“當(dāng)前，人們已經(jīng)廣泛認(rèn)識(shí)到，更大范圍地使用清潔氫能可以成為實(shí)現(xiàn)歐洲經(jīng)濟(jì)脫碳的重要手段。”獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所(IFRI)日前發(fā)布了一份題為《歐盟氫能戰(zhàn)略展望》的報(bào)告(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“報(bào)告”)說(shuō)。

報(bào)告指出，一項(xiàng)穩(wěn)健、成本效益高的歐洲氫能戰(zhàn)略將成為“歐盟經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃”的支柱，而該戰(zhàn)略應(yīng)與《歐洲綠色協(xié)議》一致，加速歐洲經(jīng)濟(jì)體的脫碳進(jìn)程。同時(shí)，歐盟需要通過(guò)有效的公共支持計(jì)劃和系統(tǒng)方法確保氫能規(guī)模的擴(kuò)大，從而推動(dòng)其成本的大幅降低，并在就業(yè)、價(jià)值創(chuàng)造和競(jìng)爭(zhēng)力方面為歐洲帶來(lái)最大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)有效實(shí)現(xiàn)脫碳。

潛在需求廣泛

報(bào)告指出，目前，全球每年有約7000萬(wàn)噸氫氣的需求，歐盟約占全球氫需求的9%。其中，占比最多的是燃料的精煉，其次是用于農(nóng)業(yè)、礦業(yè)和工業(yè)用途的氨和甲醇的生產(chǎn)。同時(shí)，這些與“經(jīng)濟(jì)脫碳”無(wú)關(guān)的氫用途的消費(fèi)量一直在不斷增長(zhǎng)。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，清潔氫能主要適用于長(zhǎng)途卡車(chē)和汽車(chē)，而歐洲已對(duì)此開(kāi)始部署。“盡管歐洲汽車(chē)制造商將純電動(dòng)汽車(chē)和輕型汽車(chē)列為優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)，但氫能長(zhǎng)途卡車(chē)和旅游車(chē)以及與之伴隨的加氫站，有著更大的發(fā)展需求。”法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所指出，“對(duì)于氫燃料電池車(chē)和輔助基礎(chǔ)設(shè)施而言，迫切需要通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模和批量生產(chǎn)來(lái)降低成本。”此外，以氨作為燃料的深海運(yùn)輸以及航空業(yè)，都將產(chǎn)生大量對(duì)于氫的需求。

根據(jù)該報(bào)告，對(duì)于減少“最難直接電氣化或完全電氣化”的工業(yè)以及運(yùn)輸部門(mén)的溫室氣體排放，清潔氫能是一種主要的方式，例如工業(yè)領(lǐng)域中的化學(xué)品和鋼鐵，交通領(lǐng)域中的卡車(chē)、船舶和飛機(jī)。

此外，法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所還補(bǔ)充說(shuō)，氫的使用前景十分廣泛。例如，它被普遍認(rèn)為是一種儲(chǔ)能的方式，同時(shí)，在2035年后，清潔氫能還可以通過(guò)與天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的部門(mén)耦合，成為歐洲實(shí)現(xiàn)完全脫碳的重要選項(xiàng)。

降低“綠氫”成本

“全球約有98%的氫是由化石燃料制備的。”報(bào)告指出，目前，低碳、綠色的氫僅有1%~2%。當(dāng)前，生產(chǎn)低碳?xì)渲饕腥N方式：通過(guò)低碳電力電解水、使用碳捕集與封存(CCS)進(jìn)行甲烷蒸汽重整制氫以及使用低碳電進(jìn)行天然氣熱解。

其中，電解的方式是把水分解成氫和氧，目前有三種類(lèi)型的電解槽：堿性電解槽(AEM)、質(zhì)子交換膜電解槽(PEM)和固體氧化物電解槽(SOEC)。大型(>100兆瓦)堿性電解槽已經(jīng)存在了較長(zhǎng)時(shí)間，尤其是在挪威，其電氨廠(chǎng)向歐洲輸送了大部分氮肥，加拿大、智利、埃及、冰島、印度、秘魯和津巴布韋也都建有電氨廠(chǎng)。

