德国的能源过渡：成功比预期的要多？太阳能和热泵驱动可再生能源
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发布于：2025年3月10日 /更新，发表于：2025年3月10日 - 作者： Konrad Wolfenstein
德国的能源过渡：成功比预期的要多？太阳能和热泵驱动可再生能源 - 图片：xpert.digital
德国的减少路径：太阳能和热泵的进展
观察的气候目标：德国太阳能和热泵的作用
在能源过渡过程中，近年来，德国的显着变化发生了变化，这不仅改变了能源的产生，而且改变了整个能源部门。太阳能和热泵的扩展在其中尤其发挥了核心作用，因为它们在替换化石燃料并大大减少了煤炭排放方面做出了重要贡献。以下文本阐明了当前的发展，在德国可再生能源扩展的成功和挑战，并以进一步有趣的方面对原始报告进行了补充，这些方面提供了对该主题的全面概述。
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可再生能源：关于此举的成功故事
2024年，总能源在总能源消耗中的比例（即在电力，热量和交通领域）上升至22.4％。在上一年，该价值为21.6％，记录了持续的进展。在绿色电力的生产中，动态发展尤其明显，这反映在更高的生产数字中。但是，这种积极的趋势不仅是国家资助计划的结果，而且是能源行业的持续创新力量。它是风能，光伏和热泵等技术，可以合作地平衡能量组合，同时铺平了进入更可持续的未来的道路。
可再生电力作为能源过渡的发动机
电力部门是德国能量过渡的核心。在2024年，可再生电力中产生了创纪录的284个Terawatt小时（TWH），这与2023年相比增加了约3％。如果中度增加功耗（+1％），则总电流消耗中可再生能源的比例也增加到54.4％。这一令人印象深刻的发展表明，可再生能源的扩展不仅进展，而且已经为涵盖国家电力要求做出了重大贡献。
该地区的基本成功因素是风能在陆地和海上占用绿色电力的狮子份额。它大约为138.9 TWH，代表了德国电力组合中最重要的基础。尽管平均天气状况导致风能略有下降2％，但这项技术还是能够主张其领先地位。风能系统受益于高可用性和持续的技术改进，这使其成为可靠且成本效益的能源。
同时，光伏也记录了强大的扩展。多亏了强劲的投资和安装容量的大幅度提高 - 在过去的12个月内，PV系统公园已扩大了约20％，即2024年底，安装总产量达到了近100吉瓦（GW）。由此产生的太阳能发电率上升了16％，达到74.1 TWH。光伏系统的持续扩展不仅有助于分散的发电，而且还可以增强区域经济增长，因为许多项目都在现场实现。
除了风和太阳外，其他可再生能源（例如水力发电）也可以做出贡献。高于平均水平的雨季导致水力发电生产增加了12％，这反映在22.2 TWH的发电中。但是，这里存在区域差异：虽然潜力在降雨量高和山区地形的地区最佳利用，但在其他地区，膨胀潜力仍未使用。与比较相比，生物量和地热能起着相当下属的作用。从生物质产生的电力下降了约2％，至48.6 TWH，地热产量仍处于低水平为0.2 TWH。
这些强调了这样一个事实，即光伏技术的扩展和风能效率的提高是正确的，但同时，必须采取进一步的措施来实现《可再生能源法》（EEG）的雄心勃勃的目标（EEG）和《欧洲可再生能源指令》（RED）。所有可再生能源的平衡组合对于运行热量和交通领域的电气化需求越来越重要。
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可再生保暖：生物质，热泵和太阳能热能
在热部门，生物质继续作为主要的可再生热源占主导地位。份额为81％，对应于159.1 TWH的热量，这是最重要的技术。使用木材，农业废物或其他有机材料的生物量系统提供了柔性和可靠的造成热量的方式。同时，原材料来源的可持续管理可以保证环境友好。
热门部门的另一个重大进展是加热泵的使用越来越多。该技术使用存储在环境中的地热能来有效加热建筑物。 2024年，可用的热量从地热能和环境热量增加了14.2％。这尤其是由于过去两年中热泵的销量迅速增长。热泵不仅能效率高，而且在新建筑物和改造旧建筑物中都具有灵活性。由于它们的效率很高，它们对减少原发能消耗并减少煤层的排放产生了重大贡献。
太阳能热能也有助于可再生热供应。在8.8 TWH时，它贡献了约4.5％的可再生能源温暖。但是，太阳能热系统产生的热量略有下降，因为较旧的系统越来越达到生命的终结，必须用更新，更有效的技术代替。该开发表明，重要的是要连续投资系统的现代化，以便长期确保稳定且可靠的热源。
