撰文╱
林穎禎 臺德社會經濟協會研究員
蘇梅英 農業科技研究院資深研究員
鄉村地區利用在地自然資源與條件發展再生能源，既達成能源自主，也是應對氣候變遷的良方。2005年德國下薩克森邦（Niedersachsen）雲德社區（Jühnde）開啟「生質能源村」發展，如今德國面對2045年溫室氣體中和目標，「氣候轉型」概念走上舞臺，並透過「活躍氣候市鎮競賽」等活動，鼓勵各級地方發展再生能源，不只對能源轉型和氣候保護等目標發揮貢獻，也促成公民參與、社會福利等用途，其中「因地制宜」的核心操作理念值得臺灣參考。
實現氣候中和（climate neutral）的道路上，德國鄉村地區為可再生能源的供應做出貢獻。許多社區成功利用生物質結合其他再生能源，確保高效能源供應，並創造區域價值。其特點是社區的區域性（regionale）、專案開發參與性（partizipative Projektentwicklung），根據地區差異，以不同商業模式和技術、原材料和廢棄物及能源作物提供能源。
雲德社區在德國聯邦食品及農業部（BMEL）支持下，於2005年開始轉型成德國首座生質能源村，目前每年生產的能源幾乎是其消耗的兩倍，再生能源由沼氣廠和生物質供熱廠組成的能源系統產生，透過供熱網路和當地約70%房屋連接，供應各家各戶。雲德模式成為生質能源村典範後，引起許多村莊效法，德國已建立超過200座生質能源村。
生質能源村是指主要使用區域內的生物質，來滿足其大部分電力和熱能需求的社區，其概念常與生質能源市鎮（Bioenergie-Kommunen）一起使用。現在許多城市透過區域內持續可用的生物質滿足其能源需求，由村／社區所開展的能源自給概念，逐漸往更上層的聚落型態發展。
資源枯竭、氣候暖化推動綠能發展 可兼顧能源自給團結在地認同
地球資源有限、氣候暖化是推動鄉村綠能發展的主要原因。化石燃料燃燒會產生二氧化碳（CO2），導致地球暖化，加上當今主要使用的能源，石油、天然氣、煤炭和鈾，按照目前的消耗水平，已知的石油、天然氣和鈾儲量將在本世紀內耗盡。
以德國而言，多數能源仰賴進口，以致金融資源大量外流。一個150戶家庭的小鎮，每戶每年平均取暖油消耗量為3,000公升，取暖油價格為每年每公升0.65歐元，僅用於取暖就損失了近30萬歐元的購買力。
鄉村地區的結構變化，也讓綠色能源具備多元作用。鄉村地區幾十年來就業機會和基礎設施不斷減少，發展綠色能源可以為當地創造前景、就業機會，並保證長期可負擔能源的價格；德國200多個生質能源村證明，只要願意，並且果斷、協作，正面的結果能夠加強社區和參與者的自信心，促進生活品質、在地認同、社區團結。
同時滿足熱能、電力需求 依在地條件規劃生物質來源
生質能源村沒有明確的指導方針，但在實務操作及政策引導下逐漸形成以下共識：
- 能提供農村本身大部分的電力需求。
- 至少能供應當地所需熱能的半數，並且可以經由熱動力耦合的方式（Kraft-Wärme-Kopplung，KWK）產生為佳。
- 一半以上的能源生產設備由農民及消費者擁有或投資。
- 生物質並非來自單一栽培作物或基因改造作物。
生質能源供應的基礎，一般而言通常是以沼氣廠或生質能熱電聯產廠（Biomasseheizkraftwerk），透過熱電聯產提供電力和熱能。也可以使用非生物能源的再生能源，例如太陽能光電（Photovoltaik）、太陽能熱能（Solarthermie）等。
因為可持續提供的生物質來自周圍環境，生物能源系統通常由能源業者或當地農、林企業擁有，這對地區帶來顯而易見的經濟效果：當化石燃料被在地生質材料取代時，流出該地區的資金就會減少，當地的價值創造則增加。假若該地區能源供應者提供的服務越多，這樣的效果更加顯著。
邁向2045年溫室氣體中和 德國公開氣候保護專案鼓勵觀摩
生質能源村的概念很大程度上取決於當地條件。例如，在農業地區，沼氣廠是能源供應概念中理想的中央系統，農業經營能以青貯飼料、糞肥等形式提供足夠數量的基質；以林業為主的地區，因為生物質形式可由木片提供，生質能熱電聯產廠更適合作為中央系統。這些熱電聯產系統連續運行，提供一定的電力和熱量。
為了實現2045年溫室氣體中和目標，德國各城市、直轄市和地區的溫室氣體減量成為重要活動，每年舉辦的「活躍氣候市鎮競賽」發揮了重要作用，創建出識別德國各城市成功和創新氣候保護專案的平臺，讓它們公開可見，並鼓勵模仿。
參賽者可參加「資源與能源效率」、「市鎮的再生能源焦點」、「透過與企業合作保護氣候」等類別，及申請「氣候保護與自然保護」獎項。主題相當廣泛，涵蓋資源和能源節約型新建築或改造、交通或供暖轉型解決方案、擴大可再生能源等專案。
獲獎專案則會在當地政府修改後，以模擬實驗室（Simulationslabor）形式獲得支持，以官方指導貫穿整個計畫的實施，所獲得的獎金再發起進一步的氣候保護活動。由此，競賽不斷為其他城市提供經過驗證的建議，所取得的氣候保護效果也能相應倍增。
