即使没有俄罗斯的天然气,德国的能源供应安全也能得到保证

俄罗斯对乌克兰的战争和德国对俄罗斯天然气的依赖需要重新考虑德国的能源供应。虽然关于立即实施能源禁运的争论很激烈,但俄罗斯也可以随时停止供应。迄今为止,德国已从俄罗斯购买了约55%的天然气。DIW Berlin已经制定了德国能源系统如何在欧洲背景下尽快独立于这些进口的情景:在供应方面,其他天然气出口国的交付可以弥补俄罗斯的部分出口。如果更有效地利用管道和储存基础设施,供应安全将大大加强。在需求方面,短期储蓄潜力为当前天然气需求的19%至26%。从中期来看,推动可再生供热和提高能源效率是特别必要的。如果最大限度地利用节能潜力,同时尽可能扩大其他天然气供应国的供应,即使没有俄罗斯进口,德国的天然气供应也将在2022年和即将到来的2022/2023年冬季得到保障。

继德国经济事务和气候行动部长罗伯特·哈贝克于 30 年 2022 月 <> 日宣布天然气应急计划的早期预警阶段后,乌克兰战争造成的能源危机已进入下一阶段。信息德国政府正在加强预防措施,以应对俄罗斯天然气供应冻结。在此背景下,德国能源行业现在受益于这样一个事实,即自2006年以来天然气危机反复出现后,欧洲其他地区的天然气基础设施已经扩大。信息

可再生能源的扩张和摆脱化石天然气供应也将使德国和其他欧洲国家在中期减少对化石能源进口的依赖。在考虑整个生产链时,天然气是一种化石能源,由于开采和运输过程中排放的甲烷,它对气候的破坏与煤炭类似。多年来,DIW Berlin出版物一直建议,即使没有俄罗斯的天然气供应,德国的中长期供应安全也可以得到保证:一方面,可以通过邻国的管道和液化天然气(LNG)终端实现多元化供应;另一方面,高达当前天然气消费量26%的节能潜力有助于供应安全。现在,能够有效利用现有基础设施并同时为化石天然气的中期使用(特别是在供暖部门)设定方向的措施是时间紧迫的。

德国能源供应中的天然气

根据欧盟统计局的数据,德国在 2020 年消耗了约 868 太瓦时 (TWh) 的天然气,相当于约 868 亿立方米 (bcm) 的天然气。主要消费者是工业(255 TWh,占天然气总消费量的29%),家庭(252 TWh,或29%,不包括区域供热),商业/小型消费者(116 TWh,或13%),以及能源部门在炼油厂发电,热力发电和天然气使用(总计243 TWh,或28%)。最近,大约95%的天然气消费量是进口的。截至2020年,超过500亿立方米的天然气来自俄罗斯,占进口量的一半以上。

俄罗斯天然气通过中央走廊通过乌克兰、斯洛伐克和捷克共和国(Bratsvo(“兄弟会”)管道)进入德国;通过1990年代后期开通的穿越白俄罗斯和波兰的亚马尔-欧洲管道;以及通过从圣彼得堡地区穿过波罗的海到卢布明(梅克伦堡-前波美拉尼亚)的北溪(1)管道,该管道于2011年开通。几年来,俄罗斯也一直在从西伯利亚向欧洲出口液化天然气,尽管这只占俄罗斯出口的一小部分,对德国来说扮演着从属角色。

DIW柏林长期以来一直提请注意德国和欧洲能源系统对俄罗斯出口的脆弱性,尤其是天然气出口和基础设施。早在2014年,俄罗斯天然气工业股份公司就在德国和东欧控制了战略基础设施,这一趋势一直持续到现在。信息建造穿越波罗的海的管道绕过乌克兰作为过境国也是出于地缘政治动机。特别是,北溪2号的建设遵循地缘战略而不是商业考虑。信息最近的出版物表明,甚至在乌克兰战争之前,就存在将能源供应转向更多种类的能源的潜力。信息在以下各节中,考虑了供需双方可能替代俄罗斯天然气供应的短期调整方案,然后进行了调节。

