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氢能发展的德国经验

北极星氢能网 来源:中国电力新闻网  作者:张栋钧 于琳娜  2021/8/18 9:47:42 我要投稿

北极星氢能网讯:德国国际合作机构(GIZ)作为一家致力于全球可持续发展的德国联邦政府企业,在中德战略伙伴关系框架下开展合作已有40年,积极推动符合中德两国利益和意愿的国际合作。

作为中德两国政府在能源领域的正式对话平台和机制,中德能源与能效合作伙伴项目致力于围绕能效提升(中德能效工作组)和可再生能源发展(中德能源工作组),通过深入交流可持续能源系统发展相关的政策、最佳实践和技术知识,促进和推动两国正在进行的意义深远的“能源转型”。受德国联邦经济和能源部(BMWi)委托,GIZ作为德方实施机构,负责中德能源与能效合作伙伴项目的整体执行。负责整体指导和协调中德能源与能效合作伙伴项目的中方部门是国家发展和改革委员会(NDRC)和国家能源局(NEA)。

Tim Nees在中德能源与能效合作伙伴项目主要负责中德企业合作和氢能议题。在本篇访谈中,他详细阐述了德国国家氢能战略框架下的德国氢能发展的未来。

大型氢能项目简介及创造市场监管条件

中国电力报:不久前,德国联邦经济和能源部、联邦交通部宣布将提供80亿欧元资助62个大型氢能项目。这其中有哪些项目比较特别,值得关注?

Tim Nees:作为“欧洲共同利益重要项目”(IPCEI)的一部分,德国联邦政府从230个项目申请中筛选出62个大型氢能项目提供资金支持。这些项目将汇聚欧洲企业力量,在政府资金支持下,为欧洲单一市场的经济增长、就业和企业竞争力提供重要推动力。这些项目覆盖整个氢能市场的价值链,包括氢能生产、运输以及工业等领域应用。其中,50个项目由德国联邦经济和能源部(BMWi)选出,12个项目由德国联邦交通和数字基础设施部(BMVI)选出。

由德国联邦经济和能源部(BMWi)选出的项目包括建设产能共计2吉瓦绿色氢能电解生产项目建议,这占到了德国国家氢能战略制定的到2030年实现5吉瓦产能目标的40%。为确保生产出来的绿氢能够输送出去,德国还将建设1700千米长的氢气输送管道。生产的绿氢可应用于能源密集型行业,如合成氨、钢铁和化工行业,从而减少这些行业的二氧化碳排放。

在交通领域,氢能及其下游产品如合成氨和合成燃料将有助于该领域的脱碳,特别是公路、海运和航空货运。德国联邦交通部所选的项目侧重燃料电池和电动车的生产和制造,其中包括客车、卡车以及市政公共用车。此外,交通部还计划支持建设覆盖全国的互联、跨国界加氢基础设施。

中国电力报:德国将为氢能发展创造怎样的市场监管条件?

Tim Nees:2020年6月,德国政府发布了国家氢能战略,为本国和国际氢能市场的发展制定了明确的方向,并以38项措施作为支撑。

根据该战略,快速推广氢能市场的第一步将是为氢能的生产和使用建立一个强大的国内市场。该战略概述了设立氢能市场监管条件、出台安全和质量标准,以及国家和国际层面有效协调的必要性。

在氢能生产方面,德国政府将完善可再生电力制氢的有效框架条件,政府将引导和调整可再生能源电价,从而促进绿色氢能的生产。此外,交通和供热部门的化石燃料二氧化碳定价将作为另一项重要措施得到进一步审查,以提高绿色氢能的竞争优势(措施1)。

在氢能应用方面,德国政府已将欧洲可再生能源指令(RED II)纳入国家法律,该指令要求到2030年公路和铁路运输中的可再生能源比例至少达到14%。预计该配额要求将增加燃料电池技术和合成燃料的市场。对于航空运输,目前正在讨论引进至2030年达到2%的合成煤油配额(措施5)。此外,德国政府已经宣布,将制定进一步的监管法规,为氢能基础设施的扩建提供保障(措施20)。

在欧洲层面,德国联邦政府将倡导引进绿色氢能的可持续性标准、质量基础设施和原产地证明,以及在各应用领域的欧盟法规和规范。此外,德国政府已经宣布将与其他国家开展双边和多边平台对话,从而为氢能全球伙伴关系的建立和交易铺平道路(措施30)。

除了监管条件,德国政府还为工业部门向零碳技术转型(措施14),增加高效燃料电池在建筑供热中的使用(措施18),以及在氢能整个价值链上开展研究(措施24)这些领域提供资金支持。

能源供应安全及对氢能"炒作"的回应

中国电力报:德国的能源对外依存度较高,未来也将进口大量的氢能。请问政府有无降低能源对外依存度的计划?在保障国家能源安全方面有哪些举措?

Tim Nees:德国联邦政府在国家氢能战略中预测,到2030年,德国氢能的需求量约为90至110太瓦时。为了满足这一需求,德国将在2030年前建造总产能达5吉瓦的制氢站。然而,由于德国的可再生能源发电容量有限,能源转型所需的氢能总量似乎不太可能单独在德国生产。因此,德国将不得不依赖氢能国际市场,这可以产生积极的效果。它不仅将为德国和欧盟创造新的贸易关系,而且还会促进能源来源和输配路线的多元化,从而提高能源供应安全程度。

更具体来说,德国政府在国家氢能战略中指出,德国计划加强与欧盟成员国的合作,特别是与北海和波罗的海沿岸的国家,但也包括与南欧国家的合作。海上风电在这里将发挥重要作用。德国政府将与北海和波罗的海沿岸各个国家合作,通过建立一个可靠的海上风能监管框架来推动氢能生产。德国也寄希望于系统地和其他伙伴国家合作并联合开发氢能生产基地,例如通过技术合作的形式。

中国电力报:有一些观点认为,现在氢能发展是“炒作”“骗局”,制造氢的过程中的能源消耗远远大于所创造的能源。您如何看待这种观点?如何避免氢能市场“野蛮无序”的发展?

