德国成为全球氢能领导者的“十年之计”——投资超过1万亿日元

在德国,公共组织和私营组织共同致力于开发氢能技术。德国政府在6月发布了《国家氢能战略》,并在应对新型冠状病毒的经济复苏计划中,对氢能领域投资超过1万亿日元,扩大可再生能源规模并推进技术开发,以期到2030年成为世界氢能领域的领导者。

德国经济部长阿尔特迈尔(中)宣布《国家氢能战略》(2020年6月10日,柏林)

阿尔特迈尔部长在6月10日发表《国家氢能战略》时强调,“德国将在氢能技术方面成为世界领导者”。另外,阿尔特迈尔部长还以促进可再生能源在全球范围内引入的《可再生能源法》(EEG-2000)为例,表示“《国家氢能战略》是自EEG以来最大的创新”。

提到氢能,人们应该会直接想到燃料电池汽车。燃料电池汽车用氢能代替汽油,通过燃料电池发电行驶。日本凭借丰田汽车的“Mirai”等在燃料电池汽车方面引领全球。但是在德国,燃料电池汽车可能无法成为乘用车的主流,例如,戴姆勒决定在年底前停止小规模生产的燃料电池SUV(运动型多用途汽车)的生产。但是,德国政府的另一个目标是在氢能领域成为世界领导者。

♦2050年实现温室气体净零排放

《国家氢能战略》指出:“要使氢能成为脱碳战略的核心组成部分,必须重新审视整个价值链,包括技术,生产,储存,基础设施和利用等。”也就是说,氢能将贯穿电力、运输和制造领域,作为“产业血液”发挥作用。

德国的目标是在2050年前实现二氧化碳(CO2)等温室气体的净零排放。要达成这一目标,仅仅用可再生能源代替化石燃料进行发电是远远不够的。首先,风力和太阳能等的发电量受季节和时间带变化的影响较大,并且目前有必要找出起调节阀作用的燃气发电的替代品。

另外,在CO2排放量较大的领域,必须进行技术革新。例如,在航空、船舶等运输领域,寻找来自原油的燃料的替代品,在制造过程中煤炭不可或缺的钢铁领域和使用石油的石油化学领域,确立新的制造方法。其中,以电动汽车(EV)为代表的电动化是一种解决方法,但是在长距离、重型运输和材料制造等方面难以以电动化作为替代品进行普及。

德国政府期望用氢能来解决以上这些课题。在电力领域,利用可再生能源的剩余电力电解水以生成氢气,从而储存或运输能量。将氢气作为电力系统的一部分,并在必要时替换产生电能和热量的天然气。

在运输领域,通过合成氢气和碳,制造替代化石燃料的航空和船舶燃料。在制造领域,用氢气替代炼铁过程中还原铁矿石以提取纯铁的焦炭,在化学领域,用氢气作为化学品的原料。

♦预算达到90亿欧元

德国在应对新型冠状病毒的经济复苏计划中,计划对氢能领域投资90亿欧元(约1.8万亿日元)。目前,氢能还停留在示范阶段,因此向氢能领域投资全部资金预算的7%是一种特殊处理方法。每单位能源的供应成本是天然气的1.5~5倍,因此为了提高氢气的成本竞争力,计划在2030年将氢气的制造能力(换算成电解装置的电解能力)提高至现在的200倍,即5GW,在2040年提高至10GW。10GW相当于10座核电站产生的能量。

德国《国家氢能战略》中值得关注的是“绿色氢”的特殊化。绿色氢是指使用可再生能源产生的电能,通过电解装置对水进行电解而得的氢。由煤炭和天然气制造的“灰色氢”,以及以化石燃料为基础进行制取,并通过CO2捕捉技术将CO2排放量降为零的“蓝色氢”都不能作为长期发展战略。

据彭博社旗下研究公司BloomberNEF称,目前世界上的制氢量为1亿1000万吨,大部分用于农药等的生产中。其中绿色氢占比不到1%,剩下的几乎都是灰色氢。

实际上,目前,在德国即使通过电解水制取氢气,也不能算是绿色氢,因为在2019年,化石燃料仍占电源的40%。

 致力于一次性过渡至氢能社会

德国能源智囊团Agora EnergieWende的负责人帕特里克・格赖兴表示,“增加可再生能源的比率后,CO2排放量将会逐步减少,但是必须在2020年代做好投资”。德国的目标是在2030年使可再生能源发电比率达到65%。在可再生能源的比率提高时,为一次性过渡到氢能社会做好准备,(吸收发电量波动的能力提高)可以加速再生能源规模的扩大。”

德国《国家氢能战略》中的“增强德国经济并为德国企业确保全球市场机会”很好地体现了德国的雄心壮志。

除了西门子、蒂森克虏伯等德国的代表性企业外,德国初创企业Sunfire等也进军至电解装置领域。大型电力公司RWE和大型化工公司赢创(Evonik)等也在各自的领域中致力于扩大氢能利用。

通过巨额预算,德国计划将这些企业培养成能够战胜北欧、荷兰、日本等竞争对手的出口产业方面企业。在90亿欧元的预算中,20亿欧元将投资于使用德国制造的电解装置的海外项目。

氢能初创企业——德国Sunfire的利用氢气和二氧化碳生产燃料的示范工厂

在政策方面,通过根据CO2排放量征税并降低生产绿色氢的电力成本,以提高竞争力。另外,德国还考虑强制要求在2030年之前,至少2%的航空燃料使用零CO2排放量的燃料。

德国政府在2020年前提出向可再生能源转移时,因成本增加导致竞争力下降,因此这一政策在产业界得到众多反对,但是2020年以来,可再生能源长期计划展示出一系列成果,例如,2020年1月至3月,用于发电的可再能源比率达到51%,风能首次成为最大电源等,因此,此次向可再生能源的转换政策在业界内得到一致认可。

“绿色氢”会是德国脱碳化、提高产业竞争力的“特效药”吗?如果能够按照预想进行的话,十年后的德国社会和产业的变化将是叹为观止的。


发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注