当前位置: 新能源网 » 制氢 » 正文

欧盟“氢能战略”:既为当前,也为长远

日期:2020-09-02    来源:《中国石化》  作者:李北陵

国际新能源网

2020
09/02
10:41
文章二维码

手机扫码看新闻

关键词: 氢能源产业 欧盟氢能战略 氢能源战略

日前,欧盟委员会发布两份战略文件:《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合策略》。这两份战略文件相辅相成,计划未来十年向氢能产业投入数千亿欧元,与《欧洲绿色协议》和下一代欧盟复苏计划紧密结合,意在到2050年实现气候中和的目标,并为经济提供动力。这引起世界广泛关注。

欧盟“氢能战略”分三步走

从媒体披露的《欧盟氢能战略》看,这个战略包括两个目标取向的指导思想、战略实施的三大支柱、氢能开发阶段三步走策略和38项行动计划。

其战略目标包括两个方面,一是以“清洁能源、气候中和”,即为欧盟设置新的清洁能源投资议程,以实现在2050年实现气候中和的目标;二是“创造就业、经济复苏”,即在相关领域创造就业,进一步刺激欧盟在后疫情时代的经济复苏。

战略实施的三大支柱包括:第一,一个以能效为核心的更易于“循环”的能源系统,更有效地利用本地能源,同时最大程度实现当地工厂、数据中心等排放出的废热及由生物废物或废水处理厂产生的能源的再利用。第二,在终端领域大力推进电气化,打造一个百万数量级的电动汽车充电桩网络。第三,对难以实现电气化的领域,则用可再生氢能、可持续生物燃料和沼气替代。“这一战略的重点是主要依靠风能、太阳能生产可再生氢能。”即以清洁能源为原料的“绿色氢能”为倚重。

氢能开发三步走策略包括:第一阶段(2020~2024年),在欧盟境内建造一批单个功率达100兆瓦的可再生氢电解设备。2024年前,全欧的可再生氢制备总功率达到6000兆瓦,年产量超过100万吨。第二阶段(2025~2030年),在继续加大可再生氢制备产能的基础上,建成多个名为“氢谷”的地区性制氢产业中心。通过规模效应以较低廉的价格为人口聚集区供氢,以之为未来泛欧氢能网络的骨架。第三阶段(2030~2050年),重点是氢能在能源密集产业的大规模应用,典型代表是钢铁和物流行业。

38项行动计划主要包括修订现有立法、财政支持、研究部署新技术和数字工具、向成员国提供财政措施并逐步淘汰化石燃料补贴的指导、市场治理改革和基础设施规划、改善向消费者提供的信息等。

“氢能战略”瞻远顾近

欧盟的“氢能战略”,既为当前,也为长远。

从根本上说,是为了加速能源转型,推动气候友好型氢能的发展。欧盟的“氢能战略”,他们自己定义为一个“绿色能源过渡框架”。其重点是开发“绿氢”,即以风能和太阳能生产的氢气。虽然短期和中期,这个过渡框架还离不开化石能源,但借助低碳氢过渡可以快速减少排放,并支持经济的发展,这从长远、总体上可以减少污染排放。

从长远看,欧盟公布的战略设想是,到2024年将可再生能源生产的氢增长到100万吨,到2030年增长到1000万吨,最终实现建立一个更加一体化的能源系统的目标。从近期看,“氢能战略”也是欧洲新冠肺炎疫情后复苏经济的重要策略。新冠肺炎疫情导致整个欧盟的经济低迷。国际货币基金组织的《世界经济展望》报告预测,2020年经济增长,美国为-5.9%、欧元区为-7.5%、中国为1.2%、印度为1.9%。欧盟委员会自己也预计,2020年欧盟27个成员国平均经济增长率也为-7.5%。国际货币基金组织的预测,显然没有考虑疫情第二波、第三波爆发的情况,更没把经济大幅波动的更多影响因素考虑进去,比如供给中断的程度、全球金融市场状况急剧收紧、国内经济动荡、外部需求急剧下降、资本流动逆转,消费者行为变化、大宗商品价格暴跌等等。而这些因素事实上在相互作用,全球经济更糟糕的情况完全有可能出现。

毫无疑问,经济复苏已成欧盟的紧迫任务。而借助“氢能战略”,设置新的清洁能源投资议程,以刺激经济复苏,是一个可取的选项。所以,欧盟乐观地预言,通过“氢能战略”的实施,可以实现2050年达到全欧盟碳中和,氢能满足全欧盟24%的能源需求,创造至少540万个就业岗位的预期。

“氢能战略”机遇大于挑战

欧盟的“氢能战略”看似美好,要实现却存在很大挑战。

挑战之一:生产氢的原燃料化石能源难以替代。科学知识告诉我们,自然界没有现成的氢气,氢本身也不是能源,而只是一种能源载体,它要靠耗费其他能源来制取。也就是说,氢是二次能源,需要其他能源为原燃料来生产。而地球上可再生能源资源有限,即使早就致力于可再生能源开发的欧盟,也没有足够的可再生能源资源。最为传统的可再生能源水电,在欧洲已经没有多少可开发的空间。热泵和生活用能对整体能源结构的影响微乎其微。生物燃料也非常有限。剩下的就只有风力发电和光伏发电。但这两种可再生能源发电的最大问题是受天气的影响和制约。尽管国际能源署预计欧洲到2040年将有一半的发电量来自可再生能源,到2050年发电能源来源中92%都将为清洁能源,“化石能源几乎不见踪影”。但这是一个漫长的过程。在这之前,氢的生产显然离不开化石能源。只要以化石能源为生产氢的原料,污染排放就不可避免。

