出贡献。此外,欧盟还在欧盟
20、治理欧盟治理条例(条例(Regulation of the Governance of the European Union)中对治理进行了规定。各成员国需要参照一套通用模板,制定本国的2030 年国家能源和气候计划年国家能源和气候计划(NECP)。该计划应涵盖脱碳、能源安全、能效、内部能源市场以及研究、创新和竞争力等领域。成员国需在 2024年之前对这一计划进行更新。此外,成员国亦需制定国家长期战略。成员国还必须每年向欧盟报告其二氧化碳排放量及其他温室气体排放量,而欧盟每年也都会通报整个欧盟的进展情况。成员国将于 2023 年 3 月首次报告本国能源和气候计划进展情况(欧盟委员会,2021h
21、)。随着 2007 年欧洲能源指令(European Energy Directive)的颁布,欧盟在欧洲层面设定了到 2020年需要实现的三项目标目标,并要求各国制定相应的国家目标。这三项目标是:到 2020 年欧盟整体温室气体排放量比 1990 年减少 20%;到 2020 年可再生能源将占欧盟最终能源消费量的 20%;以及到 2020年能效比 2007年设定的基线水平提高 20%。该指令已于 2018 年进行修订,设定了到 2030 年温室气体减排 32.5%的目标,并随附了到2023 年上调减排目标的条款。然而,欧盟实际实现的减排量仅占最终能源消费量的29.4%,占一次能源消费量的 2
22、9.7%(欧盟委员会,2021e)。2021 年 7 月,作为“履行欧洲绿色协议”(Delivering on the European Green Deal)一揽子计划的一部分,欧盟提出了制定一项新能效指令的提案。新版提案建议将节能目标设定为 36%和 39%,意味着一次能源消费总量最多不超过 10.23 亿吨油当量(折合14.62 亿吨标准煤)、终端能源消费总量最多不超过 7.87 亿吨油当量(折合 11.24 亿吨标煤)。这意味着欧盟成员国必须将其年度节能目标从之前的 0.8%提高到现在的 1.5%,几近翻番。对于公共建筑、公共交通运输、供水和街道照明等部门,将节能目标设定为1.7%就是
23、一个值得参考的良好示例(欧盟委员会,2021c)。9 新版提案还包括一条关于修改治理规例修改治理规例的建议。与针对可再生能源目标确立的硬性规定相比,人们发现,为了规范欧盟成员国在实现节能目标过程中所采取的行动而设立的软性机制导致合规水平普遍较低。为此,欧盟进一步在法律层面明确了“能效优先能效优先原则原则”的地位。专题专题 1:能效优先能效优先原则原则 能效的决定性作用在能效指令中得到了“能效优先原则”的支持。“能效优先原则”被视作欧盟能源政策的指导原则,应被纳入到包括金融业在内的欧盟所有行业的政策中。该原则不应仅局限于能源系统,而应在各个层面得到体现。在为供应侧及其他政策领域制定新规则时,能效
24、解决方案应被视作规划和投资决策的首选方案。在欧盟能源基础设施的未来投资决策中,能效应被视为一项关键因素和优先考虑因素。在运用“能效优先原则”时,应首先考虑系统效率方法,并从社会影响的角度看待该原则。因此,该原则应有助于提高单个终端使用行业和整个能源系统的效率。对于为了实现环境目标而在节能解决方案领域做出的投资而言,该原则的运用还应为此类投资提供支持。例如,所有欧盟成员国、国家监管部门、输配电系统运营商应遵循“能效优先”原则,在能源网络运营中,废止所有针对节能增效改善工作的监管措施、技术措施及非监管措施。为了切实发挥作用,在每笔价值超过 7,500 万欧元的交通基础设施项目大规模投资或者每笔超过
25、 5,000 万欧元的其他项目大规模投资中,决策者需要始终如一地运用“能效优先原则”,因为此类大型投资可影响能源消费量和供应量。现引述“能效优先原则”第三条如下:1.根据“能效优先原则”,欧盟成员国应确保在与以下行业相关的各项规划、政策和重大投资决策中将能效解决方案纳入考量:(a)能源系统,和 (b)对能源消耗和能效有影响的非能源行业。2.欧盟成员国应确保,在政策、规划和投资决策须符合审批要求和监督要求的领域,“能效优先原则”的运用得到相关实体的验证。3.在运用“能效优先原则”时,欧盟成员国应:(a)推广成本效益分析方法的运用,并在需要进行成本效益评估时确保采用成本效益分析方法,以便从社会角度
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