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退核先于退煤的德国如何实现碳中和?|6/12个关键问题的解答

3月29日,欧盟成员国就核能是否可算为可再生能源进行了彻夜辩论德法两国领衔对阵。4月15日,德国彻底关闭了其境内最后三个核电站,标志德国从此进入无核时代。但同时,德国拥有的几个欧洲大型燃煤电厂仍在运转。

德国为何退核先于退煤?这对德国的碳中和进程有何影响?

Kerstine Appunn在4月18日发表在Energy Post上的这篇文章,回答了相关的12个问题。在网络媒体的众说纷纭中,这篇文章对看懂德国碳中和逻辑很有帮助,并且对其他国家的决策者在综合考量能源安全与气候变化的中长期决策时也很有借鉴意义。特摘录如下。

德国核电站布局及退出年限。深蓝色为2011年后关闭的14个核电站。红色为4月15日最后关闭的三个核电站。来源:BASE2022,德国联邦政府。

先列出12个问题,基本代表了全球对德国退核先于退煤政策所产生的疑问。

  1. 1.  德国在能源危机时是否重新考虑过退核决定?
  2. 2.  德国如何做出退核决定?
  3. 3.  为何退核可以推动能源转型?
  4. 4.  为何德国不先退煤再退核?
  5. 5.  德国不同利益相关方的退核观点?
  6. 6.  德国会因为退核而增加碳排?
  7. 7.  德国如何不通过核电而达到碳中和?
  8. 8.  为何德国不要可再生能源与核能共存的能源体系?
  9. 9.  德国会变得更依赖海外核电进口?
  10. 10. 可再生能源电力与核电,谁更贵?
  11. 11. 德国为何不像其他国家一样拥抱和支持使用小型模块化核反应堆?
  12. 12. 德国同欧洲其他支持核电作为零碳解决方案的国家的区别?
  13.    
我整理出一个德国退核与退煤的时间表,作为理解这12个问题的背景资料。
  • 1989年,决定不再新建核电站

  • 1998年,达成核共识:2022年退核
  • 2000年,通过可再生能源法
  • 2007年,不再计划或新建燃煤电厂
  • 2010年,决定延长现有核电站服役期
  • 2011年3月,日本福岛核电站事故。推翻2010年决定,重新决定2022年12月退核
  • 2015年,巴黎气候协议
  • 2020年,决定2038年退煤,
  • 2022年,俄乌战争爆发。对核电进行压力测试
  • 2023年,4月15日退核完成。
  • 2038年,退煤最后期限(已有建议提前到2030年)。
  • 2045年,碳中和(比欧盟早5年)。

由于篇幅长,先摘录前6个问题的解答。

  1. 1.  德国在能源危机时

  2. 是否重新考虑过退核决定?

德国原定于2022年12月退核,但俄乌战争导致的欧洲能源危机再次引起核能在德国的命运大辩论。

支持核电派要求重新彻底评估退核决定,或者至少在俄国能源供应锐减所引起能源安全顾虑和价格飙升时推迟退核时间。

但首先要看清核能在德国能源组合中的作用。德国在冬季只有一小部分天然气用于发电,大部分都用于建筑采暖和工业生产。天然气发电的灵活性使其可以只在某些电力峰值阶段发电,但这恰恰是核电无法做到的。

当然,有些利益相关方强调节约每发一度电的天然气都很重要。另外一些人则认为核电对冬季电网稳定也是必须的。

2022年夏天,德国相关部门进行压力测试,核心问题是:是否让尚未关闭的核电再服务几个月以确保2022/23的冬季电网稳定?结果发现有限延长核电服役期才有意义

因此,德国总理最终决定将核电服务期限延长到2023年4月15日,作为能源危机时的备份。德国政府排除任何再延长核电的可能性,认为核电延长服役期即便从政治上讲可能是需要的,但从技术上讲完全不再需要了

负责核安全的德国环境部(BMUV)认为退核不会影响德国2023/24冬季的能源供应安全,而且强调,核反应堆拆解和决定核辐射废料的最后储存地才是今后几十年的挑战。另外,邻国仍在运行的很多老旧核电站将继续对德国和整个欧洲造成安全风险。

  1. 2.  德国是如何做出退核决定的?