总体而言，与上一年相比，产生的可再生热量增加了近2％，达到197.2 TWH，而总热量需求也适中增加。这种积极的发展表明，可再生能源在热量领域也变得越来越重要，这是使整个能源混合更加可持续的关键步骤。
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运输部门的挑战和发展
尽管电力和供暖部门的可再生能源的扩展列出了令人印象深刻的进步，但交通部门在2024年继续是一个特殊的挑战，而交通中使用的生物燃料却降低了约11％，这导致该领域的可再生能源的使用降低。生物乙醇的消费略微上升了百分之一，而由于联邦排放控制条例的变化（BIMSCHV），生物柴油的消费量下降了21％。除其他事项外，该法规导致矿产石油公司能够仅在某些年份获得其保存的排放减少。然而，在未来几年中，由于法律局势得到了适应，并且公司可以再次倒在可再生燃料上，因此预计生物燃料的消费将大大增加。
尽管生物燃料的下降，但通过使用绿色电力，交通部门可再生能源的比例增加了。流量中绿色电力的消耗增长了14％，对应于算术确定的9.2 TWH。然而，这种增加不足以充分弥补生物燃料的下降。可再生能源消耗的比例从7.6％下降到7.2％。这一发展表明，交通部门继续更加密集，以促进替代驱动技术，例如电气或氢车辆，并进一步扩展基础设施以进行加载和加油系统。
环境影响和气候保护：避免温室气体
能源过渡的一个主要方面是减少温室气体排放。在2024年，可再生能源的使用增加避免了总计2.56亿吨的同等含量。这些排放节省的大部分（约2.05亿吨）在电力部门，随后在热量行业中有4100万吨，运输部门约有1000万吨。这些数字强调，可再生能源的一致扩展对气候保护做出了决定性的贡献。
温室气体的减少具有远距离的积极影响：它改善了空气质量，通过空气污染减少了负面影响，并为实现巴黎协定中设定的气候目标做出了重要贡献。排放的持续减少还表明，向气候友好的能源供应的变化不仅在生态上明智，而且在经济上也很有吸引力。
技术创新和未来观点
德国可再生能源的发展与连续的技术创新密不可分。研究人员，工程师和公司正在共同努力，以优化现有技术，并开发新的方法，以提高效率和将可再生能源整合到现有网络中。例如，正在对智能能源管理系统进行研究，该系统能够灵活控制能量流，并可以更好地弥补风和太阳的波动产量。
创新的另一个重点在于热泵技术的进一步发展。现代热泵的特征是效率更高，这使其对新建筑物和建筑物的充满活力的翻新特别有吸引力。此外，它越来越多地在将热泵与其他技术（例如太阳能能源）结合起来的系统上，以便使更有效，更可持续的热供应。这些混合动力系统具有潜力，即使在较冷的气候下，也可以提供可靠和环保的加热解决方案。
能源的存储也变得越来越重要。储能技术（例如电池存储或电源到天然气系统）是必不可少的，以补偿能源产生和消费之间的差异。它们使多余的电力能够从光伏或风力涡轮机中存储，并在低生成时回馈网络。这种灵活性是确保电网稳定并进一步促进可再生能量的扩展的关键因素。
政治框架和经济机会
在德国，能源过渡得到了与法律要求，资金计划和政治目标紧密相互联系的网络的支持。 《可再生能源法》（EEG）通过促进可再生能源的扩张并逐渐自由化市场，形成了中央支柱。在欧洲一级，可再生能源指令（RED）设定了成员国必须实施的雄心勃勃的目标。这些框架条件不仅为投资者创造了计划安全，而且还促进了技术创新的促进。
能源过渡产生的经济机会是巨大的。可再生能源的扩展创造了许多工作 - 从计划到施工再到系统的维护。区域经济周期也得到了加强，因为许多项目都是有组织的，从而整合了当地供应商和服务提供商。在可再生能源，能源储能和能源效率领域工作的公司受益于稳步增长的市场以及对可持续技术的需求增加。
同时，政治和商业面临的挑战是将可再生能源扩展与社会和生态方面的扩张。最重要的是，这涉及到人口的空间消耗，环境保护和接受。创新的概念，例如综合农业光伏或使用休闲土地进行风力涡轮机提供解决这些挑战的解决方案。目的是设计一种可持续的能源过渡，不仅在生态上，而且在社会上可以接受且经济上可行。
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区域差异和国际合作
量身定制的解决方案用于现场可再生能源
