碳碳中和愿景下的德國漢堡能源轉(zhuǎn)型經(jīng)驗與啟示

何繼江 于琪琪 秦心怡

摘 要：

中國設(shè)立了2060年前碳中和的愿景，各城市面向碳中和愿景開始積極推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。德國第二大城市漢堡確定了2050年碳中和目標(biāo)，設(shè)定分階段的城市減排目標(biāo)，制定總體氣候計劃和分領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型計劃，并且頒布相應(yīng)法律政策保障計劃的實施。從漢堡市的經(jīng)驗中得出啟示，城市能源轉(zhuǎn)型的重點在于確定碳中和目標(biāo)，編制二氧化碳排放清單，制定碳中和路線圖和配套頒布法律法規(guī)，以及推進(jìn)各領(lǐng)域技術(shù)舉措的實施。

關(guān)鍵詞：碳中和;碳達(dá)峰;德國漢堡市;城市能源轉(zhuǎn)型;氣候計劃

中圖分類號：F206，X196 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-2101（2021）04-0059-08

收稿日期：2021-05-24

基金項目：國家重點研發(fā)計劃政府間合作重點專項“EIR計劃-新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)系統(tǒng)研究及試點應(yīng)用”（2018YFE96500）

作者簡介：何繼江（1974-），男，湖南寧鄉(xiāng)人，清華大學(xué)社會科學(xué)學(xué)院能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心常務(wù)副主任，博士。

2015年聯(lián)合國195個成員國簽署《巴黎協(xié)定》，其目標(biāo)是將全球升溫控制在2℃以下，盡量控制在1.5℃，盡快使全球碳排放達(dá)到峰值，并在碳達(dá)峰后采取快速減排行動。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）于2018年10月發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報告》認(rèn)為，控制全球平均溫升在1.5℃以內(nèi)需要全球在2050年左右實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。由于二氧化碳是最主要的溫室氣體，其他溫室氣體可以換算為二氧化碳當(dāng)量，所以溫室氣體凈零排放也可簡稱為碳中和。2019年以來，世界各國紛紛制訂碳中和目標(biāo)。2019年1月，北歐五國發(fā)布聯(lián)合宣言，明確要在2050年前實現(xiàn)碳中和，比如瑞典明確2045年實現(xiàn)碳中和，芬蘭確認(rèn)2035年實現(xiàn)碳中和。英國2019年6月立法確認(rèn)2050年實現(xiàn)碳中和;歐盟在2019年底確認(rèn)了2050年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo);德國2021年5月宣布將碳中和時間從原定的2050年提前到2045年。中國在2020年9月明確將于2060年前實現(xiàn)碳中和。

在全球和各國碳中和目標(biāo)的引領(lǐng)下，許多城市開始制定碳中和目標(biāo)，推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。丹麥哥本哈根的目標(biāo)是到2025年實現(xiàn)碳中和。根據(jù)《哥本哈根2025氣候計劃2021—2025路線圖》[1]該城市主要在四個方面采取行動，分別是節(jié)能、能源生產(chǎn)、交通和城市管理，2021—2025四年中預(yù)計共減排20萬噸。根據(jù)荷蘭阿姆斯特丹《2050年氣候中和路線圖》[2]，該城市將在建筑環(huán)境、電力、交通、工業(yè)與港口和市政五個方面采取行動，到2030年比1900年減排55%，2050年減排95%，實現(xiàn)碳中和。瑞典斯德哥爾摩的目標(biāo)是在2040年成為零化石燃料與氣候友好型城市。挪威首都奧斯陸制訂了《氣候預(yù)算2021》[3]，明確到2030年排放量將減少至2009年的5%，實現(xiàn)碳中和。

漢堡市是德國的第二大城市，也是德國最大的港口，市區(qū)面積僅755平方公里，人口184萬，漢堡大城市群的居民總數(shù)超過500萬人。漢堡是德國最大的工業(yè)區(qū)之一，聚集了世界領(lǐng)先的綜合銅業(yè)集團(tuán)、鋼廠和鋁冶煉廠，其能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程走在歐洲城市的前列。漢堡市設(shè)立了2050年碳中和的目標(biāo)，并對供暖、建筑、交通、經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)等五個方面制訂了行動計劃。

中國在2060年前碳中和的目標(biāo)下開始加速能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。2019年中國能源相關(guān)的二氧化碳排放量為 98億噸，約占全球二氧化碳排放量的29%。中國于2015年提交了第一版NDC（國家自主貢獻(xiàn)）計劃，提出了2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰和單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%目標(biāo)。2020年版NDC將下降比例調(diào)高至65%以上，設(shè)置了風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量1 200 GW以上的新能源發(fā)展目標(biāo)，以及2030年可再生能源占比25%左右的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我國各城市正在開展能源轉(zhuǎn)型計劃。研究德國漢堡市在能源轉(zhuǎn)型過程中頒布的政策，制定的計劃，采取的措施和實施的項目，對中國城市能源轉(zhuǎn)型具有借鑒意義。

一、漢堡市降碳減排取得的主要成效

漢堡市二氧化碳排放量近年來實現(xiàn)較大幅度減少。1990年的碳排放量為2 070萬噸，至2003年漢堡市的碳排放量處在平臺期，總量基本平穩(wěn)，略有減少。2003年起，漢堡市碳減排速度加快，至2017年，減排20.8%[4]。至2018年，漢堡市碳排放量減排21.18%。漢堡市居民人均碳排放量也顯著下降，從1990年的 12.5 噸下降到2018年的8.9噸。

