德國石荷州的西海岸地區瀕臨北海,風能充足,地質儲藏條件優越,被認為是開展氫能實驗的理想地點。日前,德國首個氫技術設施“西海岸100”實驗項目在這里正式啟用。通過這一項目,德國希望打造“綠色氫能”完整產業鏈:海上風電廠將為前期建設的30兆瓦電解水制氫設備提供電能,水解時產生的廢熱可直接應用到工業領域,副產物氧氣將用于當地水泥廠生產,以降低碳排放量。除并入燃氣管道外,氫氣還將和水泥廠產生的二氧化碳一起用作生產甲醇,以及轉化到航空運輸燃料等應用領域。
項目協調人、海德煉油廠總經理于爾根·沃爾施萊格表示,該實驗項目所有參與方都目標明確,希望在從綠色氫能的生產到綜合運用的整個過程中開展長期合作,共同構建實現能源轉型和脫碳目標的可持續商業模式。德國聯邦經濟和能源部部長阿爾特邁爾認為,“西海岸100”是德國國家氫能源戰略的基石和先鋒項目,將有利于德國在氫能源領域成為領導者,并推動石荷州西海岸地區的發展。
為實現2050年溫室氣體“凈零排放”目標,零排放、零污染、具有可持續性的“綠氫”被歐盟寄予厚望。氫能是一種二次能源,須通過其他物質制取。全球范圍來看,近99%的氫氣制造仍高度依賴煤和天然氣等化石燃料,被稱為“灰氫”或“藍氫”。使用天然氣為主要原料的“藍氫”盡管搭配了碳捕捉和封存技術,但制取過程中仍無法消除所有碳排放。因此,利用風電、水電等可再生能源以電解水方式產生的“綠氫”是當前歐盟各國研究的重點。
7月,《歐盟氫能戰略》正式通過,歐盟委員會副主席蒂默曼斯表示,將把“氫經濟”作為新的增長引擎,以克服疫情造成的經濟困難。不少專家指出,風能和太陽能等常見可再生能源的電氣化只能實現部分減排,氫能有望成為達到“凈零排放”目標的必要手段。綠色氫能已成為歐洲新能源領域的一顆明星。
氫能在能量密度、燃燒能力以及與現有基礎設施的兼容性等方面具有優勢。氫的能量密度比鋰電池高,因此有望成為長途運輸、航空、航海領域的替代能源。氫氣也可以利用現有的天然氣管道進行運輸,代替天然氣用于供暖。
歐盟計劃到2030年將電解綠氫產能擴大到40吉瓦,并預計到本世紀中葉,歐洲氫能市場可創造約540萬個工作崗位,年營業額可達約8000億歐元。德國經濟研究所指出,如果德國繼續保持全球電解設備市場20%的份額,就能創造47萬個工作崗位,相當于目前該國汽車業的一半。德國經濟學家薇羅尼卡·格林姆指出,從生產和加工綠氫的機械設備,到通過管道、輪船或陸路進行的國內和國際運輸,再到其在燃料電池等各領域的最終運用,與“氫經濟”相關的商業機遇數不勝數。
面對“氫經濟”帶來的機遇,歐盟各國紛紛加大投入。在交通領域,歐洲目前擁有超過200個加氫站,科隆、羅馬、奧斯陸、鹿特丹等城市已投入使用氫燃料電池巴士。未來還將修建更多加氫站,提高氫能源汽車的比例。在供暖領域,德國將重點建設氫氣網絡。5月,德國部分管道運營商公布計劃,將以改造后的天然氣管道為基礎,到2030年建成全長1200公里的氫氣網以增強儲運能力,項目預計耗資6.6億歐元。
成本是決定氫能能否大規模應用的關鍵因素。德國聯邦經濟和能源部認為,德國氫能制取和處理技術相對成熟。為了進一步降低使用成本,應該大規模擴建可再生能源水解制氫設施,并加速培育國內氫能市場,為長遠經濟效益投資。