氫能戰(zhàn)略將成為“經(jīng)濟復蘇”支柱

“當前，人們已經(jīng)廣泛認識到，更大范圍地使用清潔氫能可以成為實現(xiàn)歐洲經(jīng)濟脫碳的重要手段。”獨立研究機構(gòu)法國國際關(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》的報告(以下簡稱“報告”)說。

報告指出，一項穩(wěn)健、成本效益高的歐洲氫能戰(zhàn)略將成為“歐盟經(jīng)濟復蘇計劃”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)濟體的脫碳進程。同時，歐盟需要通過有效的公共支持計劃和系統(tǒng)方法確保氫能規(guī)模的擴大，從而推動其成本的大幅降低，并在就業(yè)、價值創(chuàng)造和競爭力方面為歐洲帶來最大經(jīng)濟效益，同時有效實現(xiàn)脫碳。

潛在需求廣泛

報告指出，目前，全球每年有約7000萬噸氫氣的需求，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，這些與“經(jīng)濟脫碳”無關(guān)的氫用途的消費量一直在不斷增長。

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

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

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

降低“綠氫”成本

“全球約有98%的氫是由化石燃料制備的。”報告指出，目前，低碳、綠色的氫僅有1%~2%。當前，生產(chǎn)低碳氫主要有三種方式：通過低碳電力電解水、使用碳捕集與封存(CCS)進行甲烷蒸汽重整制氫以及使用低碳電進行天然氣熱解。

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)存在了較長時間，尤其是在挪威，其電氨廠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。

法國國際關(guān)系研究所表示，與普遍持有的看法相反，因為不需要貴重材料，超大規(guī)模的電解槽價格僅為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個滿負荷小時(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。”法國國際關(guān)系研究所認為，當電網(wǎng)成本或電力“碳含量”過高時，可以停止工作，更多地用太陽能和風能為其供電。

該報告認為，電解水制氫的同時，還可以產(chǎn)生具有很大市場價值的副產(chǎn)品——氧，從而降低制氫成本。從廣泛的脫碳角度來看，這一過程產(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，擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，也將有助于降低制氫成本。”報告強調(diào)，清潔的氫將在“經(jīng)濟脫碳”方面發(fā)揮重要作用，同時，其大規(guī)模部署也為經(jīng)濟發(fā)展提供了重要機遇。從成本來看，綠氫將很快能夠與基于化石的氫競爭。

采取合理氫戰(zhàn)略

“目前，歐洲氫工業(yè)已經(jīng)基本具備逐步擴大規(guī)模的條件，這需要對未來20年的發(fā)展作出規(guī)劃。”法國國際關(guān)系研究所認為，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)濟的挑戰(zhàn)，“無可爭議的是，能源投入、運輸和分配系統(tǒng)的成本、可用性以及有利的政策環(huán)境比簡單的擴大規(guī)模更加重要。”

鑒于許多國家已經(jīng)在氫能領(lǐng)域取得一定的成就，法國國際關(guān)系研究所建議，歐盟須對日本和韓國等國家制定的戰(zhàn)略進行評估。該報告介紹，日本和韓國已制定了強有力的工業(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、住宅和電力行業(yè)。

為了加速實現(xiàn)歐洲脫碳的目標，報告還強調(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、時間表以及歐洲氫能行業(yè)的優(yōu)勢與劣勢，評估所有可參考的國際發(fā)展路線;逐步且經(jīng)濟高效地推進清潔氫能部署;制定“清潔氫能解決方案”的路線圖和示范項目;保護歐盟各層次的氫產(chǎn)業(yè)利益相關(guān)者，防止外部收購;在全球市場和競爭時，保證歐盟內(nèi)清潔氫能和富氫燃料及原料的公平競爭環(huán)境。

“為了實現(xiàn)‘脫碳’承諾，需要有一個有利于投資的環(huán)境。”法國國際關(guān)系研究所表示，隨著應(yīng)對“新冠病毒疫情”的結(jié)束，歐洲各國政府將為“后封鎖時期”的經(jīng)濟復蘇提供刺激政策，對于清潔氫能和其他脫碳技術(shù)，將是一個不應(yīng)錯過、也不應(yīng)浪費的機會。