可再生能源的使用还显示出德国的区域差异。风能在诸如Schleswig-Holstein和Lower Saxony之类的风能区域中起着主要作用，而光伏越来越多地用于德国南部等阳光明媚的地区。生物质和热泵的使用也导致基于局部气候和地质条件的区域特征。这些区域差异一方面带来了挑战，但另一方面，也有机会最佳地使用各自位置优势的裁缝解决方案。
在国际层面，德国能源过渡越来越被视为模型。许多国家基于德国建立的成功概念和政治框架条件。同时，跨国家边界的合作非常重要，以应对诸如气候变化之类的全球挑战。可再生能源领域的国际项目和研究合作促进了知识的交流，并促进了可以更快地实施技术进步的事实。
能源过渡的经济和社会影响
转向可再生能源的经济和社会影响远。除了创造就业机会外，还通过增加了可再生技术的使用和创新的商业模式来加强区域经济周期。公司越来越多地投资于研发，以实现更有效的技术和新的解决方案。这不仅导致竞争力的提高，而且导致能源成本的长期降低，因为对化石燃料的依赖减少了。
对于社会而言，能源过渡意味着减少环境污染并改善生活质量的机会。可持续能源供应有助于减少空气污染，这对人口的健康有积极影响。此外，分散能源系统的扩展会提高供应的安全性，并加强区域自我确定性。公民可以自己成为能源过渡的参与者 - 通过在自己的屋顶上安装光伏系统，参与公民的能源项目或使用家庭中的节能技术。
尤其值得一提的是热泵对热扇区能量转变的影响。这些设备即使在较低的外部温度下也能够有效地工作，因此为常规加热系统提供了可靠的替代方法。与其他可再生技术（例如太阳能能源）的结合可以创建可以在建筑物中更有效的毯子来建立的混合系统。这种趋势显然是朝着对能源供应的整体视野，在这种能源供应中，电力，热量和流动性相互联系并协同相互作用。
通往完整的能源过渡的挑战
尽管取得了令人印象深刻的进步，但德国和其他工业化国家都面临着巨大的挑战。最大的障碍之一是扩大必要的基础设施。越来越多的可再生能源的使用不仅需要新系统，而且还需要能够弥补生产波动的智能网络。能源存储在其中起着核心作用，因为它们可以在必要时存储和回忆。如果没有适当的存储技术，风和太阳产生的发电值可能导致网络不稳定性。
另一个问题领域是空间消耗。尤其需要大面积的风能和光伏系统，这可能导致人口稠密的地区发生冲突。这里需要创新的概念，这使得可以有效整合可再生能源的情况，而不会受到自然和环境的损害。诸如农业和光伏使用或建立离岸风电场之类的方法就是如何创造性地解决挑战的例子。
最后但并非最不重要的一点是，社会接受也起着至关重要的作用。尽管对能源过渡的需求达成了广泛的共识，但由于担心景观，噪声或其他负面影响的变化，总是有抵抗力。因此，透明和参与的交流使可再生能源的优势和机会在前景中是必不可少的。这是实现广泛社会支持的唯一途径，从长远来看，能源过渡的成功。
未来的前景和创新方法
如果您展望未来，那么许多令人兴奋的观点就会开放。例如，能源部门的渐进数字化为优化能源消耗并进一步改善了可再生能源的整合提供了新的机会。智能电网，即智能电网，可以实现对能量流的实时控制，从而有助于提高供应的安全性并确保网络稳定性。可再生能源与创新的存储解决方案和灵活的负载管理系统的结合也将在未来几年发挥越来越重要的作用。
另一个有希望的领域是扇区耦合，其中各种能源部门（电力，热量和交通）相互联网。可以使用发电中的盈余来产生绿色氢，而绿色氢可以在行业或交通部门中使用。这种对能源系统的整体观点为提高能源效率并进一步降低了对化石燃料的依赖提供了新的机会。
热泵技术的进一步开发以及与其他可再生热源的结合也有可能提高热量部门的脱碳化。尤其是在较旧的建筑物中，通常是加热的能源密集型的现代热泵可能是一种成本效益且对环保的替代品。除了对现有建筑物的充满活力的翻新外，依赖智能网络和控制的创新供暖概念变得越来越重要。这些发展是一个全面的现代化过程的一部分，可提高生活舒适性和能源效率。
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太阳能和热泵在能量过渡中的作用
太阳能和热泵象征着德国能量过渡所发生的变化。尽管太阳能作为分散且几乎发射的无能来源彻底改变了电力部门，但热泵可以有效利用在环境中存储的热量。两种技术都相互互补，并有助于化石燃料越来越多地被替换。正是这种综合方法推动了向可持续能源体系的过渡，并将德国带入了气候友好的未来。
光伏系统在私人屋顶，公共建筑和大规模系统中的扩展增加表明，可再生能源不再仅集中在大型能源公园中。相反，能源发电越来越有组织，这会导致整个系统的更高弹性。这种权力下放也具有积极的社会和经济影响，因为它增强了当地的附加价值，并使公民有机会积极参与能源过渡。
