• Общее состояние экономики
• Энергетические ресурсы
• Энергетический баланс
• Энергетическая инфраструктура
• Образование и инновации
• Экология и охрана окружающей среды
• Рекомендации

Германия, официально Федеративная Республика Германия, — государство в Центральной Европе. Ее столица – Берлин. Страна граничит с Францией, Люксембургом, Бельгией и Нидерландами (на западе), Данией (на севере), Австрией и Швейцарией (на юге), а также с Польшей и Чехией (на востоке). Страна имеет выход к Балтийскому и Северному морям.

Source: [1,2,3,4,5]

Германия обладает большими запасами угля и входит в число 25% ведущих стран по этому показателю (рис. 4). Запасы угля в Германии сильно дифференцированы в зависимости от его типа. Так, по данным [6], в 2019 г. ресурсы каменного угля в Германии оцениваются в 82 965 млн т, что составляет 0,5% от мировых, однако запасы антрацита и битуминозного угля оцениваются всего в 12 млн т. Первичные запасы угля в Германии состоят из бурого угля, согласно которому страна входит в число мировых лидеров как по ресурсам (36 500 Мт – 0,8% мировых ресурсов и 11-е место в мире), так и по запасам (36 100 Мт – 11,4% от мировых запасов и 3- е место  в мире).  в мире). Запасы других ископаемых источников незначительны (табл. 1).

Таблица 1. Ископаемые энергоресурсы Германии

*в скобках указана доля запасов страны в мировых запасах
* *недоказанная техническая извлекаемость

По доказанным запасам нефти и природного газа страна занимает 65- е  и 64 -е место  в мире соответственно [3]. В тоннах нефтяного эквивалента доказанные запасы угля составили 99,8 %, нефти – 0,1 %, природного газа – 0,1 %, по данным на 2021 год (рис.5). Матрица нетрадиционных ископаемых ресурсов по состоянию на 2014-2015 гг. выглядит несколько иначе – на долю сланцевого газа приходится 48,8%, керогенной нефти – 33,6%, трудноизвлекаемой нефти – 10,4%, потенциала утилизации шахтного метана – 7,2% (рис.5).
По данным [3] на начало 2018 года запасы нефти в Германии оценивались в 129,6 млн баррелей, а по данным [6] – запасы сырой нефти в 2019 году составили 28 млн тонн. Доказанные запасы природного газа в Германии на начало 2018 года, По данным [3], в 2019 году составило 39,5 млрд куб. м, а по данным [6] – 25 млрд куб. м. Следует отметить, что потребление нефти и газа в Германии существенно превышает существующие уровни добычи.
Общие доказанные запасы угля в 2020 году оценивались в 35 900 млн тонн по данным BP [7], а в 2015 году — в 39 917 млн ​​коротких тонн по данным Управления энергетической информации США [8], что соответствует данным BGR 2017. По данным По расчетам компании Advanced Energy Technologies, потенциал утилизации метана по методике, основанной на выбросах метана из [9] и запасах угля из [7], составил около 10,9-72,3 млрд куб. м.
Германия также обладает значительными запасами нетрадиционных углеводородов: сланцевого газа – 17 триллионов кубических футов, трудноизвлекаемой нефти – 0,7 миллиарда баррелей и керогенной нефти – 2 миллиарда баррелей [10,11].
Германия располагает множеством возобновляемых ресурсов для производства энергии. Выборка основных показателей представлена ​​в таблице 2.