为了减少从俄罗斯的采购,必须从其他供应商进口更多的天然气

天然气从欧洲供应商和全球市场进口。这主要是根据长期供应合同进行的,但自过去15至<>年欧洲能源市场自由化以来,现货和其他市场的短期交易补充了这些自由化。信息

自1970年代末以来,挪威与俄罗斯一起成为德国第二大天然气出口国。挪威通过北海的海上管道供应天然气(2020年约占德国进口量的37%)。自1960年代以来,荷兰一直是德国的第三大天然气供应国。除了北海较小的油田外,它还主要开采格罗宁根的大型天然气田。然而,格罗宁根地区大约十年来一直存在地震问题,因此产量已经缩减。信息

此外,德国能源供应商可以选择通过邻国的进口终端进口液化天然气。这特别适用于北海沿岸的码头,例如荷兰(鹿特丹)、比利时(泽布吕赫)和法国(敦刻尔克)。信息

图1:与德国的天然气进口连接

主要天然气流入和流出的简化表示

即使没有俄罗斯的天然气,德国的能源供应安全也能得到保证

注意:来自GeoNames,Microsoft,TomTom(由Bing支持)的空白地图。 资料来源:DIW Berlin。© DIW 柏林

鉴于迄今为止对俄罗斯供应的依赖,出现了一个问题,即俄罗斯对德国的出口是否可以或在多大程度上被取代。由于对管道和/或液化天然气接收站的依赖,只能通过现有的基础设施能力在短期内增加交付量。然而,近年来的交付量具有巨大的增长潜力,最近几周的交付量已经增加,也显示出增长。这些潜在增长总量在2022年全年高达370亿立方米,在2022年4月至12月期间增加280亿立方米(图2)。这里将简要概述它们。

我们区分基线供应、最大供应潜力和实际供应。基准供应量对应于正常情况下基于过去几年和当前供应合同的 2022 年预期供应量。信息一般来说,最大供应潜力假设对德国的交付量尽可能高,而实际供应还考虑了德国邻国的需求和计划的维护。2022年全年的实际供应量也比基线非俄罗斯供应量高出190亿立方米,2022年4月至12月高出140亿立方米。

图2:对德国天然气出口可能增加的供应

单位:十亿立方米

即使没有俄罗斯的天然气,德国的能源供应安全也能得到保证

注:此外,俄罗斯天然气的最低供应量是根据现有的长期供应合同输入的(数据来自Anne Neumann等人,可在线获取)。 资料来源:DIW Berlin。© DIW 柏林

对于最大供应量,假设挪威能够在2022年不间断地供应德国,达到管道的每日最大容量(即每月35.1亿立方米)。然而,实事求是地,必须假定,出于安全原因,必须在田地和管道中进行年度维护,总共大约需要一个月的时间。此外,从2022年秋季开始,挪威将通过波罗的海管道将以前供应给德国的部分天然气输送到波兰(年产能为100亿立方米;预计2022年为20亿立方米)。

对于荷兰的最大供应量,假设荷兰将能够在2021年全年达到最高的月度供应水平(每月19.46亿立方米)。这意味着格罗宁根油田的减产将暂时停止,小油田的生产将保持在较高水平。然而,尽管价格高昂,但最近几个月仍未实现这一目标。因此,假设实际供应量低40%。这大致相当于 2021 年的交付量,因此仍将高于之前的计划。