挑战之二:可再生能源生产氢的成本太高。氢按照原料、生产方法和二氧化碳排放量可以分为三种:一是基本上以化石能源(包括煤、天然气、石油)来生产的、伴有大量二氧化碳排放的氢,被称为“灰氢”;二是虽然用化石能源为原料制备,但所产生的二氧化碳通过捕集、埋存、利用,从而避免了大量排放的氢,被称为“蓝氢”,可以说是“灰氢”的升级版;三是用可再生能源如风电、水电、太阳能等去电解水生产的氢,基本上是污染零排放,所以称为“绿氢”。

从减少污染排放的角度,最理想的是“绿氢”,其次是“蓝氢”。但从成本的角度看,则正好相反,“灰氢”的成本最低,“蓝氢”次之,“绿氢”的成本最高。国际能源署估算,“绿氢”价格昂贵,目前价格约为“灰氢”的两倍以上。业界普遍承认,与其他能源相比,较高的使用成本往往使氢能遥不可及。氢能面临的最大挑战就是价格。成本是氢能扩张的决定性障碍。

挑战之三:取消补贴和碳边境调节税成为障碍。一方面氢的生产还离不开化石能源,另一方面欧盟委员会计划修订能源税指令,提高二氧化碳排放的价格,同时扩大排放权交易,要求各国努力取消对化石燃料的补贴。这些政策实施,必然加重以化石能源为氢气生产原料公司的成本负担,阻碍氢能的投资与推广应用。欧盟为了大规模使用价格高昂的氢气,又保持欧盟产品的国际竞争力,设想引入“碳边境调节税”,这也可能引发国际贸易争端。这和高昂的成本一样,会削弱投资的吸引力,增大“氢能战略”实施的风险。

然而,欧盟的“氢能战略”还是机遇大于挑战,给人以美好的期待。

第一,氢能相比其他能源更具有吸引力。氢作为一种理想的能量载体,确实有很多优点,比如氢在应用端是清洁燃料,可为燃料电池提供电能,多数情况可像天然气一样应用。氢气能以极高的转换效率(50%~90%)转化为电能或者其他燃料;氢气可以作为太阳能、风能等可再生能源波动性和不稳定性的补偿;氢气能以气态、液态甚至固态形式存储;氢气可以长距离通过管道或气罐进行运输;氢气是一种高能量质量比的燃料(142兆焦/千克),远高于化石燃料;氢气燃烧的最终产物只有水,使用中不会有污染物的排放等等,因此被誉为“无限可再生且相对无污染的燃料”。

第二,成本是一个可以逐步解决的问题。氢能成本包括三个环节:生产成本、储运成本、加氢成本。从根本上讲,三个环节成本的下降,都取决于规模扩大。只有规模扩大,产能利用率和基础设施利用率提升,单位氢能的生产成本才能大幅下降;当负荷利用率和基础设施规模效应提升,储运和加氢成本将大幅下降;生产氢的成本和储运成本下降,加氢成本也会相应下降。随着氢产业的发展,氢能制造业规模扩大,终端设备和零部件的成本也会相应大幅下降,这反过来会降低氢能的投资成本,进而带来生产成本、加氢成本的下降。所有环节成本的下降,都会增加氢能的投资吸引力,使氢能生产规模进一步扩大。

而从新能源发展的规律来看,氢的生产、储运和加氢这三个环节成本的下降途径和方法,都将随着氢能的发展,越来越受重视而逐步完善。今年1月,国际氢能委员会发布的《氢能成本竞争力提升路径》报告就认为,通过大规模扩大氢能生产、分销、设备和部件制造,可以进一步降低氢的成本。在接下来的10年,通过更低的可再生能源电价、电解水设备制造规模化及更低成本的碳封存设施发展,将大幅降低低碳和可再生能源制氢成本达60%。

第三,“氢能战略”兼顾了当前和长远。欧盟的“氢能战略”设计了一个“绿色能源过渡框架”,这个“过渡框架”的内容包括:短期和中期以低碳的“蓝氢”来过渡,兼顾成本和减排,既快速减少排放,又支持经济的发展;同时着眼长远,重点开发风能和太阳能生产的“绿氢”,以最终取代仍有污染排放的“蓝氢”。虽然,以化石能源为原料的“蓝氢”不是绿色氢气,但作为一种过渡技术,可以加速社会向绿色氢气的过渡。这就既认定了氢能替代的战略方向,同时又充分考虑了成本、规模、投资风险的现实,务实地采取了分步推进的策略,利于为氢能的长远发展开辟道路。

欧盟在化解“氢能战略”实施的障碍上也注重系统整合。欧盟的思路是建立一个整合的能源系统,让氢气支持整个欧洲工业、运输、发电和建筑物的脱碳。这个能源系统整合的策略,要旨是让不同的能源生产载体、基础设施及消费行业联系起来,实现统一规划和运营,并通过投资、监管、市场调研和技术创新等方法,将氢能的潜力转化为现实。

为打造统一的能源系统,欧盟还提出了38项行动计划,致力于完善能源金融体系,发起成立的“欧洲清洁氢联盟”,把扩大氢生产规模的投资渠道作为重中之重。

返回 国际新能源网 首页

新能源资讯一手掌握,关注 风电头条 储能头条 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发新闻

风电头条

储能头条

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能网 国际氢能网 国际充换电网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网