Таблица 2. Возобновляемые источники энергии Германии

* для большей части территории страны
** валовые теоретические возможности

Уровень глобальной горизонтальной радиации на большей части территории страны составляет 2,8-3,0 кВтч/м 2 /день [12]. В южной части страны, землях Бавария, Баден-Вюртемберг и Гессен, этот показатель может увеличиться до 3,2 кВтч/м 2 /день [12]. Распределение ветровых ресурсов следующее: на большей территории страны скорость ветра составляет 6,0-7,0 м/с [13]; вдоль побережья Северного моря, а также на северо-западе страны и в районе Балтийского моря на северо-востоке скорость ветра превышает 7,0 м/с на высоте 50 метров. Регион Северного моря, включая прилегающую к Германии часть, является одним из самых богатых регионов мира с точки зрения ветровых ресурсов. Во многих пунктах этого региона, по многолетним метеорологическим данным, среднегодовая скорость ветра даже на высоте 10 м превышает 7 м/с, а общее время нахождения скорости ветра в рабочем диапазоне ветровой турбины (3-25 м/с) достигает 90%.
Экономически полезная мощность гидроэнергетики в стране составляет 20 ТВтч/год [14].
Геотермальный потенциал страны невысок и в 2008 году оценивался в 164 МВт [15]. Тем не менее, Германия активно развивает геотермальную энергетику. Учитывая относительно низкую температуру геотермальных слоев, используются бинарные системы с органическим циклом Ренкина (ORC), которые позволяют эффективно использовать имеющиеся ресурсы.
По данным на 2018 г., 48% территории Германии занимают сельскохозяйственные угодья, площадь которых в течение последних полувека неуклонно сокращалась [16]. В 2018 году произошло незначительное увеличение площади лесов до 31,8% территории страны по сравнению с 32,4% в 1990 году [17].
Уровень образования бытовых отходов в Германии (628 кг на человека) соответствует уровню высокоразвитых европейских стран (например, Швейцарии – 706 кг на человека) [18]. С одной стороны, коммунальные отходы являются ценным сырьем для переработки или производства энергии, которое активно используется в Германии, но с другой стороны, долго разлагающиеся вещества могут существенно загрязнять окружающую среду.

1 января 2018 года в Германии произошло важное историческое событие – 95% потребляемой электроэнергии было получено из возобновляемых источников, в первую очередь за счет энергии ветра и солнца. Ожидалось, что в 2018 году поставки сетевой электроэнергии за счет возобновляемых источников в Германии впервые превзойдут показатели угля. В 2021 году доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии снизилась, а уголь стал важнейшим источником энергии для производства электроэнергии в Германии в 2021 году, показав высокий рост на 24,9% по сравнению с 2020 годом. В 2021 году на угольную энергетику пришлось 30,2% общий объем электроэнергии, поставленной в сеть (24,8% в 2020 году), по данным немецкого статистического агентства. Положение Германии на сравнительной диаграмме энергетических индексов показано на рисунке 4.

Германия находится в конце списка стран по соотношению производства/потребления ископаемого топлива (от высокого к низкому), а также по всем основным компонентам ресурсов – нефти, газу и углю. В то же время с точки зрения запасов угля позиции страны выглядят сильными – среди 25% крупнейших мировых лидеров.
В списке стран, показывающих уровни производства электроэнергии из возобновляемых источников (без учета гидроэнергетики), в 2017 году Германия заняла 3- е место , уступив только Дании, из 213 стран, выбранных для рассмотрения.
В Индексе эффективности энергетической архитектуры 2017 года, который основан на уровне экономического роста, экологической безопасности, доступа к энергии и энергетической независимости страны, Германия заняла 19-е место . Следует отметить, что за последние 8 лет страна поднялась на 4 рейтинговые позиции.
Германия находится в верхнем квартале по таким показателям, как ВВП на единицу затраченной энергии в 2020 году – 15-е место ; аналогично, по таким показателям, как потребление энергии на душу населения, страна находится на 23- м месте .
По потреблению электроэнергии на душу населения страна занимает 39- е место  в мире. Германия заняла 7- е место  из 216 рассматриваемых стран по совокупности показателей производства-потребления электроэнергии.

Территориальная карта, показывающая распределение крупнейших инфраструктурных проектов сектора ископаемого топлива в Германии, представлена ​​на рисунке 5.
Как упоминалось ранее, запасы угля составляют 99,8% традиционных доказанных запасов (рис.5). 

 Рисунок 5. Основные объекты инфраструктуры сектора ископаемого топлива в Германии