欧洲西北部的液化天然气接收站通过欧洲管道网络连接到德国市场。对于最大供应方案,假设至少一半的码头容量可用于进口到德国(鹿特丹)。分别,2021 年未使用的产能可用于德国(敦刻尔克和泽布吕赫,减去俄罗斯对比利时出口可能短缺的补充)。在现实情况下,通过荷兰(鹿特丹)进口液化天然气的机会必须降低,因为荷兰可能需要通过液化天然气进口来弥补自己的生产困难和最近从俄罗斯进口的相当高的液化天然气。在全球市场上,液化天然气供应和船舶是可用的,因为当欧洲价格高时,液化天然气供应被直接运往欧洲而不是亚洲。这在 2022 年的头几个月已经看到。

通过更有效的欧盟网络管理来增加德国供应的其他可能性尚未被考虑在内。例如,通过适当的网络管理,还可以通过地中海和亚得里亚海沿岸的液化天然气终端交易进入欧洲的液化天然气。例如,可以通过在欧洲境内的管道中实现净额结算(虚拟反向流动)来实现这一点。通过以这种方式在两个方向上净额结算流量,除了一个方向的物理容量外,还可以在相反的方向上进行销售。东欧和中欧地区的管道流动方向通常仍然是从东部(俄罗斯)到西部和南部(例如意大利)。净额结算或虚拟逆流可以立即实施,甚至可以在建立物理逆流能力之前,将天然气从南欧(意大利、克罗地亚、土耳其等)的液化天然气接收站输送到以前依赖俄罗斯的东欧和中欧国家。来自北非供应商的天然气通过管道输送到意大利(阿尔及利亚,利比亚)也可以通过这种方式出售给德国。

此外,德国政府目前正在支持在德国海岸使用浮动液化天然气接收站,这可以为即将到来的冬季提供缓解。然而,化石燃料天然气的新产能应包括逐步淘汰日期,以免与到2045年实现气候中和的目标相冲突。浮式储存和再气化装置(FSRU)通常根据租赁协议租用,因此适合临时使用。另一方面,在德国建设固定式液化天然气接收站没有意义,因为施工时间长,中期天然气需求急剧下降。

短期节能机会减少天然气消耗

如果停止目前从俄罗斯进口天然气,就必须减少天然气消费。鉴于目前的严重形势,预计需求下降幅度将高于通常用于分析的长期均衡模型所暗示的下降幅度。例如,在国际天然气市场的均衡模型中,由于供应中断导致价格上涨,需求每年仅下降4%。信息相比之下,目前的能源行业研究表明,德国的短期节约潜力约为天然气需求的18%。信息此外,自2021年夏季以来批发市场上天然气的高价格为减少天然气消费提供了动力。

天然气需求也区分了不同的情景:基线情景、中等储蓄情景和乐观节约情景(图3)。基线情景包含适度储蓄的假设(与2020年相比减少9%),这意味着天然气需求大致相当于2014/2015年的水平,当时天然气市场也盛行高价格。可以减少天然气消耗,特别是在电力部门(不包括热能发电),从技术角度来看,替代天然气更可行。然而,这需要在短期内使用更多的煤炭。需求情景假设电力部门至少30%和高达100%(相对于2020年)的天然气消费可能会发生变化。

图3:2022年可能的短期情景下的天然气需求

单位:十亿立方米

即使没有俄罗斯的天然气,德国的能源供应安全也能得到保证

资料来源:DIW Berlin。© DIW 柏林

中等储蓄的情景(与2020年相比下降18%)与其他机构的需求估计相似,尽管假设在细节上也有所不同 slightly.info 该情景基于在发电(不包括热力发电)中完全替代天然气。此外,工业和私人家庭的天然气消费量下降幅度更大(下降15%)。就家庭而言,这可以通过降低室温、减少热水的使用以及在短时间内增加热泵的使用来实现 term.info 低收入家庭需要高天然气 prices.info 的经济救济 在工业中,最大的节约潜力在于改用替代能源进行热能发电, 煤,或生物质。然而,对于需要高热量的工艺来说,这种转换是困难的,这就是为什么工业的节省被认为是相当温和的,总体上为15%。