2025和2026年的競賽預計增加「氣候活躍活動」（Klimaaktiv-Events）主題，為參與者提供與其他參賽者討論問題的空間。另一項將增加的重要機制是「市鎮氣候保護工作群」（Arbeitskreis Kommunaler Klimaschutz，AKK）建置，該工作群由往年競賽獲獎者組成，作為各市鎮當局之間（von Kommunen für Kommunen）的橋梁，並將當前的主題和需求傳遞給聯邦層級。德文Kommune一字所指為「地方當局」，是公法下的領土和主權機構，通常代表國家公共行政結構中最小的空間行政單位，即政治地理行政單位。
「活躍氣候市鎮競賽」的申請可分為三類：
- 城市（Städte）：超過10萬居民的大城市和城鎮。
- 地區（Landkreise）：20,000至100,000名居民的中小型城鎮。
- 社區（Gemeinden）：少於20,000人的社區與小市鎮。
結合多元技術設施供熱發電 活躍氣候市鎮競賽擴及休憩、社福
值得一提的案例，包括下薩克森邦的諾登市（Stadt Norden）。2022年，他們以「在汙水處理廠建造熱電聯產廠更新汙泥消化」技術服務參加「活躍氣候市鎮競賽」。這項技術為確保汙水處理廠和鄰近建設的電力和熱力供應，在汙水處理廠中建置兩個模組，每個模組以輸出功率150瓩的熱電聯產裝置自行供電，能滿足當地汙水處理廠約80%的電力需求，同時由於汙泥消化產生的氣體不斷產生，熱電聯產裝置全年都可以生產電力和熱力。
透過將沼氣轉化為電能，汙水處理廠的能源效率顯著提高，自用發電每年可以減少購電量910度，降低二氧化碳排放977公噸。由於汙水處理廠的用電量占諾登市總用電量近30%，這項措施不僅大幅降低能源成本，更對該市的二氧化碳平衡產生積極影響。
2024年諾登市以「資助陽臺組件光電系統建設」計畫再度申請參賽。這項計畫的目的是支持公民購買外掛式太陽能設備（Steckersolargerät），藉此普及居民對綠色能源的認識，並向他們介紹可再生能源設備。外掛式太陽能裝置也稱為「陽臺電站」，是一種可安裝在陽臺、露臺或屋頂的小型太陽能光電系統，能提供經濟高效且環保再生能源。
以2023年獲獎的市鎮為例，有巴登－符騰堡邦（Baden-Württemberg）的弗萊堡市（Freiburg）透過打造德國第一條太陽能屋頂自行車道，提供能源和駕駛舒適性，顯示交通基礎設施作為擴大再生能源的潛在領域；另有巴伐利亞邦的大巴爾多夫鎮（Gemeinde Großbardorf in Bayern）成立公民能源公司（Bürgerenergiegesellschaft），全面利用再生能源，成功實現能源和熱力轉型，如今它生產的能源比消耗的還多。
黑森邦的古登斯堡市（Gudensberg in Hessen）則藉由建造一棟以木材建造、擁有永續性隔熱材料和綠色屋頂的氣候友善多功能建築獲得特別獎。這棟建築使用再生能源，將日托中心和鄉村社區活動中心結合在一個屋簷下，建築的規劃和建設過程有許多居民參與其中，根據評審團的說法，他們共同創造了可供眾人使用的永續建築典範。
需克服資訊缺乏、產能不規律 鄉村再生能源發展挑戰仍多
再生能源在鄉村的發展，仍有正在面對或尚待解決的課題。最大的障礙通常不是缺乏技術可行性或可用的生物質，而是缺乏資訊；除了公民和社區的參與，可再生能源的發展受融資類型影響甚鉅。什麼公司形式適合哪種能源專案？每個社區必須思考，不同形式公司與各種能源專案如何搭配才適合？
德國超過200座生質能源村，多數已能滿足100%以上的電力和熱能需求，但生質能源產能不規律，存在供應不足或過剩的問題。例如，村莊的電力需求會根據一天中的時間、季節和負載情況等因素大幅波動。由於小規模儲存電力非常昂貴，因此必須將電力饋入電網。而鄉村社區的供熱需求波動甚至比電力需求的波動還大，夏季可以僅透過在地供熱網路使用少量熱量加熱生活用水，但冬季的供暖需求卻以倍數增加。
如果中央熱電聯產系統的規模相對固定，大部分熱量在夏季將未能被利用，因此許多以木片作為燃料的加熱器僅在冬季運作，甚至在嚴寒季節面對最極端的負載高峰，另外安裝成本較低廉的取暖油設備（Ölheizung）或菜籽甲酯（Rapsmethylester）鍋爐，熱能使用者即不再需要擁有自己的暖氣系統。
以科學評估分散式電源最佳接取方式與極限接取容量，引導新能源有序接取，勢必無法避免。例如巴伐利亞邦的富斯塔爾（Fuchstal）鎮已於2018年啟動「電轉熱機制（Power-to-heat-Ansatz）」試點計畫，將多餘的電能轉化為熱量，並將其「儲存」在大型儲存系統中。
最後，因地制宜是鄉村發展再生能源的重要特色，但能源轉型，引發物質、技術、法律和社會的變革，德國空間發展的基本框架發生變化，由此產生的空間特徵在各自的空間類別中各異其趣；在鄉村地區，由於潛在空間大，這些問題更加明顯，衝突也更加劇烈，也讓因地制宜開發面對更複雜的挑戰。
