绿氢走红欧洲

 

    德国、法国、西班牙等在“欧盟氢能战略”的背景下，也相继宣布各自国家的氢能路线图。2021年8月17日，英国商业、能源与产业战略部(BEIS)发布了《英国国家氢能战略》，提出到2030年，英国将成为全球氢能领域的领导者，拥有5GW的氢生产能力，可替代天然气，为300万户英国家庭提供电力。该战略预计到2050年，英国约20%—35%的能源消费来自于氢，这一比例大大高于全球平均水平(10%)。

 

    其实在欧洲，看好氢能发展的不止是英国。早在2020年6月，德国就对外公布了《德国国家氢能战略》，意欲借助氢能早日实现能源转型目标。特别值得一提的是，该战略明确了绿氢是未来发展重点。德国的目标是2030年前将电解水绿氢产能提高至5GW，2040年达到10GW。德国联邦经济事务部长彼得·阿尔特迈尔(PeterAltmaier)对外宣称：“我们必须为德国确立，在氢技术领域世界第一的道路。”

 

    可以看出，欧盟内部对绿氢的发展寄予厚望。欧盟未来25年将在氢能等清洁能源上投入4700亿欧元，以便在氢能产业竞争中战胜中国、美国、日本等对手。目前，欧洲各国已经纷纷开始着手布局氢能产业，力图成为相关氢能技术的全球领导者，并且将氢能源的发展纳入其经济复苏计划的一部分。除了欧盟外，俄罗斯、加拿大、澳大利亚、智利和阿曼等也提出了氢能战略。不过，欧盟官方多次表示，中国才是真正的竞争者。中国计划在2060年实现碳中和，氢在其中将起到重要作用。“我们仍处于领先地位，但中国正在形成挑战。”欧洲氢能组织主席查茨马尔卡基斯说，“中国只落后我们2-3年。”

 

    明天的石油

 

    欧盟的氢能开发分三个阶段进行：2020-2024年为第一阶段，将在欧盟境内建造一批单个功率达100兆瓦的可再生氢电解设备，全欧的可再生氢制备总功率达到6000兆瓦，年产量超过100万吨;2025-2030年为第二阶段，建成多个名为氢谷的地区性制氢产业中心，使年产量达到第一阶段的10倍;2030-2050年为第三阶段，重点是氢能在能源密集产业的大规模应用，典型代表是钢铁和物流行业。为此，欧盟将投入4700亿欧元。所需资金一部分将来自欧盟国家目前正在谈判的数千亿欧元的新冠重建计划，另一部分来自私人投资。

 

    同时，欧盟还成立了欧洲清洁氢联盟，由相关企业、民间机构、国家及地区能源官员和欧洲投资银行共同发起，旨在为氢能源的大量生产提供投资，进行技术合作等。企业成员包括蒂森克虏伯、西门子、壳牌、空客，以及丹麦和挪威的一些公司等。

 

    欧洲氢能组织的数据显示，到2050年，全球氢工业的年营业额将达到7000亿美元。经济学者克拉维特尔表示：“氢能经济相关商机不计其数，从生产和加工绿色氢气的机械设备，到船舶或陆路的国内和国际运输，再到终端应用，如燃料电池等。”

 

    作为欧洲第一大经济体，德国政府发展氢能产业的路径很清晰——使用绿氢，支持市场的快速增长，并建立相应的价值链。德国教育及研究部对外表示：“绿氢是明天的石油。灵活的能源载体对于能源转型必不可少，并为我们开辟了新的市场。我们必须抓住独特的机会，利用我们的专业知识成为全球能源转型的供应商。”德国决定将投资90亿欧元发展氢能，其中70亿将用来壮大整个氢价值链，20亿欧元专用于氢的国际合作。

 

    德国重工业已经在其长期脱碳计划中大力押注绿氢。许多能源密集型德国公司，如化工集团巴斯夫(BASF)或钢铁制造商蒂森克虏伯(ThyssenKruppAG)，已经制定了大幅减排的详细计划。目前，欧洲不少企业已抢先一步，成为氢经济的供应商。比如，电解槽运营商与电力和燃气电网运营商建立新的业务与合作模式。德国蒂森克虏伯便是其中之一。该公司计划扩大水电解生产能力，以大规模生产绿色氢气。他们还与德国能源公司E.ON建立了合作伙伴关系，以建设氢基础设施。英国电解槽制造商ITMPower也表示，他们计划与丹麦电力公司Ørsted合作。

 

    绿氢成本高

 