核能不应该成为德国能源组合的一部分”的想法由来已久,而且深深扎根于德国社会的集体意识中。

起初,德国核电站所在地区一直有当地民众的持续抗议。这些抗议又被1979年美国的Three Mile Islands核电站事故和1986年的苏联切尔诺贝利核电站灾难激发成大规模抗议。德国的反核运动最终导致德国政府做出1989年后不再新建核电站的决定(注:这应该是当年的西德)

1998德国社民党与绿党组成的保守派联合政府,同运行核电站的电力公司达成“核共识”:政府给予电力公司发电配额,而电力公司则同意在2022年关闭最后一个核电站

2010年,默克尔政府修改了协议,将七个核电站运营期延长八年,其他十个核电站运营期延长14年(参考上图中的深蓝色及红色,当时共有17个核电站尚在运营)。

2011年3月的日本福岛核电事故,导致默克尔政府推翻了2010年决定,在将德国最老的核电站封存三个月后,决定将当时运营的9个核电站在2022年退役

  1. 3.  为何退核可以推动能源转型?

不同国家做出气候行动承诺时都有不同考量。有些国家是想让国内可再生能源确保电力供应,但这只有在风光发电成本显著降低时才有可能。另外一些国家则是在气候危机和国际压力下做出气候承诺的。

德国能源转型的起源和气候变化思想则来源于德国的反核运动,并同1970年代末期的绿党崛起紧密相连。绿党在1998年选举中首次进入德国执政内阁,标志着德国公众的环境和气候保护意识已经到了影响决策的阈值水平。

德国第一个退核立法的总设计师、前德国能源部长Rainer Baake说过,德国能源转型最初主要就是退核,但在退核过程中,德国在2000年通过了可再生能源法案,就是要防止退核导致化石能源电力增加而造成气候负担。”

德国第一代可再生能源法案建立了风光上网电价,掀起可再生能源热潮,显著降低了可再生能源技术的成本。

事实上,在过去20年,德国的可再生能源确实取得很多成就,可再生能源发电占比从2000年的6%上升到2020年的46%现在,德国的可再生能源发电量超过2000年时核电站的总发电量。

另外,德国电力行业的低碳转型鼓励了其他行业的降碳意识与雄心,为德国在2020年最终决定2038年完全退煤打下了坚实基础。

而且,德国政府目前有意将这个退煤时间表提前到2030年。

  1. 4.  为何德国不先退煤再退核

德国经常被批评将低碳核电退出,却保留高碳排放的燃煤电厂。但德国的决定其实是有其自身原因的。

德国能源转型开始于1998年的退核决定,2000年通过的可再生能源法案通过上网电价将可再生能源引入主流市场并大幅降低成本,使得可再生能源发电最终能够同化石能源发电成本相当。要知道,可再生能源当时远远没有像现在这样成为可负担和可靠的替代选择技术。因此德国做出退核决定是相当有勇气的。

2007年以后,德国就不再新建/计划燃煤电厂了很多国家是在2015年巴黎气候协议后做出退煤决定,有一些甚至是在2021年的COP26上才做出退煤承诺的。

而自从2000年决定退核后,德国的燃煤电厂的发电占比从2011年的43%(当时7个核电站退出)降低到2020年的23.4%。

尽管如此,号称气候行动先锋的德国毕竟还拥有欧洲一些最大的燃煤电厂。因此,在不少人看来,德国的退核决定还是有问题的。

但是德国的气候影响研究所的专家Stefan Rahmstorf辩解道,德国1990年以来的能源生产行业已经减少了一半的碳排放,实际上是其他行业减排不够随着德国2045年碳中和目标确定,德国正力求将退煤时间提前到2030年。

德国智库Agora的Simon Muller说,“德国缓慢的减排进度不能只是简单地同核电和煤电的退出时间表相联系”。他批评说,在当年经济下滑时,德国政府听任可再生能源市场崩溃。如果当时政府有更大雄心发展可再生能源市场的话,德国现在的零碳电力占比可能会更高。

核电与煤电的另一个区别是:虽然1960年代的执政党支持核电,但核电还没有在德国社会牢牢扎根前,就始终被各种核电站事故和抗议所影响而最终排除在德国的选项之外了

煤电就不一样了。煤矿在德国已经扎根200年,曾经人数众多的骄傲的矿工团体在德国还是很有政治影响力的。而且煤矿企业经常是一个地区的主要雇主和经济支撑。何况,煤炭资源也是德国国内可获得的能源资源。

因此,退核比退煤在德国更容易。

  1. 5.  

