“當(dāng)前，人們已經(jīng)廣泛認(rèn)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(jì)脫碳的重要手段?！豹毩⒀芯繖C(jī)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(jì)復(fù)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(jì)體的脫碳進(jìn)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(kuò)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(jì)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(jì)脫碳”無關(guān)的氫用途的消費量一直在不斷增長。
全球氫需求及各領(lǐng)域消費量占比
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?！氨M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(biāo)，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(kuò)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(xué)品和鋼鐵，交通領(lǐng)域中的卡車、船舶和飛機(jī)。
此外，法國國際關(guān)系研究所還補(bǔ)充說，氫的使用前景十分廣泛，例如，它被普遍認(rèn)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?！眻蟾嬷赋?，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(fù)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。
電解槽使用率與氫能成本
“電解槽具有靈活性，”法國國際關(guān)系研究所認(rèn)為，當(dāng)電網(wǎng)成本或電力“碳含量”過高時，可以停止工作，更多的用太陽能和風(fēng)能為其供電。
該報告認(rèn)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(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，也將有助于降低制氫成本?！眻蟾鎻?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，其大規(guī)模部署也為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要機(jī)遇。從成本來看，綠氫將很快能夠與基于化石的氫競爭。
“合理的氫戰(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，這需要對未來20年的發(fā)展做出規(guī)劃。”法國國際關(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(kuò)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(jìn)行評估。該報告介紹，日本和韓國已制定了強(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、住宅和電力行業(yè)。
為了加速實現(xiàn)歐洲脫碳的目標(biāo)，報告還強(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，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(jì)高效地推進(jìn)清潔氫能部署；制定“清潔氫能解決方案”的路線圖和示范項目；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；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?！狈▏鴩H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(jì)復(fù)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(jī)會。
