◎本刊主筆 劉國偉
用電用能全是咱村里產云德:德國生物能源第一村探秘
◎本刊主筆 劉國偉
云德村村民合作社董事會成員??斯隆しㄙM奧拉正在給一輛電動汽車充電。2014年7月,德國一個叫做“云德”(Jühnde)的小村莊,從全德競爭者中脫穎而出,成為“創意國度優秀地標”大賽的贏家。而云德贏得大獎的理由,是由于它早在2005年就成了德國的第一個生物能源村,為歐洲乃至世界提供了一個綠色的鄉村能源供給解決思路。讓我們一起來看看云德村是怎樣在能源生產和消費上獨辟蹊徑,不靠市政供電,每年減少3000多噸碳排放的吧。

德國中部下薩克森州云德村的紋章
云德是一個風光旖旎的小村落,地處德國中部的下薩克森州(Lower Saxony)。從歷史上看,10世紀起,云德一帶就有了城堡,在其后的幾百年間,城堡被戰火焚毀又被重建。除此之外,云德沒有在史書中留下什么顯赫的記載。如今的來訪者們放眼望去,村莊的主體建筑中還保留著部分始建于17至19世紀的半木結構房屋。村北有一大片郁郁蔥蔥的橡樹林,那是1920年當地為紀念第一次世界大戰而種植的。
如今的云德村約有750名居民,200棟建筑,飼養著大約500頭奶牛和150頭豬。附近有1300公頃耕地,還有800公頃的森林。乍看起來,它和許多德國村落區別不大。但是如果稍加仔細觀察,你就會發現,這并非一個默默無聞的小村子,這里常年有著絡繹不絕的來自世界各地的參觀來訪者,他們有著一個共同的目的:向云德取經,學習和交流生物能源村建設的經驗和訣竅。
關于什么是生物能源村,德國哥廷根大學可持續發展合作中心 (IZNE) 給出了他們的理解。該中心認為,生物能源村的核心,是在一個村莊中建立和使用以生物能源 (沼氣為主) 為燃料的供暖和供電系統,這些生物能源應取自當地的農業和林業資源,經燃燒后可以滿足村莊的電力和熱能需求;村莊應能在不借助外部輸入電力的情況下實現能源自給,村莊盈余的電力還可以通過輸電線送到其他需要電力的地區。相比太陽能和風能等可再生能源,生物能源有著當地取材、便于儲備和利于人工調節等優勢,尤其適合鄉村地區使用。我們可以看出,生物能源村莊的理念立足于可持續發展,這在化石燃料日益緊缺和氣候變化形勢嚴峻的當下,非常有價值。
生物能村莊的概念看起來頗有吸引力,但這個美好的構想是如何在云德變成現實的呢?
羅馬的建立非一日之功,云德的生物能源之路也經過了長時間的醞釀和準備。項目所需的技術和資金支持是大問題,為此村民們頗費了些周折。好消息是,鄰近的哥廷根大學可持續發展合作中心愿意為村莊提供技術指導和保障。由于資金數額較大,村民們決定自籌和爭取政府和銀行的支持。

2014年7月,云德成為德國“創意國度優秀地標”大賽的優勝者。

德國云德村風光。兩個圓頂建筑是生物能源發電廠。
2001年1月,云德召開了村民大會,商討建設大計。2002年10月,約有75%的村民同意出資參與生物能源村建設,并簽署了有關合同。2004年10月,村民們成立了合作社,該機構對于投資等事務具有決策權。在項目規劃階段所需的51.2萬歐元中,簽署合同的村民自籌了5.2萬歐元,聯邦消費者保護、營養和農業部提供了38.2萬歐元,還有歐盟“領導+”計劃提供的7.8萬歐元。按照歐盟的農村建設計劃,農村地區的建設項目以“領導+”的方式,由地方社會團體聯合機構主持制定規劃后,能夠獲得和使用“歐洲農業農村基金”。
2004年11月,云德的生物能源村項目進入實施階段,這一階段投入的資金高達756萬歐元,村民們自籌資金70萬歐元,復興信貸銀行提供了476萬歐元的低息貸款,政府基金提供了210萬歐元。經過近1年的施工,2005年9月,生物能源村項目勝利完工,村民們開始享受勞動成果了!

遠眺德國云德村
我們先來看看生物能源的原材料來源是怎樣就地取材的。鄉村豐富的農作物提供了很好的能源原材料,云德每年送往村莊發電廠的能源作物約有1萬噸,這些作物大多是麥類、玉米和向日葵等,生產這些作物占用了村莊15%的耕地。云德的奶牛和豬等牲畜每年貢獻了大約9000立方米的液態糞肥,這些糞便的收集和利用,不但減少了村莊的氣味和環境污染,更為發電廠提供了優質的發酵原料,具有規模經濟效益。
我們再來看看生物能源是怎樣生產出來的。他們采用的是集中發酵,熱電聯產的模式:能源作物先送到發電廠高6米、容積4800立方米的貯藏室,糞肥送到容積300立方米的地下儲藏罐,然后送入高8米、容積3000立方米的發酵室,進入厭氧發酵環節,產生高質量的沼氣(甲烷)。沼氣進入旁邊的發電機組,燃燒后輸出電力。發電機組排出的冷卻水和廢氣中的熱量用熱回收裝置回收后,再通過熱水管道送到村民家中。

