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90亿欧元用于氢能,德国大手笔实现绿氢战略!

2020-12-11 11:21:34 氢能汇   作者: 黄连  

近年来,随着氢能产业逐渐兴起,“氢能社会”话题在国际层面上引起了不小的关注。其中,德国表现最为突出。早在上世纪70年代,德国就已经将视线放在了能源转型上。作为一直致力于在降低碳排放道路上实现全球领先水平的国家,氢能是德国达到低碳目标的主要形式之一。

2018年9月,德国与欧盟委员会及27个欧洲国家共同签署了“欧洲氢能倡议”,将氢能技术和系统确立为具有战略意义的价值创造链;2019年9月,德国联邦政府出台了“气候保护计划2030”,以期达成2030年温室气体排放比1990年减少55%的目标,文中提到了氢能对发展气候友好型经济的重要性,并宣布将发布氢能战略;2020年6月,德国联邦内阁经过长达半年的酝酿后,批准并出台了具有里程碑意义的《国家氢能战略》(以下简称“战略”)。

这是全世界的首个国家氢能战略,超越了氢本身,并涵盖了广义的动力燃料范畴。该战略的出台将可再生能源制氢放到了重点发展方向上,不仅为德国氢能产业确认了“绿氢”的优先发展地位,确保了德国在氢能源技术的开发和出口方面的领导作用,同时也展现了德国大力支持和发展氢能的壮志雄心。

01、绿氢将是未来投资的重点

德国联邦内阁通过的《国家氢能战略》,为德国未来氢能的制取、运输、使用和再利用以及相应的技术创新和投资制定了协调一致的行动框架。该战略指出,清洁、安全和经济的能源供应对于我们的生活至关重要。成功实现能源转型,意味着要将供应安全性、经济性和环保性与创新型和智能型气候保护结合起来。因此,人类需要为目前仍在使用的化石能源找到替代品。

德国经济部部长阿尔特迈尔表示,“氢能在替代化石燃料问题上起着关键作用。我们必须现在就做出抉择,如此德国才能在氢能技术中成为世界第一。”

这样的想法并非没有道理。在德国发布的《国家氢能战略》中,氢能被视为一种应用范围广泛的能源形式,在燃料电池中,既可作为合成燃料的基础,又可作为存储可再生能源的媒介;氢燃料是新能源行业耦合的基本要素之一,在无法直接使用可再生能源电能的领域中,绿电制氢及其下游衍生环节产业(Power-to-X,PtX系统)为脱碳开启了新途径。而在当今许多化学和工业工艺过程中,氢已经不可或缺。此外,将氢作为原料使用,可在其他按照目前的技术水平尚不能采用脱碳技术的生产过程中实现脱碳化......

氢能汇了解到,德国目前的氢气使用量约为55 TWh。据德国《国家氢能战略》预计,由于市场增长的推动,到2030年,氢的需求将达到最初的增长目标,在工业部门(化工,石化和钢铁行业)中表现明显,而交通运输行业届时预估增幅较小。此外,近几年德国使用氢燃料电池驱动电动汽车的需求正保持增长的态势,战略预计到2050年,德国对氢燃料的需求将增加到110 TWh至380 TWh之间。

因此,为了能够将氢变成脱碳化战略的一个核心组成部分,德国政府在战略中认定,只有在可再生能源基础上制取的氢(“绿氢”)才是长期可持续的,对于德国的核心工业(例如钢铁和化学工业)以及交通运输部门达成脱碳目标至关重要。战略提到,在未来的十年内世界上将会形成一个全球和欧洲氢能市场。在这个市场上除了绿氢,也将交易碳中和氢(例如“蓝氢”或“青氢”)。所以,德国联邦政府在氢能发展方面的主要方向就是发展氢能技术,利用“绿氢”,支持“绿氢”顺利的市场推广,以及建立相应的价值创造链。

氢能汇发现,德国联邦政府在此次战略中,共提出了38个有助于实现国家气候目标,为德国经济创建新的价值链以及进一步发展国际能源政策合作所必需的具体步骤和措施,保障可再生能源比例不断提高情况下德国能源供应系统的安全性、经济性和气候友好性。其中,战略明确表示,德国将以共有的氢能路线图作为指南针,致力于将本国打造为全球市场上“绿氢”技术的领先供应者。

战略指出,在发展氢能上德国计划分两步走:在2020年到2023年,主要目标是为德国氢能源国内市场打好基础;在2024年到2030年,主要任务是巩固国内市场,建立欧洲与国际市场,服务德国经济。