Tim Nees:诚然,可再生能源制氢的水电解过程会造成能源转换损失,即意味着以氢气形式产出和储存的能量比最初投入的电能要少。因此,与直接使用电力相比,氢能将仍然是一种非最优能源介质。

但是在某些特定行业如航空、海运或钢铁和化工,能源储存的空间有限或需要一定工艺要求的工业热能,这种情况下电能替代要么不可行,要么不经济。因此在这些行业中,氢能及其下游产品,如氢基合成煤油可以成为航空化石燃料的替代品。

因此,氢能将在德国实现2045年碳中和这一雄心勃勃的气候目标中发挥作用。国家氢能战略这样描述,“可再生能源的发展和能源效率的提升是我们实现清洁、安全和可负担的能源供应的基础”,而“氢能将在加强和完成能源转型这一过程中发挥关键作用”。

然而,即使在未来几年氢能也仍将是一种稀缺资源。德国国家氢能战略引入了改善框架条件的措施,并提出了资金和激励措施的纲要。此外,该战略明确了发展优先级,以确保引导资金抵达最需要氢能的部门。

蓝氢与绿氢的关系及激励政策

中国电力报:在一些国家的氢能战略中,将用蓝氢作为桥梁,最终实现绿氢的发展。德国的氢能战略是否也会沿用此种路线?

Tim Nees:根据德国国家氢能战略,因绿氢在制备过程中无需消耗化石燃料,是唯一的可持续氢能类型。因此,德国政府聚焦绿氢的快速市场推广。

“蓝氢”或“灰氢”的提取过程需要天然气和煤炭等化石燃料,从而无法避免二氧化碳的排放。虽然蓝氢生产过程中排放的二氧化碳排放可以部分被捕获并储存在地底下,但这将带来巨大的成本和环境风险。

不过,根据德国联邦政府预测,蓝氢将在未来发展起来的欧洲氢能市场上发挥作用。在这种情况下,德国国家氢能战略设想,德国将暂时性应用包括蓝氢在内的氢能产品组合作为过渡,直到绿氢供应达到充足状态。

中国电力报:现阶段绿氢的成本依然较高。德国政府对绿氢产业有无补贴机制或优惠政策?

Tim Nees:德国政府为氢能发展从研发到规模化应用的整个产业链提供政策激励。目前已经启动了几个相关资助计划,为那些从基于化石燃料技术的企业向低碳或零碳工艺转型提供补贴和支持。例如,“工业部门去碳化”和“工业生产中的氢能使用(2020~2024)”资助计划,以及“碳差价合约(CCfD)”试点,即通过保证因避免排放而产生的实际成本与碳排放交易价格之间的成本平价,使绿色低碳技术的投资环境更加稳定。

德国国家氢能战略还指出,德国政府计划增加行业内的知识共享和同行交流,尤其是在能源密集型行业。从去年开始启动的钢铁、化工、物流和航空领域的利益相关者对话机制为特定行业就氢能应用的挑战和机遇进行交流创造空间。

此外,为了将创新解决方案从科研实验室转移到实际应用中,并加快氢能在工业领域的应用,德国联邦经济和能源部正在资助诸如“能源转型的监管沙箱”等创新计划,总资助额达6亿欧元。这些项目的目标是通过让科研专家在真实的市场条件和工业规模环境下测试能源技术,将研究创新转化为实际应用。最近,德国经济能源部启动了德国北部监管沙箱项目,其重点是用绿氢取代现有天然气输配系统中的天然气。如果成功的话,这个项目的举措每年可减少50万吨的二氧化碳排放。

中德两国在氢能领域可展开更多合作

中国电力报:在氢能领域,德国与中国具体有哪些可以合作的项目?德国有哪些经验可向中国分享?

Tim Nees:中国和德国都已经认识到氢能的潜力及其在助力两国碳中和过程中的巨大作用。实现绿色低碳和经济可靠的能源供应这一共同目标为中德合作共赢创造空间和环境。

推动绿色氢能发展是两国政府建立的中德能源与能效合作伙伴框架下的重要议题之一。该伙伴关系作为中德两国政府在能源领域的官方对话平台,致力于推动两国可再生能源和能效相关议题上的双边交流与合作。通过推动两国利益相关者和专家之间的持续对话和交流研讨,德国国际合作机构(GIZ)及其中方合作伙伴支持中德两国关于氢能战略、政策以及发展趋势的交流。

当前中国国家氢能源发展规划还在起草和制定中,综合全面的顶层设计将大力推动产业的健康有序发展,引导产业利益相关方在氢能生产、基础设施和应用方面的投资和创新。德国已于2020年6月发布其国家氢能战略,其积累的经验可在国际同行分享中为交流双方带来新的思路,其中包括如德国出于长期生态考量而聚焦发展绿色氢能等思路。


原标题:氢能发展的德国经验   ——访德国国际合作机构、中德能源与能效合作伙伴项目专家Tim Nees

标签:氢能 制氢 绿氢

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