漢堡市碳減排主要來自于三方面的貢獻(xiàn)：首先，電力部門對漢堡市的二氧化碳排放量降低貢獻(xiàn)最大。其主要措施包括脫碳和擴(kuò)大可再生能源以及降低電力消耗。其次，建筑行業(yè)減排貢獻(xiàn)巨大。盡管漢堡市的居住空間增加了約17%，但是二氧化碳排放總量卻減少了。一方面是由于新型建筑材料絕緣性能更好，使得供熱能量消耗減少了;另一方面是天然氣供暖比例有所上升，燃油供暖比例逐漸下降①。第三，工業(yè)部門節(jié)能成效顯著。2015年以前工業(yè)部門每年的減排量超過50萬噸，2015年后每年減排量40萬噸。截至2019年4月，漢堡工業(yè)協(xié)會組織的三個能效網(wǎng)絡(luò)②共同實現(xiàn)了約110萬兆瓦時的節(jié)能，相當(dāng)于42.5萬噸的二氧化碳。

二、漢堡市能源轉(zhuǎn)型的主要氣候政策與計劃

（一）主要氣候政策

漢堡市早在1997年就頒布了《漢堡氣候保護(hù)法》，2008年頒布了《漢堡氣候保護(hù)條例》，2019年頒布《漢堡煤炭淘汰法》。2020年漢堡確定“2050年碳中和”的州目標(biāo)，更新了《漢堡氣候保護(hù)法》[5]。

《漢堡氣候保護(hù)法》（2020版）的主要目標(biāo)有：限制全球變暖;作為漢堡氣候計劃目標(biāo)的法律框架;到2050年實現(xiàn)碳中和;資源的生產(chǎn)、分配和使用需滿足經(jīng)濟(jì)、合理、節(jié)省，對環(huán)境和健康有益的原則。該法規(guī)定：（1）以1990年為基準(zhǔn)年，到2030年二氧化碳排放量減少55%，到2050年減少95%。（2）最晚于2030年12月31日起，漢堡及其擁有的供熱公司將不再自行生產(chǎn)或出售基于硬煤或褐煤發(fā)電產(chǎn)生的熱量，供熱公司有義務(wù)為其供熱網(wǎng)絡(luò)提交脫碳路線圖，路線圖應(yīng)說明在2050年之前實現(xiàn)氣候中和供熱的路徑，以及2029年12月31日之前實現(xiàn)可再生能源提供30%熱量的路徑。（3）2022年起，新建筑禁止重油供暖，存量建筑也必須在2026年以前更換掉燃油供暖設(shè)備。2009年1月1日之前建造的有關(guān)建筑物，在2021年6月30日之后更換或翻新供暖系統(tǒng)時，可再生能源供熱比例要達(dá)到年度供暖能源需求的15%。在2023年1月1日后開始建造的建筑物，必須確保在屋頂區(qū)域安裝并運行太陽能發(fā)電系統(tǒng)，在屋頂裝光伏成為一項義務(wù)。公共建筑需遵守聯(lián)邦和州法規(guī)外，非住宅建筑的建造和擴(kuò)建需遵守建筑效率40標(biāo)準(zhǔn)③。（4）交通低碳方面，到2030年減排139萬噸，占總減排量的29%。

在以上條例中，對漢堡市居民明確規(guī)定了兩項義務(wù)，一個是居民有在屋頂上安裝光伏系統(tǒng)的義務(wù)，另一個是居民有使用可再生能源進(jìn)行供熱的義務(wù)。安裝光伏系統(tǒng)的義務(wù)適用于2023年1月1日以后開始建造的新建筑物;對于現(xiàn)有建筑物，此義務(wù)僅在2025年1月1日之后才適用。漢堡的可再生能源供熱包括使用太陽能、熱能、熱泵或生物質(zhì)能。這兩項條例從法律的層面為光伏系統(tǒng)和可再生能源的使用提供了保障，同時對特殊情況做出了規(guī)定。

（二）主要氣候計劃

為了保障氣候政策的順利實施，漢堡市除了單獨出臺《漢堡氣候計劃》之外，還與德國北部五州④聯(lián)合出臺了《北德能源轉(zhuǎn)型4.0計劃》。

1. 漢堡氣候計劃。根據(jù)《漢堡氣候計劃》[6]，2018年漢堡市距離2030年減排55%的目標(biāo)仍有700萬噸的差距。2030年前，漢堡市預(yù)計投入20億歐元用于氣候相關(guān)的工程措施。大部分項目由當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門和國有企業(yè)負(fù)責(zé)，其余則由私人合作伙伴和其他利益相關(guān)者融資。此外聯(lián)邦政府也將提供資金支持，減少對漢堡市政府造成的財政壓力。

環(huán)境、氣候、能源和農(nóng)業(yè)管理局⑤在氣候計劃中提出了四個減排領(lǐng)域，分別為交通、私人家庭、商業(yè)貿(mào)易和服務(wù)以及工業(yè)領(lǐng)域。每個領(lǐng)域的減排目標(biāo)如表1所示。