Последняя действующая угольная шахта в Германии, Рур Проспер-Ханиэль, расположена на западе страны и добывает около 2,5 млн тонн [22]. Закрытие шахты в декабре 2018 г. положило конец добыче угля в Германии [74]. Крупнейшим нефтяным месторождением является Миттельплате, на котором в 2017 г. добывалось около 2700 т нефти в сутки [23]. Установленная мощность нефтеперерабатывающих заводов Германии является одной из крупнейших в Европе и в 2016 году составила 2 188 000 баррелей в сутки [24]. Крупнейший нефтеперерабатывающий завод, принадлежащий Shell Deutschland Rheinland Godorf & Wesseling, расположен в Кельне и имеет установленную мощность 340 000 баррелей в сутки [25]. Одним из основных нефтяных терминалов Германии является ГЭС Вильгельмсхафен с резервуарным парком емкостью 1,3 млн м 3  . Росток — крупнейшее хранилище нефтепродуктов, емкостью 700 000 м 3  [26,27]. Транспортировка сырой нефти и нефтепродуктов осуществляется по трубопроводам протяженностью 2826 км и 4479 км соответственно (рис.5). Крупнейшие месторождения газа расположены в центральной части страны, а на севере страны имеются залежи природных газовых гидратов (рис. 5). Газовая система Германии состоит из более чем 40 газохранилищ и более 30 газокомпрессорных станций [28,29]. Газ внутри страны транспортируется по сети трубопроводов общей протяженностью 26 985 км (рис. 5). В начале 20 века Германия занимала видное место в разработке и производстве различных видов топлива из угля. Несмотря на то, что это направление сегодня не является распространённым, в Германии всё ещё есть несколько предприятий по производству синтетического топлива, в частности завод по производству диметилового эфира (ДМЭ) в Карлсруэ, который может ежегодно производить около 608 тонн биомассы из отходов, и завод по производству метанола в бензин в Весселинге. (МТГ) [30,31]. Территориальная карта, показывающая распределение крупнейших объектов инфраструктуры для производства электроэнергии в Германии, показана на рисунке 6. 

Рисунок 6. Производство электроэнергии в Германии

Доля ископаемого топлива в производстве электроэнергии в Германии, по данным Комиссии ЕС по энергетической статистике ЕС -28 стран составила около 40,27% в 2020 г. (рис. 6). В стране имеется значительное количество станций по производству электроэнергии из углеводородов, в том числе две нефтяные, одиннадцать газовых, тринадцать угольных, семь атомных и шесть комбинированных электростанций мощностью более 400 МВт (рис.6).
Крупнейшими электростанциями Германии являются: газовая электростанция Эмсланд (Линген) мощностью 1837 МВт, нефтяная электростанция Ингольштадт мощностью 772 МВт [32,33], угольная электростанция Нойрат мощностью 4400 МВт, Герштайнверк. комбинированная электростанция мощностью 2278 МВт и атомная электростанция Гундремминген (блоки В и С) мощностью 2572 МВт [34,35,36,37]. Гидроэнергетика в Германии обеспечивает 4,1% выработки электроэнергии и представлена ​​как гидроаккумулирующими станциями, так и крупными и малыми гидроэлектростанциями (рис. 6).
Крупнейшая насосная станция — Гольдисталь с установленной мощностью 1060 МВт. Основная гидроэлектростанция — Иффецхайм Рейн с установленной мощностью 148 МВт [38,39]. В Германии в 2016 г. действовало более 7000 малых ГЭС общей установленной мощностью 1730,8 МВт [40].
На рисунке 7 показаны основные инфраструктурные объекты Германии для производства возобновляемой энергии. Как отмечалось выше, на возобновляемые источники энергии в Германии приходится 44% производства электроэнергии. Таким образом, общее производство электроэнергии из возобновляемых источников без учета гидроэнергетики в 2020 году составило 240,10 ТВтч (рис. 7). В зонах повышенной ветровой активности расположено более 2 десятков морских и наземных ветропарков мощностью более 100 мегаватт каждый. В 2021 году в Германии общая установленная мощность ветроэнергетики составила около 57,5 ​​ГВт [41].

Рисунок 7. Возобновляемая энергия в Германии: солнечная, ветровая, геотермальная и водородная.