乐观储蓄的情景基于Agora Energiewende的第二阶段情景。信息与“中等储蓄”情景相比,假设工业部门的需求减少幅度要大得多(-33%),这影响到所有部门,尽管不是平等的。食品和化工行业具有最大的节约潜力,在这些行业转向其他能源似乎更容易。化学工业也具有高于平均水平的节约潜力,因为德国迄今为止从天然气生产的中间产品和最终产品也可以在一定程度上进口。信息尽管如此,在这种情况下假设天然气消费量的减少可能会伴随着德国工业生产的暂时大幅下降。

供需比率情景(“供应缺口”)

上述关于 2022 年可能的天然气供应和可能(减少)需求的情景在以下分析中进行了合并。重点是 2022 年 4 月至 12 月(含)的供应。这还包括天然气储存设施的填充,这些设施用于为 2022/2023 年供暖季节剩余的冬季月份(通常到 3 月底)储备。

与其他欧洲国家相比,德国拥有 245 亿立方米的大量天然气储存能力,即超过迄今为止年度需求的四分之一或 1 月至 3 月冬季需求的三分之二以上。德国政府计划要求 80% 的存储设施在 10 月 1 日装满,90% 在 11 月 1 日装满。info 除当前消耗量外,还必须在夏季采购要存储的体积。如果要完全填满储存设施,从 4 月 1 日起,这仍将达到 178.5 亿立方米,如果 90% 的时间都被填满,则将达到 160 亿立方米。因此,计划中的严格要求可能会限制自然资源的可用性夏季向消费者提供天然气。与此同时,我们的供应分析表明,即使在基准情景中,非俄罗斯供应也大大超过需求的三分之一,因此三分之二的需求不需要储存。因此,乐观的需求情景假设 80% 的填充率将在 2022 年底实现。

最大供应量与所有需求情景相结合,导致 2022 年和 2022/2023 年冬季的平衡图景(图 4)。供应缺口导致供应减少。然而,在现实供应和中等储蓄的情况下,供应缺口仅为10%。这可以通过额外的节余来实现。

图4:俄罗斯天然气供应中断时的供需综合情景

单位:十亿立方米

即使没有俄罗斯的天然气,德国的能源供应安全也能得到保证

注:从供应中减去储存填充的需求(图3)和天然气需求(图2)。在基准需求和中等节省方案中,假设到 90 月 1 日存储已满 100%,到 31 月 80 日已满 31%;在乐观的节省情形中,假设到 <> 月 <> 日存储已满 <>%。 资料来源:DIW Berlin。© DIW 柏林

结论:即使俄罗斯停止供应,无需新的液化天然气接收站也能确保供应安全

如果德国能源系统迅速适应,俄罗斯天然气出口的损失可以在 2022 年得到补偿,并可以在即将到来的冬季确保能源供应。这样做的条件是德国从传统供应国进口的天然气大幅增加。此外,有必要在 2022/2023 年冬季供暖期开始前将现有存储设施填满 80% 至 90%。更有效地利用德国和欧洲的天然气管道系统,并利用它连接德国和南欧,可以进一步缓解这种情况。虽然额外供应不足以替代俄罗斯迄今为止的所有天然气进口,但结合天然气消费量的下降,德国的能源供应可以得到保障。由于建设时间长、中期天然气需求急剧下降,在沿海建设LNG进口接收站没有意义,存在相当大的损失风险(称为搁浅投资)。

在乐观的假设下,天然气可以节省18%至26%的需求。虽然电力部门的天然气可以在短期内被替代能源取代,但工业的节省伴随着产量的下降。因此,特别受影响的行业应得到补偿。这些计划应旨在从结构上减少天然气消耗,并促进向低温室气体生产技术的转变。就私人家庭而言,只有通过减少能源需求才能在很大程度上节省天然气,因此需要尽快开展节能运动。此外,必须立即采取措施提高能源效率和促进转向可再生热能(与热泵配合使用)。 编译 陈讲运