  2. 5. 德国不同利益相关方的退核观点?

自从2011年联邦政府压倒性通过退核政策后,公众持续广泛支持该政策。但在近两年的能源危机中,出现了一些支持核能的声音,很多公众也认为退核不应那么紧急。

2022年民调显示大部分民众支持延长尚在运营的核电站期限。2023年4月退核临近时,2/3的德国民众反对立刻关闭三个尚在运营的核电站。

德国政府从2011年以来一直坚持退核。认为核电站“既不安全也不清洁”,不应该是低碳电力的一部分。默克尔在离职前发言说,她明白推进气候中和的其它国家和活动家可能对核电有不同于德国的看法,但“我不认为核能从长期来说是可持续能源”。

2021年12月上台的三架马车社民党(SPD)、绿党、和自民党(FDP)在联合组阁协议里明确表示坚决退核。德国气候与经济部长(绿党)Habeck说德国退核已经从法律上清楚和有效地决定了。FDP的部长们支持核电延期,但整个德国政府最终决定只延长有限期限,也就是到2023年4月15日。

保守的反对党CDU/CSU认为德国应该先退煤再退核,但不要两种同时退。在退核期限到来的最后几天,CDU领袖认为退核是“德国黑暗的一天“。右翼民粹AfD也支持新核电。

德国核电厂与运营公司则都坚定不移地认为核电运营时间不能再延长。德国最大的电力公司在挣扎多年后,开始欢迎可再生能源未来以及退核带来的规划安全。他们指出退核的所有法律问题已经解决。

事实上,核电站运营执照都将失效,很难再拿到;核电站同供应商及其他服务公司的合同已经终止;核电站员工已经转岗;核电站也不再有足够的核燃料。

总之,德国核电站一经关闭,将无法重启

  1. 6.  德国会因为退核而增加碳排么?

有不少人争辩说,如果德国在退出核电站前先退出燃煤电厂,将减少更多碳排放。Aurora的专家Hanns Koenig承认“单纯从碳排放角度考虑,在核电站未到服务期限前就关闭核电始终是有问题的。”

德国联邦环保署对德国的各类发电技术的碳排放估算如下:每发一度电,海上风电排放10克CO2,光伏67克,核68克,天然气430克,燃煤(褐煤)超过1000克。

因此,支持核电的活动家Rainer Moormann在2020年提出,如果让德国的最后六个核电站继续运营,就可以关闭北莱茵-威斯特法伦州的所有燃煤电厂。那么,到2030年德国就可以多减少10%的碳排放

德国经济研究所的最新报告结论是:核电退出将暂时导致较高的化石能源使用与进口,在短期增加德国碳排放。德国的化石能源进口将增加15TWh,排放增加4000万吨左右但是,这些增加的碳排放将因为可再生能源加速发展而被很快抵消。

如果从欧盟总体碳排放水平来看,有研究显示,德国因此举所增加的碳排放将被其他国家减少的碳排放所抵消,因此欧盟总体碳排放总量维持稳定,但EU ETS的碳配额价格会有略微上升。

总之,可再生能源比核电更能降低碳排放。国内能源界所熟知的落基山研究所创始人Amory Lovins说,德国可再生能源每38小时所避免的碳排放量相当于德国核电站全年所避免的碳排放量。

2021年12月,德国核电3GW,可再生能源超过290GW。可再生能源完胜。

 6/12 问答的结语

在不少国家的碳中和方案中,核能是未来零碳能源的组成部分。或者至少是化石能源退出前的过渡技术。而德国却不同寻常地在退煤之前先退核,其独有的碳中和进程值得持续关注。

德国退核先于退煤是其国内的政治和社会环境所致。德国的退核和不再新建燃煤电厂的政策在巴黎气候协议前就早已做出。伴随德国退核的可再生能源发展政策奠定了德国能源转型的基础。

德国明确表示核电不是德国可持续能源的未来是严肃考虑了核电的潜在环境影响所做出的决定,这点同法国截然相反。法国还将继续新建核电站。

德国承认核电退出会导致短期内煤电碳排放增加,因此德国不断加速可再生能源发展和提前退煤时间表(现在考虑2030年退煤)。从这个前提看,退核对德国更早实现碳中和还是具有积极作用的。尤其重要的是,它确保德国拥有一个更安全的未来环境。

(因篇幅较长,暂贴出前6个问题摘录)

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