在这种情况下，热泵在这种情况下起着关键作用，因为它们有助于以可持续的方式涵盖建筑物的热量需求。尤其是与现代绝缘层和节能的建筑设计结合使用，热泵可以大大减少能源消耗。这创造了附加的价值，不仅反映在降低的运营成本中，而且还改善了生活舒适度和与化石燃料的独立性增加。
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经济机会和创新力量
能源过渡不仅提供了生态学，而且提供了巨大的经济机会。可再生能源的扩展已经导致了一个动态的增长市场，从而创造了许多就业机会并刺激了区域经济周期。在该领域工作的公司越来越多地投资于研发，以进一步改善其技术并扩展到国际市场。这种创新的实力是经济成功的重要引擎，并帮助德国将来继续在全球能源部门发挥领导作用。
根据生产，存储和智能控制的相互作用创建新的业务模型。例如，公司提供完整能源解决方案的合同模型也使较小的参与者可以访问最新技术。这种模式促进了市政供应公司，私人投资者和研究机构之间的合作，并帮助将创新付诸实践。
社会变化和环境意识
能源部门的转变也会影响社会意识。越来越多的人认识到有必要质疑自己的能源消耗并支持更多可持续的解决方案。公民的能源合作社和当地项目，其中人口直接参与了可再生能源系统的规划和运营。这些参与性模型增强了对能源转变的信任，并有助于增加人群的接受和理解。
此外，能源转变还促进了文化变化，在这种变化中，环境保护和可持续性不再被视为利基现象，而是中心的社会价值。通过增加可再生能源的使用和相关的空气污染的相关减少，许多地区的生活质量可持续改善。这对人口的健康有积极的影响，并降低了与环境破坏和气候变化相关的长期社会成本。
网络稳定和能源存储的挑战
尽管有一切进展，但将可再生能源集成到现有的电网中仍然是技术和组织挑战。风能和太阳能的波动可用性需要在储能和网络控制领域进行创新的解决方案。电池存储，抽水储存发电厂和电力对天然气技术提供了有希望的方法，以确保网络稳定性。这些存储解决方案使得在低发电时期存储过多的电力并回忆起来，这是从可再生能源中获得高饲料时确保供应安全性的关键因素。
灵活地适应当前生产的综合能源管理是掌握网络稳定挑战的另一个关键。智能控制系统以及家庭，公司和能源供应商的网络创造了动态平衡，使能源流动能够实时优化。这些方法表明，技术创新和数字化密切相关，并共同为能源系统的进一步发展做出了重要贡献。
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德国的能源过渡：进步，挑战和新机遇
在德国，通过可再生能源产生绿色电和热供应的进展令人印象深刻，表明该路线已朝着正确的方向绘制。产生的可再生电量，光伏领域的动态发展以及加热泵增加的动态发展是决定性的因素，这是为可持续的未来铺平道路。同时，网络稳定，太空竞争和社会接受方面的挑战表明，仍然有必要进行综合方法，这同样考虑到技术，经济和社会方面。
如果您展望未来，那么必须进一步促进所有可再生能源的扩展，同时投资于智能存储和管理系统。能源部门的数字化日益增加以及电力，热量和运输等部门的整合为实施整体和可持续的能源供应提供了新的机会。同时，为了应对全球挑战，例如共同的气候变化并在全球范围内传播技术进步，国际合作变得越来越重要。
在德国，能源过渡不仅是一种技术和经济变化，而且还带来了深刻的社会conversion依。公民和公民正在共同努力建立一种可持续的能源系统，遇到气候变化的挑战，同时又开辟了经济机会。转向可再生能源会导致更具可持续性，环保和社会公正的能源供应 - 这一开发在未来几年中也必须进行大量设计和促进。
太阳能和热泵是能源过渡的象征技术，不仅提供创新的解决方案，而且还为去中心，安全和环保的能源供应铺平了道路。它们的分布不断增加，整个能源部门的扩展是一种深刻变化的表达，远远超出了技术的改进。这是一个社会转型过程，影响着我们所有人，并带来更可持续的未来 - 对于整个环境，经济和社会而言。
从未来几年看来，很明显，能源过渡的成功在很大程度上取决于如何掌握众多挑战 - 从网络稳定到太空消费再到人口的接受。只有通过结合技术创新的整体方法，政治的远见和社会凝聚力才能过渡到完全可持续的能源供应。观察这些发展将如何在未来几年中继续发展，以及哪些新技术和概念将为气候友好的未来铺平道路，这仍然令人兴奋。
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