表1描述了1990年、2017年的碳排放情況、2030年減排目標(biāo)以及仍需要的減排量?？偟臏p排目標(biāo)將通過兩種方式實現(xiàn)，一是通過能源混合（提高電力中可再生能源的比例）⑥實現(xiàn)290萬噸減排量，二是通過漢堡超過400項的混合措施實現(xiàn)410萬噸減排量。環(huán)境、氣候、能源和農(nóng)業(yè)管理局在氣候計劃中明確了經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、供熱轉(zhuǎn)型/建筑轉(zhuǎn)型，交通轉(zhuǎn)型及氣候轉(zhuǎn)型的具體轉(zhuǎn)型路徑，并指出工業(yè)、商貿(mào)服務(wù)業(yè)、私人家庭及交通等領(lǐng)域與四個具體轉(zhuǎn)型路徑之間的關(guān)系（見圖2）。

從圖2中可以看出，四個領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型與四個具體路徑并不是一一對應(yīng)的關(guān)系，例如工業(yè)領(lǐng)域的二氧化碳減排主要在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的路徑上實現(xiàn)，商業(yè)、貿(mào)易和服務(wù)減排主要在經(jīng)濟(jì)、供熱/建筑轉(zhuǎn)型的路徑上實現(xiàn)。通過混合措施實現(xiàn)的減排量主要通過四個轉(zhuǎn)型路徑實現(xiàn)。

2. 北德能源轉(zhuǎn)型4.0計劃[7]。其是“展示智能能源—能源轉(zhuǎn)型的數(shù)字議程”（SINTEG）項目的一部分，由聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部提供資金，從2016年起到2020年結(jié)束。《北德能源轉(zhuǎn)型4.0計劃》開發(fā)了能源智慧網(wǎng)絡(luò)，將電力生產(chǎn)者、電力消費者、儲能系統(tǒng)連接到該網(wǎng)絡(luò)，及時協(xié)調(diào)發(fā)電量與用電量的平衡，此計劃下包含20個重要分項，例如 EnSpireME GmbH公司的電池存儲、北方能量公司的電解制氫、ARGE網(wǎng)絡(luò)公司的可再生能源發(fā)電廠、漢堡能源公司與 PONTON GmbH公司的能源平臺等。在此計劃中，漢堡和石荷州將共同實現(xiàn)2035年全部480萬居民用可再生能源供電。漢堡沒有足夠的可再生能源發(fā)電的場地，無法滿足其稠密的人口和大型工業(yè)用電需求，自發(fā)電只覆蓋了用電需求的4%。接壤的石荷州位于漢堡北部，全稱為石勒蘇益格-荷爾斯泰因州，面積15 763平方千米，東側(cè)為波羅地海，西側(cè)為北海，風(fēng)電資源豐富，擁有大量海上陸上風(fēng)電場，可以滿足本地電力需求的160%。通過智慧電網(wǎng)石荷州向漢堡市輸送可再生能源電力，大大減少了漢堡市的二氧化碳排放量。

三、漢堡市能源轉(zhuǎn)型措施

為了實現(xiàn)到2030年的轉(zhuǎn)型目標(biāo)，漢堡市在供暖、建筑、交通、經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)幾個方面提出了實現(xiàn)氣候計劃的具體措施[6]。

（一）供熱

漢堡市通過改善能源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低碳供熱，提高供熱效率。鑒于建筑密集，漢堡市主要通過改善管道能源類型提高可再生能源的比例，對燃料進(jìn)行脫碳。例如，韋德爾（Wedel）燃煤電站被使用燃?xì)夂驼羝麥u輪機(jī)（CCGT）系統(tǒng)的哈芬能源公園（Hafen Energiepark）取代。同時漢堡市也在規(guī)劃新的供熱網(wǎng)，提高廢熱使用效率。工業(yè)廢熱排放大的行業(yè)包括水泥、鋼鐵、熱電、陶瓷、有色金屬等，這些余熱將儲存于大型儲熱水罐中，通過區(qū)域供暖的方式為建筑供熱。

漢堡市還從社區(qū)的角度整體改善能源使用。例如，在同一街區(qū)中由于規(guī)劃不同，使得某些區(qū)域相比于其他區(qū)域光照更充足，太陽能供熱的效率更大，這些熱量可以通過供熱網(wǎng)絡(luò)提供給社區(qū)或其他區(qū)域。市政公司也可以整合現(xiàn)有的供熱基礎(chǔ)設(shè)施，建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為地區(qū)供電，或協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)，通過改造節(jié)能建筑來改善能源供應(yīng)。

（二）建筑改造

首先，漢堡市聯(lián)合金融機(jī)構(gòu)共同推進(jìn)住宅和非住宅建筑改造的扶持計劃。如德國復(fù)興信貸銀行的“節(jié)能城市改造”計劃。該計劃資助漢堡市中心的舊建筑進(jìn)行能源系統(tǒng)改造，使用可再生能源為建筑供能。2020年，能源和氣候基金撥出約7 000萬歐元資金推進(jìn)節(jié)能型城市建設(shè)。其次，漢堡還對存量房進(jìn)行研究，確定其節(jié)能潛力并制定建筑實現(xiàn)氣候目標(biāo)的路線圖。對公共非住宅建筑進(jìn)行節(jié)能改造，新建和擴(kuò)建公共非住宅建筑到2022年至少達(dá)到節(jié)能40%標(biāo)準(zhǔn)。再次，漢堡市開展了建筑翻新計劃。建筑物翻新包括材料更新與供暖系統(tǒng)的更新。建筑材料要求選取保溫性能好的材料以降低房屋的熱量需求。供暖系統(tǒng)的更新則包括增加清潔能源，使用區(qū)域供熱等。一般情況下，這兩者通常不會同時進(jìn)行，因此在翻新沒有全部完成時，將采取混合系統(tǒng)供熱，即化石加熱技術(shù)與可再生能源混合供熱方式。為檢查建筑能效是否達(dá)標(biāo)，漢堡市還考慮制定《漢堡建筑能效等級》。

