安德森分享瑞典能源转型的经验
瑞典供热&供冷协会区域能源专家、中国区董事会主席安德森先生以“区域能源绿色转型-瑞典经验分享”为题在论坛上进行了发言。
安德森的报告更多是关注城市碳中和,因为城市是主要的能源消耗大户,包括电力集中供热区域、集中供冷等:
在瑞典鉴于1973-1974年的石油危机以及后来在1979年出现的石油危机,瑞典政府很早就采取了行动以应对能源问题。1977年瑞典政府出台了与能源规划相关的法律,即每个城镇必须准备年度能源计划。其中包括城市能源生产和消费对环境的影响。在20世纪80年代政府推出了节能补贴,以改造所有在1975年以前建造的建筑,包括公寓办公室、商业用房等,通过安装新的窗户增加绝缘材料等,以大幅削减建筑物的能源消耗。
现在的目标是到2030年建筑物的能耗比2005年减少50%,事实上从1977年到2005年我们已经减少了一半的建筑能耗,而现在我们要再次削减50%,即到2030年建筑能耗会是20世纪70年代的25%,这是一个消费模式的巨大变化。在推动经济发展的同时,减少了城市基本的能源消耗。在瑞典,我们在集中供热领域也曾经大量使用煤作为热源。1991年瑞典开始针对二氧化碳排放行为征税,碳税推动了瑞典能源供应的绿色转型,包括区域集中供热的绿色转型,例如更多的利用生物质作为供热的热源。今天瑞典的碳税约为每公斤0.88元人民币,这是欧洲国家中最高的,世界银行和国际货币基金组织几年来一直在推动实施碳税的概念或碳排放权的交易机制,因此瑞典在这方面领先于其他国家,瑞典的发展经验是可以被借鉴的。
另一个非常非常重要的法规是有关生活垃圾和工业垃圾的,该法规已经实施。在20世纪90年代初城市垃圾规划成为强制性的要求,在1990年代中期引入了生产者责任制度。在21世纪初推出了垃圾填埋税,2002年瑞典禁止在垃圾填埋场填埋可燃材料,2005年禁止填埋有机废物,对有机废物填埋的禁令加速了有机废物的能源化处置,在我的家乡现在所有的公共汽车、出租车甚至私人车辆都在用沼气或者甲烷作为燃料。在我的家乡实际上只有0.5%的生活垃圾被送往垃圾填埋场,而瑞典全国平均不到1%,所有的可回收材料都被分拣出来用于重新制造和再制造。
提醒大家注意的是,垃圾燃烧是在热电厂中进行的,热电厂为城市供电、供热。我们的目标是完全避免垃圾填埋,将生活垃圾处置的相关法规和能源法规相结合是非常重要的,因为它们可以相互作用推动可持续社会的发展。
在瑞典实施能源法案的结果是什么?
从1990年到2015年,建筑物的碳排放减少了86.1%,取暖用燃油的使用减少了96%以上,自1990年以来集中供热得到了大力发展,目前大约有500家供热企业使用生物质作为热源,其中90%是热电联产,现在有一个新的趋势,在过去的一年左右,越来越多的人希望获得集中供热作为垃圾处理战略的结果。瑞典建造了利用垃圾发电并提供供热的设施,这些设施已成为电气化和区域集中供热基础设施的重要组成部分。在瑞典超过90%的公寓楼,80%的办公楼和商业建筑已经并入集中供热系统,来自家庭的厨余垃圾被分离出来,用于生产沼气供卡车、公共汽车、出租车和部分私家车使用。
根据2017年统计数据,欧盟作为一个整体有大约19.5%的供热源来自可再生资源,波罗的海沿岸国家和北欧国家,芬兰、丹麦、拉脱维亚名列前茅,瑞典则表现突出,远远领先于其他国家,瑞典可再生能源供热比例高达69.9%,而且这个比例还在不断扩大,目前有针对生物质火电厂的碳捕捉概念,在瑞典首都斯德哥尔摩有一个大型项目,即在一个已经运行了大约5-6年的生物质热电联产厂实施碳捕捉。
瑞典的城市已经实施了垃圾分类,在家庭层面上大部分塑料和金属都由家庭进行分类,而进一步的分类在垃圾焚烧企业完成,垃圾焚烧企业采用了先进的燃烧技术对飞出的气体进行了净化和冷凝。生物质作为燃料补充在热电联企业应用,餐厨垃圾和污水处理厂的污泥用于生产沼气,沼气进一步升级为交通运输燃料用于公共交通和出租车,城市中心的商业和办公楼宇接入区域供冷系统,该系统提供365x24小时的供冷,集中供热是全年365天提供的,生活供热也由供热管网提供,这样我们就得到了一个非常非常有效的能源系统。
集中供冷设施安装了热泵,在集中供冷的同时可将热量输送到集中供热网络。在某些情况下,我们会安装吸收式制冷机,该制冷机利用区域供热网络的热量来驱动,在夏季进行制冷时,当再加热系统中的加热需求较低时,通过使用制冷机,我们为热电联产企业提供热负荷,以在夏季生产更多的电力。目前我在瑞典从事一个类似的项目,我们安装大约15兆瓦的吸收式制冷机并在夏季利用集中供热系统来驱动该制冷机。这样的运营可以大大减少碳排放,例如在我的家乡我们不再使用任何化石燃料,而是使用可再生能源。
木材燃料占主要部分,包括木片锯末等等,另一个主要的来源是蔬菜和动物脂肪,它们是生物质的重要组成部分。幸运的是瑞典有发达的林业和木材加工业,这为我们提供了很多质量非常好的生物质燃料来源,例如腐烂的或半腐烂的木材我们将其加工成木屑,这些生物质材料被用于热电联产厂。在冬季当集中供热的负荷非常高的时候,我们使用高质量的生物质混合燃料。
我们在20世纪70年代非常依赖化石燃料。而生物质燃料在20世纪70年代初开始增长现在占主导地位完全主导了集中供热的热源。
近年来区域集中供冷在瑞典发展很快,自2018年以来这些集中供冷项目急速增加,大型的超过100兆瓦的冷却设施通常是用于工业需求的,我们使用来自湖泊和海洋的免费冷源为工业流程提供冷却,这是一个全新的发展趋势,即工业界开始考虑使用区域集中供冷来实现冷却,以往的经验则是建造冷却塔,鉴于此越来越多的工业企业与当地的能源公司合作投资建立集中供冷系统,集中供冷行业在瑞典持续发展,目前在瑞典有近40家区域集中供冷企业。当然区域集中供冷在中国也有很大的发展,我曾经亲自参与了北京和深圳的一些项目采用的技术是冰蓄冷盘管外融冰,使用双效制冷压缩机,夜间制冷,白天供冷水。
我在中国工作了10多年,结合我从不同国家项目学习和累积的经验,我冒昧地提出一些建议希望有所帮助。我认为最重要的一点是要求每个城市和市镇准备一个能源计划,该计划要经过专家小组的审查批准,该小组由中国专家组成,但也同时听取来自国际专家的意见和建议,国际专家的支持是非常重要的,可以为能源计划的制订提供指导方针和纲要,可以参与智慧城市指导纲要设定建筑节能的目标,达到节能目标的时间表以及对建筑的能耗要求等。确定并落实本地可再生能源的资源量,有计划的将这些可再生资(能)源用于集中供热、集中供冷和电力生产。