法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所表示，與普遍持有的看法相反，因?yàn)椴恍枰F重材料，超大規(guī)模的電解槽價(jià)格僅為400歐元/千瓦，并不十分昂貴。因此，如果其容量系數(shù)(或利用率)每年不低于3000個(gè)滿(mǎn)負(fù)荷小時(shí)(FLH)，甚至可以大于5000FLH，則電解成本將由電力成本而不是電解槽成本決定。

“電解槽具有靈活性。”法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所認(rèn)為，當(dāng)電網(wǎng)成本或電力“碳含量”過(guò)高時(shí)，可以停止工作，更多地用太陽(yáng)能和風(fēng)能為其供電。

該報(bào)告認(rèn)為，電解水制氫的同時(shí)，還可以產(chǎn)生具有很大市場(chǎng)價(jià)值的副產(chǎn)品——氧，從而降低制氫成本。從廣泛的脫碳角度來(lái)看，這一過(guò)程產(chǎn)生的氧可以用于固體生物質(zhì)的氣化或燃料的氧化，這是一種有助于碳捕獲和封存(CCS)提高廢氣中二氧化碳濃度的方法。

此外，“增加部署，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，也將有助于降低制氫成本。”報(bào)告強(qiáng)調(diào)，清潔的氫將在“經(jīng)濟(jì)脫碳”方面發(fā)揮重要作用，同時(shí)，其大規(guī)模部署也為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要機(jī)遇。從成本來(lái)看，綠氫將很快能夠與基于化石的氫競(jìng)爭(zhēng)。

采取合理氫戰(zhàn)略

“目前，歐洲氫工業(yè)已經(jīng)基本具備逐步擴(kuò)大規(guī)模的條件，這需要對(duì)未來(lái)20年的發(fā)展作出規(guī)劃。”法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所認(rèn)為，盡管發(fā)展清潔氫能是必不可少的，但它目前仍伴隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，“無(wú)可爭(zhēng)議的是，能源投入、運(yùn)輸和分配系統(tǒng)的成本、可用性以及有利的政策環(huán)境比簡(jiǎn)單的擴(kuò)大規(guī)模更加重要。”

鑒于許多國(guó)家已經(jīng)在氫能領(lǐng)域取得一定的成就，法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所建議，歐盟須對(duì)日本和韓國(guó)等國(guó)家制定的戰(zhàn)略進(jìn)行評(píng)估。該報(bào)告介紹，日本和韓國(guó)已制定了強(qiáng)有力的工業(yè)戰(zhàn)略，在公眾的大力支持下，將“碳密集型”氫能推向了汽車(chē)、住宅和電力行業(yè)。

為了加速實(shí)現(xiàn)歐洲脫碳的目標(biāo)，報(bào)告還強(qiáng)調(diào)了最初應(yīng)采取的“合理的氫戰(zhàn)略”。例如，根據(jù)系統(tǒng)的收益和成本、確定性和不確定性、主要和次要優(yōu)先級(jí)、時(shí)間表以及歐洲氫能行業(yè)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，評(píng)估所有可參考的國(guó)際發(fā)展路線(xiàn);逐步且經(jīng)濟(jì)高效地推進(jìn)清潔氫能部署;制定“清潔氫能解決方案”的路線(xiàn)圖和示范項(xiàng)目;保護(hù)歐盟各層次的氫產(chǎn)業(yè)利益相關(guān)者，防止外部收購(gòu);在全球市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，保證歐盟內(nèi)清潔氫能和富氫燃料及原料的公平競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。

“為了實(shí)現(xiàn)‘脫碳’承諾，需要有一個(gè)有利于投資的環(huán)境。”法國(guó)國(guó)際關(guān)系研究所表示，隨著應(yīng)對(duì)“新冠病毒疫情”的結(jié)束，歐洲各國(guó)政府將為“后封鎖時(shí)期”的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇提供刺激政策，對(duì)于清潔氫能和其他脫碳技術(shù)，將是一個(gè)不應(yīng)錯(cuò)過(guò)、也不應(yīng)浪費(fèi)的機(jī)會(huì)。

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