（三）交通管理

漢堡市在交通管理方面的舉措主要是鼓勵民眾多使用公共交通，并積極推動公交車輛采用清潔能源。從2020年開始，漢堡市僅購買無排放公交車——純電動交通車。漢堡市公交車第一大運營公司Hochbahn和第二大運營公司VHH逐步使用電動公交車。漢堡市計劃公共交通在總交通量中的市場份額提高到30%，建立以用戶為中心的公共交通系統(tǒng)和更密集的交通運輸網(wǎng)，如引入用來分流的XpressBus網(wǎng)絡(luò)⑦、擴(kuò)建夜間巴士網(wǎng)絡(luò)、路線基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化、移動平臺（Switch應(yīng)用）等，鼓勵民眾從私家汽車轉(zhuǎn)向公共交通。漢堡市也積極鼓勵自行車出行。漢堡市落實了自行車路線規(guī)劃，規(guī)劃建設(shè)自行車快車道，還資助貨運自行車和公共自行車停車位建設(shè)項目。到2025年，地鐵和S-Bahn站將總共建立4萬個自行車停車位，屆時當(dāng)?shù)亟煌屑~和長途火車站將擁有更多的自行車停車場。私家電動車的發(fā)展是德國交通能源轉(zhuǎn)型的重要舉措。根據(jù)《電動汽車法案（EmoG）》預(yù)測，到2030年，全德國范圍內(nèi)的電動汽車數(shù)量將達(dá)到700萬輛～1 000萬輛。漢堡市也積極向電動車轉(zhuǎn)型，采用的舉措有：增加市政府和私人公司公用車中電動車的數(shù)量;共享汽車以電動汽車為主;擴(kuò)大公共充電樁的數(shù)量;增加氫站數(shù)量。

為了緩解公路運輸?shù)膲毫?，提倡貨物的鐵路、海洋和內(nèi)陸水道運輸，并對多式聯(lián)運⑧碼頭及其系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造和擴(kuò)展。例如，擴(kuò)大大型和小型卡車的液化天然氣儲罐基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)立智能裝卸區(qū)等。漢堡市將在港口新城和施泰因韋德兩個區(qū)的碼頭擴(kuò)建集裝箱船的岸電系統(tǒng)，并為游輪建造岸電系統(tǒng)，與歐洲其他港口共同制定法規(guī)以減少二氧化碳排放。漢堡航空機(jī)場也已承諾機(jī)場運營在2021年實現(xiàn)碳中和，增加低排放飛機(jī)，并準(zhǔn)備使用合成煤油形式的可持續(xù)燃料，優(yōu)化停機(jī)坪交通系統(tǒng)。同時，漢堡市的交通管理將向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，使交通效率達(dá)到最大化，具體措施包括使用智能化停車位管理系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)管理客運和貨運交通的鏈接，使用送貨機(jī)器人等。

（四）經(jīng)濟(jì)發(fā)展

漢堡市政府督促工業(yè)和商業(yè)、貿(mào)易與服務(wù)等行業(yè)在氣候和資源保護(hù)方面增加投資以保護(hù)氣候和資源，借鑒成功的能效網(wǎng)絡(luò)模型，規(guī)劃建立氫經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)，并將其運用于漢堡市工業(yè)的其他部門。

漢堡市政府推出發(fā)展和促進(jìn)資助計劃，增加資源保護(hù)公司計劃的資金目標(biāo)和項目資金，為公司提供單獨的現(xiàn)場建議以及可行性研究，補(bǔ)充資金將用于生產(chǎn)過程脫碳的重大項目。議院支持并促進(jìn)公司靈活調(diào)整能源消耗和自發(fā)電，以提高供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中可再生電力的使用以減少二氧化碳排放。企業(yè)靈活使用電存儲系統(tǒng)，熱存儲系統(tǒng)等。工業(yè)和企業(yè)在產(chǎn)品制造中，可以通過改善生產(chǎn)技術(shù)減少原材料的使用和廢物數(shù)量，進(jìn)而減少生產(chǎn)過程中的碳排放，實現(xiàn)脫碳。

（五）氣候適應(yīng)舉措

漢堡開發(fā)了城市氣候電子地圖，定期更新城市氣候分析，更新泛洪區(qū)劃定和暴雨預(yù)測;擬定在《2030年雨水結(jié)構(gòu)計劃》中引入《漢堡水計劃》作為水管理和廢水管理框架。其配套措施有雨水滲透、雨水存儲、雨水滯留、延遲雨水徑流等，需要經(jīng)過全面測試。以六年為一周期，審查風(fēng)險區(qū)域和泛洪區(qū)，并根據(jù)不斷變化的情況進(jìn)行調(diào)整。森林和沼澤地不僅可以調(diào)節(jié)城市氣候，還具有碳儲存功能，市政府規(guī)定所有地區(qū)都應(yīng)指定適合造林或建造沼澤的區(qū)域。同時加強(qiáng)城市、屋頂和房屋立面的綠化。漢堡市還推動災(zāi)害風(fēng)險管理和災(zāi)害控制數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，使相關(guān)數(shù)據(jù)可以容易訪問。建立堅實的通信基礎(chǔ)架構(gòu)以應(yīng)對災(zāi)害導(dǎo)致的通信網(wǎng)絡(luò)故障。漢堡市意識到氣候變化會影響能源供應(yīng)安全。例如，2018年夏季的低水位和水溫升高影響硬煤運輸，從而限制了發(fā)電功率。市政府決定對能源基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行定期檢查，以保證能源供應(yīng)的安全。