Как упоминалось ранее, уровень глобальной горизонтальной солнечной радиации в некоторых районах страны может достигать 3,2 кВтч/м2, что достаточно высоко для производства электроэнергии с помощью фотовольтаики и для производства тепловой энергии [12]. Как следствие, существует большое количество объектов солнечной энергетики, как фотоэлектрических, так и солнечных теплоэлектростанций. Ряд исследовательских организаций Германии активно изучают различные варианты концентрации солнечной энергии. Существует также экспериментальная башня КСЭ типа «Юлих» (1,5 МВт) [46]. Около 20% электроэнергии из возобновляемых источников в Германии производится фотоэлектрическими станциями. Самая крупная станция этого типа — Меуро мощностью 166 МВт [47]. Солнечная энергия также используется для централизованного теплоснабжения, например, солнечная теплоэлектростанция Зенфтенберг, которая обеспечивает около 5,8 МВт солнечной энергии [48]. По итогам 2021 года в Германии установлено более 59,2 ГВт фотоэлектрических установок (5- е место в мире после Китая, США, Японии и Индии). В 2021 г. было добавлено 5,3 ГВт новых мощностей [49]. В Германии, особенно на юге страны, имеются природные ресурсы для развития геотермальных технологий. Несмотря на низкие показатели геотермальных ресурсов, развитие геотермальной энергетики развивается динамично. Для этих целей используются бинарные технологии, в том числе циклы Калины. В Баварии имеется 9 геотермальных станций, еще одна находится в стадии строительства. Одна из крупнейших станций — Дюррнхаар, мощностью 7 МВт [50].
В 2010 году в Германии было установлено всего 6,6 МВт геотермальной мощности, но к 2015 году она увеличилась до 27 МВт, а в 2020 году — до 350 МВт. В стране действует государственная программа развития геотермальной энергетики, включающая финансовую поддержку проектов, а также льготные тарифы [51,75].
Германия активно занимается разработкой водорода в качестве источника энергии для транспортных средств. По состоянию на март 2019 года в стране действовало около 57 водородных заправочных станций (рисунок 7). Есть также несколько заводов по производству водорода, в том числе крупнейший в Ингольштадте, управляемый Linde, с установленной мощностью 97 917 Нм³/час [52]. В стране также имеется несколько электролизных, электрогазовых и других заводов, крупнейшим из которых является ITM Power PLC/Shell Rheinland Refinery с установленной мощностью 10 МВт [53]. Строятся несколько подземных хранилищ водорода. Водород транспортируется по сети из трех трубопроводов общей протяженностью 377 км (рис. 7).
На рисунке 8 показаны основные немецкие биоэнергетические предприятия для производства энергии.
Биоэнергетика — быстро развивающаяся отрасль в Германии, и в 2019 году из биомассы было произведено около 50,22 ТВтч (20,7%) электроэнергии (рис.7).
В стране имеются заводы по переработке биомассы и бытовых отходов; производство биогаза, биодизеля, биоэтанола, пеллет и свалочного газа (рис.8).

Рисунок 8. Возобновляемая энергия в Германии: биоэнергетика

В Германии широкое распространение получают установки по производству энергии из биомассы, а также по производству биотоплива. Zellstoff Stendal является оператором крупнейшей в Арнебурге электростанции на биомассе с установленной мощностью 135 МВт [54]. Главное предприятие Германии в области производства топлива из биомассы: Франкфурт-на-Майне, компания Cargill, имеет возможность производить 300 000 тонн биодизеля ежегодно [55].
Германия является одним из ведущих производителей биогаза в мире, уступая только Китаю, и в конце 2015 года на ее долю приходилось 62% общих мощностей по производству биогаза в Европе. К концу 2015 года в сельскохозяйственном секторе насчитывалось более 8000 биогазовых установок, около 1400 очистных сооружений и 400 установок по переработке свалочного газа, распределенных по всей стране [56,57].
В Баварии имеется около 2360 биогазовых установок; одной из крупнейших является станция в Веттине установленной мощностью 8,5 МВт [58]. Общая установленная мощность биогазовых установок в Германии в 2016 году составила около 5104 МВт или около 32% от общей установленной мощности в мире [59]. Германия активно занимается производством биоэтанола, а компания Zeitz, управляемая Crop Energies, является одной из крупнейших в Европе и производит 400 000 м 3  биотоплива ежегодно [60]. Биоэтанол второго поколения из целлюлозы производится на крупнейшем предприятии страны — биоэтанольной электростанции Sunliquid Project (Штраубинг) установленной мощностью 1000 т/год [61].
Другие известные объекты включают: газификацию биомассы Rüdersdorf Zement на электростанции, работающей на биоотходах, с установленной мощностью 100 МВт [62]; Висмар, производящий около 256 000 тонн окатышей в год [63]; и крупнейшая установка быстрого пиролиза в Люнебурге с установленной производительностью 150 кг/ч [64].
Лидером по производству электроэнергии из бытовых отходов является предприятие в Кёльне, способное перерабатывать около 760 000 тонн отходов ежегодно [65]. В Германии свалочный газ также используется для производства электроэнергии; регион Северный Рейн-Вестфалия лидирует по установленной мощности таких станций – 55,3 МВт (рис. 8). Пилотная установка Btl-FT в Оберхаузене способна перерабатывать около 3 тонн биотоплива и 2 тонны жидких углеводородов (углеводороды дизельного типа) в год [66].
Согласно ряду европейских соглашений, Германия обязана сокращать выбросы CO₂  на 40%. Немецкая Energiewende (энергетическая программа) 2017-2022 гг. направлена ​​в первую очередь на сокращение доли атомной энергетики и ископаемых источников энергии в производстве электроэнергии [67]. Для достижения этой цели атомные электростанции будут выведены из эксплуатации. В конце 2017 года остановился блок Б АЭС «Гундремминген», а в конце 2019 года была остановлена ​​и АЭС «Филипсбург-2». В конце 2021 года были остановлены атомные электростанции Гронде, Гундремминген С и Боркдорф. К концу 2022 года планировалось закрыть три небольших объекта «Изар-2», «Эмсланд» и «Неккарвестхайм-2», но война на Украине спровоцировала в Германии дебаты о продлении эксплуатации оставшихся АЭС. Стоит отметить, что в 2020 году атомная энергетика обеспечила около 13% электроэнергии [67,68,76].
Правительство Ангелы Меркель представило новый закон об электроэнергии, который включает специальные ценовые сигналы при низком спросе, а также поддерживает строительство подземных линий электропередачи [68]. В долгосрочной перспективе страна стремится сократить выбросы парниковых газов на 55% по сравнению с уровнем 1990 года и увеличить долю возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии до 50% к 2030 году [68]. Германия перевела восемь станций на буром угле общей мощностью 2,7 ГВт в режим «холодного резерва мощности», который можно было повторно активировать в случае дефицита электроэнергии [68].
В 2017 году в регионе Северный Рейн-Вестфалия, производящем около трети электроэнергии страны, было решено преобразовать угольную шахту Проспер-Ханиэль в гидроаккумулирующую станцию ​​мощностью 200 МВт, которая будет обеспечивать электроэнергией 400 000 домохозяйств. Аналогичная деятельность может произойти в будущем и на других угольных станциях [69].
В 2016 году в стране введено в эксплуатацию 205 новых биогазовых установок общей мощностью 45 МВт. В 2017 году планировалось ввести в эксплуатацию 143 новые станции. Еще 239 МВт добавятся за счет модернизации старых станций. Следует также добавить, что биогазовые установки сокращают общий объем выбросов CO₂ на 20 миллионов тонн. В 2020 году Германия, наряду с Францией и Швецией, вошла в тройку стран ЕС с наибольшим использованием биотепла [49,70].
В январе 2017 года компания Siemens и ее партнеры объявили о строительстве крупнейшего в мире завода по электролизу водорода. Водород, который будет производиться на заводе в Майнце, может использоваться в транспортных средствах на топливных элементах, в промышленных целях или в качестве носителя энергии [71].

