丹麦能源童话02：萨姆苏岛2030年100%可再生能源-北京国际能源专家俱乐部
来源：何继江微信号
2017年4月17日中午，世界资源研究所组织的分布式清洁能源多能互补项目考察团从北京出发，10个小时后到达哥本哈根，当地时间下午19点。本次活动主要考察丹麦和冰岛两个国家的分布式清洁能源多能互补有关的政策、技术进展。在十个小时的航程中，研读有关丹麦的一些研究报告，摘录部分与大家分享。
著名的零碳小岛：萨姆苏
萨姆苏（Sams?)是丹麦的一个离岸小岛，2009年哥本哈根气候大会的时候就已经有了世界级声誉，当时世界各国的许多领导和专家来此考察，因为，这个114平方公里许氏大酱，4000多居民的小岛，可再生能源发展非常好，一半煤已经基本实现了“碳中和”，成为世界上第一个在现代生活与生产状态下的“零碳”地区。制服人形
本文是一篇Aalborg University 2015年发布的一篇超过一百页的研究报告，此处摘录部分与大家分享，中文部分为我的释读和点评。
萨姆苏岛目前已经是零碳地区，因为出口大量的风电，可以抵消（offset)其燃油的碳排放。但从能源使用的角度，章丽厚还在使用燃油。如果不计算抵消的话，萨姆苏岛的人均碳排放还超过6吨呢春娟黄芪霜 ，虽然比丹麦全国平均的7.5吨要低。
如果风电抵消的全部是煤电，那抵消量最大，但丹麦电力系统中煤电已经很少，这样计算抵消量可以夸大业绩，但不合理。
按抵消的一半是煤电一半是生物质发电来测算，仍然可以抵消到零碳。
萨姆苏岛的能源消耗情况。单位都是千瓦时，其中风电发电量约1亿千瓦时，人均两万多度电。岛上已经完全不用煤和天然气，只是交通还离不开燃油。这部分量达到90.4千瓦时，注意重生财富，单位不是中国常用的标煤，而是千瓦时。未来的能源系统就应该用千瓦时或焦耳来计量，而不是标煤，未来都要淘汰化石能源了，标煤这个计量单位应该及时淘汰掉。
电力系统的转型已经完成，需要在目前的起点上继续革命，目标是2030年全岛完全不使用燃油，也就是实现100%可再生能源。
首先是在热力系统拓词网，要节能，推广区域供热（也就是中国人所说的集中供热），推广大型和小型热泵。然后是在交通领域，交通要电力化，同时把燃油的需求改用生物质或电力来供应。
要实现这个目标，萨姆苏岛就要建设智慧能源系统点播钻。关键的关键是“灵活性”，化石能源系统储能比较方便，固态的煤炭婚久必昏，液态的石油，气态的天然气都比较好储存，这样能源系统的灵活性就很强。但波动性的风电光伏所需要的灵活性太难办了。
A smart energy system consists of newtechnologies and infrastructures that create new forms of flexibility,primarily in the ‘conversion’ stage of the energy system. This is achieved bytransforming from a simple linear approach in today’s energy system遗忘花园 , to a moreinterconnected approach. As presented in Figure 5, the Smart Energy Systemcombines the electricity, heat, and transport sectors so that the flexibilityacross these different areas can compensate for the lack of flexibility fromrenewable resources, such as wind and solar.
储电的成本远高于储热成本，大约是100倍的关系，储热的成本又远高于储存石油，大约是100倍的关系孙季卿。而且储电的效率还比储油储气低不少。
The smart energy system usestechnologies such as:
?SmartElectricity Gridstoconnect flexible electricity demands such as heat pumps and electric vehiclesto the intermittent renewable resources such as wind and solar power.
?SmartThermal Grids(District Heatingand Cooling) to connect the electricity and heating sectors. This enablesthermal storage to be utilised for creating additional flexibility and heatlosses in the energy system to be recycled.
? Smart Gas Gridsto connect the electricity, heating, and transportsectors. This enables gas storage to be utilised for creating additionalflexibility. If the gas is refined to a liquid fuel詹奈 , then liquid fuel storagescan also be utilised.
国内曾经说美国总统奥巴马推广智能电网，这说话有问题，因为奥巴马不会中文，从来没有说过“智能电网”上官怡，他只说过Smart Grids，但是为什么一定就是智能电网呢，在欧洲的研究中，更接近智慧能源网，包括智能电网，智能热网和智能气网。
这张图是丹麦的智慧能源系统的示意图，强调了多能互补，由热力系统为电力系统提供灵活性，这张图重要，回头我用中文做一张。
萨姆苏岛的能源结构图，到2030年略有增长。
电力外送量很大，2030年会更大。
热力需求到2030年会减少，当然不是生活变差了，而是节能水平提高了。
总量而言，交通用能大于热力系统用能，再大于电力需求，可见交通能源转型任务艰苦啊。
把每平方米屋顶所能发的电分为五个等级，图示出来，这个方法很直观。搞清这些数据可真不容易啊。
只把每平方米可以发电90千瓦时以上的屋顶找出来。
以此确定光伏安装的顺序。
这是萨姆苏岛2030年实现100%可再生能源的总体方法论。先力推建筑节能，再推广区域供热，再推广大型热泵，然后推小型热泵和工业供热的清洁化，最后一步是交通系统的电动化，以及生物燃油、氢燃料电池与电动汽车互补的5种技术路线。
风电光伏都要扩大，效率要提升，好像是指年利用小时数吧，2013年的数据，海上风电38.5%,陆上风电27.3%，光伏9.9%。
用了热泵，效率可以提升，COP要提高到3.7。
原来的燃油所用的化石能源，除了电力，要靠生物质来替代。
这是在说供热系统要联网，扩大区域供热范围。
对生物质的需求很大。
这是社会经济成本分析。
这是研究所用的重要工具，EnergyPLAN，感兴趣的可以到网站上下载软件www.EnergyPLAN.com，我们在中国找个地方测试一下,如果读者们有合适的试点地区，我很乐意和你们一起研究。
简评：
1、萨姆苏岛主要用风电就可以发电量远大于自身用电量。除了城市中心区，对大部分地区，当地的光伏和风电从资源量的角度都是非常大的。萨姆苏岛的太阳能资源很差，但稍微开发一下，也能发挥很大作用了。
2、热力系统不能用燃煤锅炉和燃气锅炉，而是使用生物质，要搞集中供热。
3、热泵很重要，它和储热一起为电力系统提供重要的灵活性，而且是远比储电便宜得多的灵活性。
4、生物燃油是一个重要的可能性，电动汽车仍然是大头。交通的电气化和燃料电池的技术路线也要特别重视。从目前设计的五个情景来看，技术路线还没有达到广泛共识，有待继续探索。
5、生物质的资源密度和总量是个大的问题。萨姆索114平方公里，比厦门岛略小，但人口只有4000多人，在这种情况下，生物质的总量都成问题，中国的城乡人口密度远比萨姆苏和丹麦要高得多。
6、中国的情况比丹麦要复杂，但丹麦能够做到的， 萨姆索能够做到的，我们中国也肯定能够做到。这需要理由吗？我觉得不需要。
免责声明
北京国际能源专家俱乐部转载上述内容，对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作为参考，并请自行承担全部责任。