四、漢堡市能源轉(zhuǎn)型項目

漢堡市為了實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和減排的目標(biāo)，實施了一系列的能源轉(zhuǎn)型項目，由漢堡能源公司（Hamburg Energie）直接負(fù)責(zé)。漢堡能源公司成立于2009年，是一家市政能源供應(yīng)商，他們具有明確的生態(tài)重點，僅提供100%的綠色電力。2019年漢堡能源公司發(fā)電實現(xiàn)了100%綠色電力，相比之下，德國的綠色電力僅占44%。以下能源轉(zhuǎn)型項目中的風(fēng)能、沼氣、儲能、虛擬電廠、太陽能圖集、熱電聯(lián)廠、公共交通電動化及能源倉等項目[8]均由漢堡能源公司負(fù)責(zé)。

（一）風(fēng)能

漢堡的風(fēng)力資源較豐富，但由于受最小距離和最小噪音限制，漢堡可以建造風(fēng)電設(shè)備的空間有限。截至2018年漢堡有65臺風(fēng)力渦輪機(jī)，共計128 MW，風(fēng)力發(fā)電量為300 MWh，占發(fā)電總量2.5%。漢堡現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電量每年可以滿足5萬多個家庭的用電需求，為減少碳排放做出了一定貢獻(xiàn)。目前漢堡市擴(kuò)建風(fēng)力渦輪機(jī)比較困難，但也未放棄利用風(fēng)能的想法，漢堡能源公司轉(zhuǎn)向于開發(fā)街道上使用的風(fēng)能，例如風(fēng)能驅(qū)動的電動汽車充電站。

（二）沼氣

漢堡港的污水處理廠是德國最大的污水處理廠，負(fù)責(zé)200萬人生活污水的機(jī)械處理和生物處理。處理干凈的廢水將被排入易北河，污水污泥被輸送到污水處理廠的沼氣池進(jìn)行發(fā)酵，被分解成甲烷、二氧化碳和水。每天產(chǎn)生的沼氣大約9.5萬立方米，經(jīng)洗凈后饋入天然氣網(wǎng)絡(luò)。居民可以直接在網(wǎng)站訂購城市沼氣，用城市沼氣取暖的價格比使用天然氣更加經(jīng)濟(jì)實惠，具體價格取決于沼氣含量。城市沼氣指沼氣和天然氣的混合物，沼氣含量為1%或5%，其余為天然氣。使用污水處理廠的沼氣不會增加大氣中的二氧化碳含量，起到了替代天然氣等化石能源的作用，達(dá)到節(jié)能減排效果。

（三）儲能

風(fēng)力渦輪機(jī)制造商西門子與漢堡能源公司和漢堡工業(yè)大學(xué)共同研究FES（Future Engergy System）項目使用電熱儲能（Electro-Thermal Energy Storage）于2019年6月在漢堡投運。該儲熱系統(tǒng)借助電阻加熱和風(fēng)扇，將電能轉(zhuǎn)換為熱空氣流，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為熱能，然后將熱空氣導(dǎo)入裝有熔巖石的隔熱混凝土砌塊中。石頭將被加熱到800℃，24小時后儲存巖石被“充電”，可以將130 MWh的熱能儲存一周以上。當(dāng)需要用電時，借助渦輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化回電能。該儲熱系統(tǒng)的額定功率為30 MW，平均每天可以為3 000個家庭供電，或者一次可以為大約750輛電動汽車充電。電熱儲能系統(tǒng)使用巖石，采取了清潔方式將過剩的電力儲存，期間不產(chǎn)生額外的碳排放，與可再生能源配合使用可以解決電力儲存問題。

（四）虛擬電廠

漢堡能源公司開發(fā)了HYPE虛擬電廠智慧平臺，總共控制著50個能源系統(tǒng)，其中可及時靈活調(diào)控的有15個。虛擬電廠通過控制系統(tǒng)使發(fā)電量和用電量保持平衡，除了對能源發(fā)電量的波動進(jìn)行預(yù)測，還可以通過分析天氣數(shù)據(jù)對發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測。例如，在風(fēng)暴席卷海岸而使風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電過多的情況下，虛擬電廠將調(diào)低沼氣廠的發(fā)電量。該平臺會根據(jù)交易所當(dāng)前的電價調(diào)整供應(yīng)量，電力過剩時電價會降低，電力不足時電價較高。同時，智慧平臺也可以根據(jù)電價調(diào)整用電量，在低電價時增加用電量，降低消費者的電力成本。漢堡的電力100%采用可再生能源供電，這要求電網(wǎng)具有很高的靈活性，通過虛擬電廠平臺及時調(diào)節(jié)電廠出電水平，保持發(fā)電與消耗平衡，避免電力過?；虿蛔愕那闆r，為可再生能源供電的穩(wěn)定性和可靠性提供保障。