德國云德村里的小樹林
這個同時輸出電力和熱能的工藝過程,就是熱電聯產。云德村發電機組熱電聯產的功率約有700千瓦。村莊每年自用電力約有200多萬度,實際發電總量約為400多萬度,盈余的電力通過線路輸入公共電網,為村莊賺錢。而發酵過程的副產品和殘留物收集后,被當做肥料還田。真是一點東西也不糟踐。
我們再來看看生物能源的入戶方式:專線入戶。電力入戶很方便,通過電線即可,熱水管道則要專門鋪設。為了向分散在全村的145棟房屋送暖,云德在全村鋪設了供暖管線約5500米,水溫保持在85℃。村民被說服放棄了家中原來不環保的取暖設施,直接利用輸入的熱水,從此告別老式的取暖鍋爐。連續幾年的供電和供暖之后,經濟效益十分可觀,簽署合同的村民已經將前期投入的資金全部收回。
那么,云德的生物能源能保障穩定供給嗎?答案是肯定的。綠色能源供給的后顧之憂,在于能否保證穩定不中斷的能源供應。云德雖然具有較充足的能源作物,但是不排除發電和供暖設備發生故障,為此村莊做了充分準備:備有一座燒木片的鍋爐和一座燒燃油的鍋爐。村民們每年從村莊森林中收獲350噸木材,粉碎成木片后,利用熱電聯產的熱量進行烘干,以備鍋爐在嚴寒和原料短缺季節取得能源。如果發電廠和燒木材的鍋爐都發生了故障,那么最后一個備份方式啟動——使用傳統燃油作燃料的舊式鍋爐開始工作應急。
如果說生物能源村項目在技術環節上還應有什么進一步改進之處的話,那就是村莊的熱能需求隨季節變化而劇烈波動,譬如熱能在夏季的利用率明顯低于冬季,從而使得熱電廠維持經濟運行非常困難。如何能更充分有效地利用能源,應該是云德以后著力解決的一大問題。
云德用自身的建設經歷證明,在進行了詳盡的可行性研究和有效的商業計劃后,一個村莊利用當地的農業和林業資源實現生物能的自給自足,是完全可能的。云德的生物能源村項目每年可減排3300噸二氧化碳,節省燃油40萬升,環境、生態和社會效益十分明顯,因此自建成后獲得了很多榮譽,成為全球能源界矚目的焦點,吸引了來自世界各地的代表團來到云德。2014年7月,云德從全德競爭者中脫穎而出,成為“創意國度優秀地標”大賽的贏家。
2014年9月19日晚上,云德2014年度股東大會在弗里德里希-吟游詩人大廳舉行。
云德村的發言人??斯隆し睹罓栐谡劦缴锬艽迩f能夠高效利用可再生能源時,認為完美的項目離不開各方面的支持:要有可資利用的可再生資源;要有知識界(大學和工程師們)的智力支持;要有足夠的資金進行可行性研究和建設;要對村民進行動員;要有地方經濟顧問和政治家的支持和宣傳等。爭取大多數村民的理解、支持,建立具有民主協商機制和決策職能的合作社,顯得尤其重要。初期入股1500歐元的村民,在合作社中擁有投票權,大家定期協商,共商村莊發展大計。

云德村能量生產系統原理圖

云德村沼氣廠里的電機
2013年7月的《華爾街日報》載文稱,目前,在德國已經有92座村莊實現了能源自給自足,另有350座村鎮已經或正在建設這種能源模式。
比如巴登·符騰堡州的毛恩海姆,約有400名居民,148棟房屋等建筑。該村2006年開始運作生物能源項目,建設了和云德相似的沼氣設施和燃燒生物質原料的取暖系統,但在備份設施上,該村使用了太陽能系統。據估計該村每年實現二氧化碳減排約有900噸。
還有約900名居民的布羅伊貝格村,該村的生物能源村項目始于2005年。在黑森州和奧登瓦爾德縣以及德國復興信貸銀行三方的支持下,布羅伊貝格村籌集了320萬歐元的資金,歷經15個月完成了項目。2008年8月,900名村民們和1200名當地學生開始享受生物能源村項目帶來的福利:熱電聯產廠通過燃燒碎木塊為155個家庭和個學校(有體育館和游泳池)提供電力和熱水;為應付能源需求高峰期,村莊還安裝了一個燃燒植物油的鍋爐和一套屋頂光伏裝置;區域供暖系統把所有的家庭和學校連成一體,使取暖不再受控于能源供應商。布羅伊貝格村的項目啟動以來,每年能節省65萬升燃油,減排二氧化碳2000噸。
再有巴登·符騰堡州黑森林一帶的弗萊阿姆特村,是個有4300名居民的大村莊。該村使用的可再生能源顯得品種多樣:既有沼氣廠,也用太陽能、風能和水電。村莊每年發電1400萬度,超出實際需要300萬度。此外該村還安裝了150個太陽能集熱器用于熱水供應。
云德及其他生物能源村的出現表明,小規模的能源生產商正逐漸成為可再生能源新的增長點,能源消費者們不僅僅只是消費能源,更有可能成為能源供應者。放眼未來,“桃花源里,坐看油價起伏漲跌”的云德式村莊,必將更多地出現在世界的各個角落,也許就會出現在你我的身邊。
(本文寫作過程中參考了《德國生物能村莊云德》、《云德——參與地方可再生能源生產的公民社會》等文獻,以及美國《發現》雜志、歐洲經社理事會、云德官網、哥廷根大學、國際能源機構和國際在線等網站,在此一并致謝。)