但是就目前情况来看,能源转型预计所需的大量氢能无法仅靠在德国“一家”生产,因为德国境内可再生能源的生产能力是有限的,是以在未来德国必然仍将是一个能源进口大国。鉴于此,德国围绕着“氢能”主题扩大和加强国际合作关系势在必行。氢能汇了解到,为支持这一战略顺利实施,德国政府将在现有基础上投入70亿欧元用于氢能源市场推广,另外还准备20亿欧元用于相关国际合作。

战略指出,氢及其衍生产品的国际贸易是一个意义重大的工业和地缘政治因素。在国际层面上,如果潜在供应国和进口国能根据合作伙伴的要求进行调整,那么这些国家之间的合作可以促进他们对气候保护做出贡献,加速氢能技术的市场启动,创造可持续的增长和发展机会。这有助于氢能生产的认证和可持续性达成高水平的标准。而对于德国来说,促进德国与国际氢能之间的贸易往来,对于提高和维持德国在欧洲能源战略中的优势地位和主导权,发挥着重要作用。

此外,德国政府组织成立了国家氢能源理事会,该理事会由26名来自经济界、科学界和社会的高级专家(不隶属于公共管理机构)组成。氢能理事会的成员具备制取、研究和创新、 工业脱碳化、交通和建筑/供热、基础设施、 国际合作伙伴关系以及气候和可持续性等方面的专业知识。他们将会在国家氢能战略的执行和继续开发过程中,以提出意见和行动建议的方式向国务秘书委员会提供咨询和支持。

德国国家氢能战略,从技术、市场、监管等各个方面,实现了较为全面的规划。但还是要看实施情况,来衡量该战略的有效性。

02、直面发展氢能路上的难点

虽然,德国已实现了氢气制取、运输、储存及燃料电池应用的氢能全产业链,且已将燃料电池技术应用到汽车、船舶和发电站等多个领域。但目前清洁氢气仍无法被广泛使用,德国要实现其全面氢能战略目标,还面临几大难题。

难题一:产业设备改造成本高

德国有三分之一的碳排放来源于工业生产过程,尾气排放由工业加工中的化学反应生成,如钢铁工业、非黑色金属冶炼、非金属制造(水泥)、化工工业等。在减少碳排放的背景下,业界自然寻求改变或者优化工艺流程的方法。

以钢铁工业为例,其作为重工业中碳排放最高的部门,其减排任务需要通过绿电存量替代实现:即使用可再生能源的电力供应,代替现有工艺环节中直接或者间接使用燃煤供能的局面。在德国汉堡、下萨克森州萨尔茨吉特以及瑞典吕勒奥,已经有模块化的氢能替代高炉投产试运行,但对其它存量工业而言,设备改造依然是一个漫长而又艰巨的过程,仅改造资金一项,就占设备初期投资的20%到30%,如何说服业界接受这一额外成本,并同步扩大设备技术成熟度,减低单位成本,是摆在氢能工业目前的难题之一。

难题二:德国可再生能源无法支撑庞大绿氢需求

根据德国化工协会VCI的估算,若需要通过成本高昂的绿氢达成彻底的碳中和目标,仅化工行业全年需要的可再生能源量已经相当于目前全德国化工行业年用电量的11倍。德国有限的国土已很难大规模生产可再生能源。

难题三:国际合作前景不明朗

德国本地无法提供足够绿氢,便需要进行国际合作。在德国氢能战略第二阶段涉及的国际合作中,德国计划在摩洛哥和阿尔及利亚投入20亿欧元,以建立大型光伏电站就地电解制氢。但能否顺利与相关国家合作是一个未知数,其中包括资金问题、北非政局不稳、跨地中海电网铺设等一系列问题。

难题四:免除的附加费由谁买单

德国氢能战略中明确,电解制氢所需的可再生能源,将享有免除可再生能源附加费的待遇。该附加费是德国政府给予风光发电补贴的财政源头。这意味着普通电力消费者分配到的附加费会进一步上涨。目前,德国的居民电价水平已仅次于丹麦,位列欧洲第二名。

难题五:战略中相关细节不足

受限于绿氢高昂的成本以及欧洲钢铁业居高不下的人工成本,“绿色钢铁”在世界市场上注定没有任何优势。氢能战略提倡,促进市场对绿色钢铁的需求,但并未给出任何切实可行的方案。

难题六:氢气运输面临法规限制

庞大的氢气被生产出来后,需要运输到不同领域和环节,但在德国,氢气的运输问题面临着旧有法规的掣肘。德国氢能战略提出,应当充分利用现有天然气网络构建氢气网络。今年1月底,德国管道联合会已规划了5900公里长的氢气管线,但氢气在德国法律意义上并未被认定为管道气体。




责任编辑: 李颖

标签: 德国 绿氢战略

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