德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略及其借鑒

 

國際能源署的數(shù)據(jù)顯示，2012—2018年，全球可再生能源方面的投資規(guī)模達(dá)到了1.5萬億美元。其中，美國為1800億美元，占比12%，歐盟為3000億美元，占比20%，中國為3500億美元，占比23.3%。從這個比例看，中歐美三方在可再生能源方面的發(fā)展比世界其他國家和地區(qū)要快，未來中歐美三方也應(yīng)該是全球可再生能源發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者。在歐盟范圍內(nèi)，德國經(jīng)濟(jì)體量最大，無疑是歐盟可再生能源發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)者。

 

江蘇如東漁光一體10MW光伏電站。我國的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 （搜狐網(wǎng)）

 

德國選擇氫能作為新能源發(fā)展的方向，主要是因?yàn)闅涫歉咝У哪茉摧d體，熱值高于煤炭、石油、天然氣等化石燃料，比電更容易分散儲藏，也可以像天然氣一樣進(jìn)行管道輸送。且其在宇宙中含量最為豐富，既可以從煤炭、石油等化石燃料中獲取，也可以從風(fēng)能、太陽能等可再生能源中獲取，還可以從工業(yè)副產(chǎn)品中獲取，雖然當(dāng)前制取成本較高，但一旦技術(shù)成熟后，制取成本必定會下降。更重要的是，氫能燃燒本身無污染、零排放，對于棄核、棄煤的德國而言，發(fā)展氫能是維持其經(jīng)濟(jì)持續(xù)競爭力的保障。

在德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略尚未公布之際，德國鋼鐵巨頭蒂森克虜伯已擴(kuò)大了電解制氫產(chǎn)能，將綠氫制造提升到千兆瓦級規(guī)模。該公司化學(xué)與工藝技術(shù)業(yè)務(wù)部首席執(zhí)行官薩米•佩爾科寧表示，世界上許多國家目前正計劃進(jìn)入氫經(jīng)濟(jì)。電解制氫作為構(gòu)建可持續(xù)的能源系統(tǒng)和無碳工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)正日益興起，也為他們開啟了新的市場。

在德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略的新聞發(fā)布會上，德國能源署署長安德烈亞斯•庫爾曼宣布，國家氫能戰(zhàn)略為氣候保護(hù)開啟了新的篇章，是從根本上實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型與氣候目標(biāo)的基礎(chǔ)。近年來，綠氫越來越被重工業(yè)和航空業(yè)等重排放行業(yè)視為解決排放問題的靈丹妙藥。庫爾曼認(rèn)為，德國氫能源發(fā)展戰(zhàn)略是世界上首個提出氫能廣泛應(yīng)用的戰(zhàn)略之一，涵蓋船運(yùn)、航空、重型貨物運(yùn)輸和工業(yè)（鋼鐵和化工行業(yè)）等。并且對于制氫，這項戰(zhàn)略幾乎涵蓋了全部動力燃料，包括通過合成甲烷、煤油、甲醇和氨等方式生產(chǎn)氫氣。因此，該戰(zhàn)略也可以看作是德國對發(fā)展歐洲動力燃料市場的明確承諾。

德國經(jīng)濟(jì)部長阿爾特邁爾指出，該戰(zhàn)略是德國能源戰(zhàn)略的一次“量子躍遷”，它將使能源轉(zhuǎn)型和氣候保護(hù)產(chǎn)生新的質(zhì)的提升，是德國決定推廣可再生能源技術(shù)以來最重要的創(chuàng)新。德國環(huán)境部部長斯文嘉•舒爾茲表示，氫是未來的能源，它將給氣候和就業(yè)帶來雙重推動。不過該戰(zhàn)略也存在異議，尤其對是否將氫能應(yīng)用于汽車和供暖系統(tǒng)的爭議層出不窮。一些非政府組織呼吁，政府應(yīng)該將氫能使用限定在不能直接用電驅(qū)動的交通工具中，例如船舶和飛機(jī)。而在汽車或供暖領(lǐng)域可以使用其他更有效的能源來替代。

德國媒體評論指出，該戰(zhàn)略發(fā)出的信號對經(jīng)濟(jì)和整個歐洲都具有重要意義，但能否在未來幾十年內(nèi)實(shí)施尚不確定。德國政府完全致力于綠氫這一種能源，將為自身施加巨大壓力。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將需要大量的可再生能源，而目前尚不清楚德國是否能夠進(jìn)口足夠的綠氫，藍(lán)氫則可能越來越多地為制造綠氫基礎(chǔ)設(shè)施提供支持。由于氫氣生產(chǎn)需要消耗大量電力，這使其比傳統(tǒng)燃料更昂貴。當(dāng)前努力實(shí)現(xiàn)氣候中和的國家越來越多，選擇綠氫技術(shù)可以解決“排放難”行業(yè)的碳排放問題，但也需要各國政府采取行動啟動“氫能經(jīng)濟(jì)”。

目前，氫能已經(jīng)在燃料電池領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與用途相同的其他熱機(jī)相比，采用氫能的燃料電池能效要高30%～50%。如果利用化石燃料獲取的氫能，燃料電池在使用的時候，可以減少40%的碳排放。如果是利用來自可再生能源制取的氫能，燃料電池在使用的時候，可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放。此外，通過單元堆疊方式可以推進(jìn)燃料電池規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可以同時適用于移動動力源和分布式發(fā)電。氫能推動了燃料電池技術(shù)的進(jìn)步，也相應(yīng)帶動了新能源汽車和分布式發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。用氫燃料加注電池可以在3～5分鐘之內(nèi)完成，一次加注可以保證汽車能夠行駛500千米以上，是新能源汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要解決方案。在分布式熱電聯(lián)供方面，燃料電池分布式發(fā)電系統(tǒng)與一般的燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃輪機(jī)相比，其具有更高的效率，可以將熱電綜合效能提升90%。分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)除了提升能源利用效率之外，還能夠緩解電網(wǎng)長距離運(yùn)輸?shù)膲毫σ约坝纱水a(chǎn)生的電輻射污染。

總體而言，氫能源具有地理環(huán)境限制少，規(guī)模適應(yīng)性強(qiáng)、投資成本低以及環(huán)境友好的特點(diǎn)，是新一代能源轉(zhuǎn)型以及減排的重要載體。而我國的風(fēng)電、光伏資源極為豐富，還有極為可觀的地?zé)?、生物質(zhì)能、太陽能、海洋能等可再生能源。近些年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源的發(fā)電成本在不斷下降，可再生能源的市場競爭力不斷加強(qiáng)。同時，我國還擁有強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力，這均為我國氫能的發(fā)展特別是綠氫的發(fā)展提供了有利條件。

就我國綠氫發(fā)展前景而言，未來要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展，必須要借鑒德國的經(jīng)驗(yàn)，不斷完善現(xiàn)有的立法以及監(jiān)管機(jī)制，重點(diǎn)需要關(guān)注管網(wǎng)運(yùn)營、安全認(rèn)證等。同時，還需要從技術(shù)上探索降低電解槽、燃料電池的成本。另外，還必須要充分意識到政府政策支持的重要性，確保相關(guān)補(bǔ)貼能夠落實(shí)。在必要的情況下，可以開展綠氫制備示范項目建設(shè)，向大眾展示制氫的項目運(yùn)作情況，提升大眾的認(rèn)可度和接受度。

 

初審：武坤   復(fù)審：馮勝軍  終審：鄒悅悅

一校：保文秀   二校：王昱  三校：陳明英