（五）太陽能圖集

截至2018年末，漢堡能源公司運營30多個太陽能光伏系統(tǒng)，總裝機(jī)量12.3 MW，可覆蓋4 300戶家庭的用電需求。從2023年開始，漢堡居民在屋頂安裝光伏成為一項義務(wù)。為了使居民更加方便地安裝光伏和太陽能系統(tǒng)，漢堡能源與漢堡市國家地理信息和測量部聯(lián)合開發(fā)了太陽能圖集。太陽能圖集是一個交互式地圖，房主可以通過查詢地址來確定自家屋頂?shù)陌l(fā)電潛力。太陽能潛力總共分為四個等級，綠色標(biāo)記的屋頂非常適合使用太陽能，而紅色標(biāo)記的屋頂則代表潛力較小，具體如表2所示。太陽能圖集的開發(fā)和使用為光伏發(fā)電提供強(qiáng)有力的助力。

（六）熱電聯(lián)產(chǎn)

在傳統(tǒng)的發(fā)電廠中，使用天然氣或石油作為能源，在發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量往往被浪費掉，約有62%的廢熱以水蒸氣的形式散發(fā)?，F(xiàn)代的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)可以將廢熱饋入?yún)^(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)38%的能量用于供電，50%的能量用于取暖，能量損失降低到12%。漢堡能源公司正在與HANSA建筑合作社共同合作，為漢堡杜登韋格住宅區(qū)的614套公寓建造新的供暖系統(tǒng)。熱電聯(lián)產(chǎn)是一種非常有效的減排手段，漢堡能源公司每年以此提供7 MWh的電力和26 MWh的區(qū)域供熱，減少約3萬噸二氧化碳排放。

（七）公共交通電動化

公共交通轉(zhuǎn)為電力驅(qū)動對減排貢獻(xiàn)顯著。漢堡市決定從2020年起僅訂購電動公交車，并計劃在2021—2025年購買530輛100%電動公交車，截至2020年漢堡市的公共充電樁共計1 000個。漢堡市最大的公交車運營公司Hochbahn目前已有30輛電動公交車在城市中運營，并計劃將1 000輛的柴油客車換成零排放的車輛，到2030年將全部使用零排放公交車。Hochbahn公司使用的電動車種類包含純?nèi)剂想姵鼗旌蟿恿蛙嚭腿剂想姵刈鳛樵龀唐鞯碾姵仉妱涌蛙?。漢堡第二大公交車運營商VHH也在更換電動公交車，2021年上半年將有18輛電動公交車投入運營。

（八）能源倉

漢堡有一座由防空炮塔改造的能源倉。這座防空炮塔位于威廉斯堡地區(qū)，是第二次世界大戰(zhàn)遺留下來的，2013年被漢堡能源公司改造成一座生態(tài)發(fā)電廠，向該區(qū)域提供綠色電力和熱量。在能源倉的屋頂和南側(cè)，有超過2 000平方米的太陽能收集器和電池;位于能源倉的內(nèi)部沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)單元（CHP）可以提供電和熱;能源倉內(nèi)部還有一個生物質(zhì)鍋爐和一個大型儲熱水箱，相鄰工業(yè)區(qū)的廢熱也可以存儲在倉內(nèi)并再次輸送給用戶。生態(tài)發(fā)電倉的總熱量輸出22.4 GWh，可滿足3 000戶家庭的供熱需求;總電力輸出為2.850 GWh，可滿足1 000戶家庭的電力需求。戰(zhàn)爭遺留炮塔改造成可再生能源發(fā)電廠是全球少有的案例，不僅解決了戰(zhàn)爭遺留物的處置問題，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┣鍧嶋娏颓鍧崯崃?，更有意義的是，這座能源倉既是戰(zhàn)爭博物館，又成為了能源轉(zhuǎn)型博物館，起到重要的公眾宣傳作用。

（九）自行車路線規(guī)劃圖

為了使騎行者在漢堡市更方便地使用自行車出行，漢堡市已經(jīng)開發(fā)了一種有吸引力、安全且易于使用的自行車路線網(wǎng)絡(luò)。該路線圖目前有14條自行車路線，全長約280千米。到2025年，自行車道將繼續(xù)擴(kuò)建，并且完善指示牌等相關(guān)標(biāo)識。居民外出時使用HVV Switch應(yīng)用程序可以查詢市區(qū)公交、地鐵、共享汽車、自行車的切換地點，還可以預(yù)定共享汽車和自行車。自行車在城市能源轉(zhuǎn)型中能夠起到不可忽視的作用。如果按駕車每100千米9升汽油計算（取決于汽車排量），每騎行1千米可減排0.207千克。

（十）漢堡城市最后一英里方案

該項由Prognos公司、ILS研究所與KE Consult咨詢機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展，漢堡市在作為“最后一英里”的示范區(qū)域提出24項措施[9]。主要目的是到2030年將CEP（快遞包裹服務(wù)）服務(wù)提供商的排放量減少40%，顯著改善交通流量。規(guī)劃到2030年，25%的私人家庭貨物以及5%的公司貨物將由貨運自行車處理，另外30%的私人家庭貨物將配送到包裝站，最大程度地減少交付次數(shù)。此外，到2030年，95%的快遞車輛實現(xiàn)零排放。該項目通過創(chuàng)建微型樞紐網(wǎng)絡(luò)，解決城市內(nèi)的貨運問題，貨運自行車的使用將在貨物配送的最后環(huán)節(jié)上起到減排的作用。