    2020年，全球化石能源逐步式微，氢能作为能源转型的重要探索方向，产业发展势头强劲，成为各国积蓄力量的焦点。欧盟委员会发布《欧盟氢能战略》，以大力促进氢能发展，特别是可再生能源制氢产业的发展以及氢能的广泛应用。德国柏林工业大学经济学者克拉维特尔表示，如果未来一段时间内不能通过技术改进，降低生产成本，而必须依靠长期投资扶持，欧洲氢能经济的发展将遇到阻碍。欧盟目前支持蓝氢扮演过渡角色，同时改进技术，降低太阳能和风能发电的价格等。

 

    不过，欧盟氢能战略下巨大商机的背后也存在几大挑战。欧盟的目标是绿色氢能。绿色氢能在电解槽中制造，利用可再生电能将水分解为氧和氢。只有通过可再生能源生产的氢才是绿氢。由于电解成本较高，目前95%商业用氢是用化石燃料生产的，制造过程会排放大量二氧化碳，因此这种氢能叫作灰氢。还有一种用天然气生产的氢，也不是零排放，被称为蓝氢。绿色氢能是实现零排放的关键，但价格高昂。根据欧盟委员会的估算，目前绿氢生产成本约为每公斤3-5.5欧元，远高于灰氢的每公斤1.5欧元。

 

    国际能源署(IEA)在2020年6月发布的《全球氢能进展》报告中指出，氢能技术在2019年保持了强劲发展势头，引起了各国政府和企业投资者的浓厚兴趣。在氢能消费领域，能源、化工、制造企业之间跨界合作蓬勃兴起，氢燃料电池汽车快速抢占市场，氢动力火车、船舶、卡车等氢能社会话题也引起关注。欧盟各国政府跟风而动，正以空前力度推动氢能产业发展。

 

    目前，以德国为代表的欧盟成员国已实现了制氢、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。但由于可再生能源制氢仍无法被广泛使用，欧盟氢能战略实现及企业赴欧投资相关产业的瓶颈问题也成为各界关注话题。

 

    欧盟绿氢发展虽存在技术、产能等拦路虎，但另一方面，也将助推氢能技术创新，为企业赴欧投资创造机遇点。从欧盟各成员国近些年以来氢能产业开发情况，德国和法国表现最为突出。其中德国在《欧盟氢能战略》发布之前，即官宣《国家氢能战略》，提出支持扩大“绿氢”市场。在此框架下，2021年1月，德国联邦教研部发表公报，将斥资约7亿欧元开展氢能重点研究项目，具体包括“H2Giga”、“H2Mare”和“TransHyDE”，项目将分别解决德国发展氢能经济过程中的电解槽批量生产、海上风能制氢和氢气安全运输等技术障碍。法国在国家氢能路线指导下，两大能源巨头道达尔和恩吉公司同在1月份宣布合作投建绿色制氢基地Masshylia，最为值得关注的是，该基地对氢气的生产和储存采用了创新的解决方案，这在欧洲尚属首例。

 

    氢气，将在未来的无碳能源系统中扮演不可或缺的角色，但对2050年氢气在能源消费中的占比预测却相差悬殊。国际可再生能源署认为是12%，氢能理事会认为是18%，欧盟宣布的目标是24%。但无论结果如何，要想推进氢能技术，必须降低成本。可再生能源成本过去十年已大幅降低，但仍需继续下降。而电解水制氢成本，包括基本硬件电解槽，必须遵循类似路径下降。

 

    氢能将在全球主要工业应用中起步，首先以蓝氢的形式出现，然后以绿氢的形式出现。对于绿氢来说，电解槽至关重要，全球电解槽制造商正计划扩大生产规模，以降低成本。德国工业巨头蒂森克虏伯是钢铁制造商和氢气生产商，其从生产商和用户两个角度看待氢气问题。该公司的标准电解装置是一个20兆瓦的模块，每小时可生产4000立方米氢气。蒂森克虏伯副总裁马尔科姆·库克表示，“我们已降低成本，并将基本模块的规格提高到20兆瓦”。

 

    国际可再生能源署在2050年能源转型路线图中估计，如果全球绿氢产量达到4亿吨，将需要2050年前电解槽产能达到5太瓦。目前全球已安装的电解槽产能约8吉瓦。这些数字表明，要想实现政府和国际机构设定的绿氢目标，必须大幅提高电解槽产能，而这将需要持续设定绿氢发展目标和降低生产成本。

 

    绿氢产业拥有广阔的发展空间，也面临着紧迫的转型压力。未来，绿氢的成本下降不仅有赖风电、光伏等行业的降本增效，还要依靠以电解槽为代表的全产业链的技术进步。随着产能扩大、输配基础设施建设加快，氢能产业链的规模效应将日益显著，这也将促进更多研发力量参与其中，从而大幅降低成本，推动绿氢的进一步普及。见道网

 

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