Диаграмма экологических индексов, представленная на рисунке 10, намекает на неоднозначную экологическую ситуацию в Германии.
Прежде всего, страна демонстрирует относительно высокий уровень выбросов CO₂  в целом и на душу населения. В 2020 году уровень выбросов CO₂  в результате добычи и переработки угля составил 199 мт, что выше, чем, например, в Польше – 161 мт [73].

В среднем затраты на смягчение последствий такого рода выбросов обходятся Германии более чем в 4,096 млн евро (затраты на здравоохранение, затраты на загрязнение). Для сравнения, в Польше этот показатель составил 4,519 млн евро[72]. Также необходимо отметить относительно высокий уровень выбросов метана в Германии. В Индексе эффективности изменения климата (CCPI) 2022 года Германия занимает 10- е место из 61 страны, ответственной за более чем 90% мировых выбросов CO 2  , связанных с энергетикой. Ее выбросы относятся к категории «средних».
Составители рейтинга подчеркивают, что страна является крупнейшим потребителем бурого угля в мире, а выбросы парниковых газов высоки.
По площади лесов в процентах от территории страны Германия в 2020 году заняла 111- е место в мире; однако в период 2010-2020 годов наметилась тенденция к лесовосстановлению, и по этому показателю страна занимает 57- е место  в мире.
Ситуацию усугубляет очень высокая оценка Германии в рейтинге Индекса экологической эффективности (EPI) 2020 года, который фокусируется в первую очередь на оценке экологических показателей национальных правительств. Здесь страна занимает 10- е место  из 180 стран, уступая Дании, Великобритании, Норвегии и Франции.
Однако по Индексу экологической уязвимости, который основан на многолетних наблюдениях и 50 показателях, включающих, например, изменение климатических характеристик или качества водных ресурсов, объемы отходов, разливы нефти и других опасных веществ и т. д., Германия находится на 190 месте. занимает второе место  из 234 стран и характеризуется как «высоко уязвимое». Общую негативную картину усугубляет рейтинг «Атласа экологического следа», согласно которому Германия входит в число экологических должников.

Источники графиков и кривых указаны под изображениями.

Более подробную информацию об энергетической отрасли Германии смотрите здесь.