五、德國漢堡市能源轉(zhuǎn)型對中國的啟示

（一）制訂碳中和目標(biāo)，明確時間表

漢堡市根據(jù)德國2019年確定的碳中和目標(biāo)在2020年啟動了氣候變化法的修訂，并明確2050年碳中和的目標(biāo)和2030年度的減排目標(biāo)。隨著德國將碳中和目標(biāo)年提前5年至2045年，預(yù)計漢堡將再次啟動修訂流程，明確碳中和目標(biāo)。

中國城市也應(yīng)根據(jù)國家2060年前碳中和的總體目標(biāo)，結(jié)合本城市情況，確定碳中和目標(biāo)年，制訂碳達(dá)峰峰值目標(biāo)，制訂2040年、2050年減排目標(biāo)，并根據(jù)國家碳中和進(jìn)程動態(tài)修訂本市碳中和目標(biāo)的預(yù)案。

（二）編制二氧化碳排放清單

編制溫室氣體排放清單是城市能源轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)工作。溫室氣體排放清單指在某一區(qū)域內(nèi)人類的社會和生產(chǎn)活動中各環(huán)節(jié)直接或者間接排放的溫室氣體數(shù)據(jù)。漢堡市編制并發(fā)布了1990—2018年度的各年二氧化碳排放數(shù)據(jù)。漢堡市的碳排放測算分別用生產(chǎn)者平衡和污染者平衡兩個方法測算了二氧化碳排放數(shù)量。前者分析直接使用化石燃料（如煤、天然氣或原油）產(chǎn)生的一次能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放，顯示了所有大型工業(yè)和能源發(fā)電廠的排放;后者則是從企業(yè)和私人家庭行為的角度測算二氧化碳排放。漢堡市認(rèn)為后者與氣候保護(hù)更相關(guān)，因為它更密切地反映了漢堡市氣候保護(hù)措施可能影響的因素。在此背景下，漢堡的氣候目標(biāo)以污染者平衡方法測算的碳排放數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。我國城市的二氧化碳排放清單目前公開的是182個城市2010年的排放清單，是采用生產(chǎn)者平衡方法測算的碳排放，近幾年的碳排放數(shù)據(jù)尚未公開或尚未編制。中國城市有必要借鑒漢堡經(jīng)驗采用污染者平衡方法盡快編制各年度二氧化碳排放清單并盡快公布，以促進(jìn)各種能源轉(zhuǎn)型措施的應(yīng)用。

（三）制定碳中和路線圖，配套頒布法律法規(guī)

城市能源轉(zhuǎn)型需要制定碳中和路線圖，明確階段性任務(wù)。路線圖為城市實現(xiàn)碳中和提供了方法。碳中和路線圖中應(yīng)包括制定并頒布?xì)夂虮Ｗo(hù)的法律法規(guī)，為實現(xiàn)碳中和提供政策支持，以及電動車法規(guī)、建筑能效法規(guī)等與氣候保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī)。法規(guī)中除了對部門、項目、企業(yè)等層面的減排要求之外，也可具體到居民層面，使氣候保護(hù)成為公民的一項義務(wù)，如建筑上建設(shè)光伏的公民義務(wù)。碳中和路線法還應(yīng)設(shè)定年度減排目標(biāo)并定期報告目標(biāo)完成情況，及時檢查項目落實情況，評估減排成果。

（四）落實技術(shù)舉措，細(xì)化施工圖

城市能源轉(zhuǎn)型技術(shù)舉措的核心是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，建筑能源轉(zhuǎn)型和交通能源轉(zhuǎn)型，漢堡市在這方面結(jié)合自身情況已經(jīng)探索了較為細(xì)致的施工圖。

1. 電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。漢堡市一方面充分開發(fā)本身的光伏和風(fēng)電資源，一方面積極引入石荷州的清潔電力，并通過建設(shè)儲能項目、虛擬電廠項目等提升電力系統(tǒng)對波動性的風(fēng)電光伏的接納能力。對中國城市而言，電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型首先要充分開發(fā)本地的光伏和風(fēng)電項目，并通過技術(shù)創(chuàng)新提升電力系統(tǒng)的靈活性。需要特別說明的是，中國的地級市大多包括周邊若干縣，這些縣與地級市的關(guān)系有些類似于地域較狹小的漢堡市與石荷州的關(guān)系。城市能源轉(zhuǎn)型應(yīng)積極開發(fā)周邊縣域的風(fēng)電光伏資源，乃至與周圍臨近城市聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)跨城市電力輸送，以解決城市的供電與用電需求不平衡的問題。

2. 建筑能源轉(zhuǎn)型。漢堡市的熱電聯(lián)產(chǎn)結(jié)合區(qū)域供熱能不但提高了能源利用效率，而且有效減少了建筑用能的能量損失。漢堡市對現(xiàn)有建筑物和新建筑物設(shè)定能效標(biāo)準(zhǔn)，并通過設(shè)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)減少燃油供暖和燃?xì)夤┡戎?，鼓勵增加可再生能源的供熱比例。我國城市余熱資源利用率較低，城市周邊的電廠、鋼鐵廠等工業(yè)企業(yè)的大量余熱資源未能得到充分回收，回收這些余熱，并結(jié)合區(qū)域供熱，將顯著減少建筑碳排放。中國城市也應(yīng)借鑒漢堡的建筑能效管理對建筑進(jìn)行能效等級評定。

