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德国氢能战略:在能源转型中引领世界

日期:2020-11-13    来源:交能网  作者:蒋再正

能源资讯中心

2020
11/13
11:42
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关键词: 可再生能源 德国氢能 天燃气制氢 氢气技术

【欧洲能源局势】

前言: 德国在国家氢气战略中,将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志,其明确将重心放在“绿色”品种上,而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存(CCS)技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法,却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为,这一战略开启了德国能源转型的新篇章。

德国政府已经同意一项国家氢气战略,其重点是利用可再生能源制造的氢气,以推动具有里程碑意义的能源转型,并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准,内容主要是:"只有基于可再生能源('绿色'氢)生产的氢气才能长期使用。在德国备受争议的使用碳捕获和储存(CCS)的天燃气制氢只能以“过渡的方式”使用。在应对气候变化的斗争中,用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标,其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段,而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。

德国经济和能源部长彼得?奥尔特迈尔(PeterAltmaier)表示,这一战略是一个"量子飞跃",将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上,他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克(AnjaKarliczek)说,全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇,建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。

氢能用途

新篇章

《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展:

·提升氢能作为替代能源的经济性竞争力

·开拓使用德国本土氢能技术的国内市场

·建立完善氢能供应网络

·助力氢燃料成为替代能源整体

· 加强氢能相关技术培育

·加强氢能相关市场国际合作

·完善氢能储运安全规范建设

"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章,"德国能源机构(dena)负责人安德烈亚斯·库尔曼(Andreas Kuhlmann)表示。"国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础。其为能源转型创造了先决条件,这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步",但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式,包括那些使用天然气和CCS的氢气。

相比之下,大多数非政府组织欢迎该战略对"绿色"氢气的关注。气候智囊团E3G的研究员费利克斯·海尔曼(Felix Heilmann)表示,"德国的氢气战略表明,世界上最大的化石燃料消费国之一正在为没有氢气的未来做准备。"政府认识到只有来自可再生能源的绿色氢气才能可持续,这降低了化石燃料留存使用的长期风险。

新的生产方法

越来越多的国家努力追求气候中和,大量押注于用可再生电力制氢,以减少顽固的工业排放。但是,生产极其富能源的天然气需要大量的电力,使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际“氢经济”的问题。

通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料,例如使用电动汽车而不是内燃机模型,可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况,这种方法行不通。例如由于重量原因,没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰,例如,化学品或炼钢,因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法,用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者。

与该战略相吻合的是,德国钢铁制造商蒂森克虏伯(Thessenkrupp)表示,已扩大水电解产能,将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前,世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。

电解槽容量增加200倍

该战略表示,德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦(GW)的工业制氢设施,包括必要的陆上和海上可再生能源供应,大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外,德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外,还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的“德国制造”制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢,因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。

联邦政府在提出《德国氢能战略》时,正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础,这些投资在经济上是可行的和可持续的,这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段,为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时,研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始,稳定新兴的国内市场的同时,塑造欧洲和国际的氢能市场。

在该战略的介绍中,政府网络宣布与Marocco建立联盟,参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设,该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说,该战略“是世界上首个远远超出氢的最终用途的战略之一,并涵盖了全部动力燃料,这种方法考虑了合成甲烷,煤油,甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。”

有风险的赌注?

目前的清洁氢气的成本仍然很高,无法被广泛使用,其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产,伴随着大量的碳排放,该类型被称为灰色氢。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜,但它的二氧化碳排放成本较高。蓝色氢的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获,再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存(CCS)成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。绿色氢的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中,太阳能和风能的发电成本已显着下降,这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。

克劳斯·斯特拉特曼(Klaus Stratmann)在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道,该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义,但他警告称,该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道:“因为德国政府完全致力于一种变种,即绿色氢,给自己施加了沉重负担。” 他认为,要实现这一目标将需要大量的可再生能源,而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说,蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。

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