3. 交通能源轉(zhuǎn)型。漢堡市大力推廣公共交通，并在公交領(lǐng)域全面推廣電動車輛，針對城市快遞行業(yè)設(shè)計“最后一英里”方案，使用非化石燃料的運輸工具進(jìn)行短途配送。類似的行動，我國很多城市也在進(jìn)行，可以與漢堡互相借鑒。漢堡市在快遞領(lǐng)域推廣貨運自行車的行動值得中國城市借鑒。漢堡鼓勵自行車出行，開發(fā)了通達(dá)的自行車路線網(wǎng)絡(luò)，使自行車成為更多人的通勤工具，以實現(xiàn)更大的交通減排。中國城市能源轉(zhuǎn)型可以借鑒漢堡市經(jīng)驗對自行車出行給予更多的重視。

（五）城市能源公司的體制和技術(shù)創(chuàng)新

漢堡在2009年成立的漢堡能源公司作為市政能源公司一開始就服務(wù)于漢堡的碳中和目標(biāo)。該公司僅提供100%的綠色電力，向市民提供綜合能源服務(wù)，其經(jīng)營范圍在電力供應(yīng)之外，還涉及城市供熱項目和電動汽車充電業(yè)務(wù)。該公司針對碳中和目標(biāo)進(jìn)行了大量技術(shù)創(chuàng)新和零碳項目開發(fā)。該公司探索的虛擬電廠和儲能項目提高了電網(wǎng)的靈活性，提高了接納漢堡市內(nèi)和來自石荷州的零碳電力的能力。該公司與漢堡市國家地理信息和測量部聯(lián)合開發(fā)的太陽能圖集為充分開發(fā)屋頂光伏資源起到重要作用。能源倉的建設(shè)則把城市文件建設(shè)與能源供給很好的融合。這些體制和技術(shù)創(chuàng)新為中國城市的能源供應(yīng)商提供了借鑒。

中國有三百多個地級市，目前正在按照國家要求編制碳達(dá)峰、碳中和的“時間表、路線圖和施工圖”。德國漢堡市在推進(jìn)城市能源轉(zhuǎn)型促進(jìn)碳中和方面進(jìn)行了積極的探索，積累了大量經(jīng)驗。中國城市對漢堡市能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行細(xì)致的對標(biāo)分析，借鑒其經(jīng)驗將對促進(jìn)雙碳工作起到積極作用。

注釋：

①2000年德國44.5%公寓使用天然氣供暖，2019年上升至49.5%。2000年32.6%的公寓使用取暖油（從原油中提煉）供暖，2019年下降至25.3%。取暖油供暖多為留存建筑。

②能效網(wǎng)絡(luò)模型是指一個地區(qū)和/或一個行業(yè)中的幾家公司自愿聯(lián)手組成一個非正式的網(wǎng)絡(luò)，以便在幾年內(nèi)共同提高其能源效率。

③一項建筑標(biāo)準(zhǔn)，建筑效率40指每年的一次能源消耗為德國《節(jié)能條例》中規(guī)定的計算值的40%，傳熱損失為計算值的55%。

④北部五州包含漢堡、不來梅、下薩克森州、梅克倫堡—前波美拉尼亞州、石勒蘇益格—荷爾斯泰因州。

⑤它分為五個部門，分別為“水，污水和地質(zhì)”“自然保護(hù)，綠色規(guī)劃和土壤保護(hù)”“排放控制和廢物管理”“能源與氣候”和“農(nóng)業(yè)”。

⑥各種形式的初級能源混合提供能量稱為能源混合，能源分為核能、化石能源（例如煤，原油和天然氣）和可再生能源（例如風(fēng)能，水，太陽和生物質(zhì)能）幾類。

⑦XpressBus網(wǎng)絡(luò)是指快速直接地連接最重要的站點，比常規(guī)公交車的停站次數(shù)少。

⑧多式聯(lián)運是指使用兩種及以上的交通工具共同完成貨物運輸?shù)倪\輸過程。

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責(zé)任編輯：武玲玲

The Experience and Enlightenment of Energy Transition in Hamburg， Germany of Carbon Neutrality Vision

He Jijiang1， Yu Qiqi2， Qin Xinyi3

（1. School of Social Sciences， Tsinghua University， Beijing 100084， China;

2. Process Sciences， Technical University of? Berlin， Berlin 10623， Germany;

3. Architecture and the Built Environment， KTH Royal Institute of Technology， Stockholm 11428， Sweden）

Abstract：China has established a carbon neutral vision by 2060，Chinese cities have begun to actively promote energy transformation in response to the carbon neutral vision. Hamburg， the second largest city in Germany， has set a carbon neutrality target for 2050， set stage reduction goals for the city， developed an overall climate plan and energy transition plans in various fields， and promulgated supporting laws and policies to ensure the implementation of the plan. According to the experience of Hamburg， cities should focus on determining carbon neutrality targets， compiling the carbon dioxide emission inventory， formulating a carbon neutrality roadmap and promulgating supporting laws and regulations， and promoting the implementation of technical measures in various fields.

Key words：carbon neutrality; emission peak; Hamburg Germany; city energy transition; climate plan