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消除碳排放和解決氣候變化問題的挑戰(zhàn)如此之大，以至于我們沒有時(shí)間去“挑選”想法或技術(shù)。我們需要開始把事情做好，接受會有失敗的事實(shí)，信奉創(chuàng)新的箴言：“快速失敗，更快成功。”
我們必須找到解決新能源障礙的方法，包括綠色氫能及其衍生的電子燃料，這幾乎肯定會成為綠色能源世界的特征。技術(shù)釋放了氫生產(chǎn)的潛力，但如果我們要創(chuàng)造一個(gè)可行的、價(jià)格有競爭力的氫經(jīng)濟(jì)，還有更多因素在起作用。
西門子能源公司負(fù)責(zé)新能源業(yè)務(wù)的高級副總裁Stefano Innocenzi討論了氫經(jīng)濟(jì)成功的監(jiān)管、政治、物流和經(jīng)濟(jì)障礙。使用綠色氫能如何在經(jīng)濟(jì)上獲得回報(bào)？我們?nèi)绾谓档图夹g(shù)成本，讓承購者使用綠色氫？
我們?nèi)绾渭涌焱顿Y步伐，以適應(yīng)氣候變化的緊迫性，并確保歐洲能夠成為這一全球發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者？能源獨(dú)立的驅(qū)動會降低氫生產(chǎn)的競爭力嗎？我們需要用可再生能源取代化石燃料，這是一個(gè)全球性的問題，需要一個(gè)全球性的、有競爭力的解決方案。有哪些障礙，我們能做些什么來消除它們？
為什么氫作為能量載體和存儲介質(zhì)對燃料轉(zhuǎn)換很重要…
全球許多政府都在尋求可再生能源，如風(fēng)能和太陽能，以減少社會的碳排放。最有效的方法就是直接使用這些可再生資源。
直接電氣化需要在新的充電基礎(chǔ)設(shè)施、新的電動汽車、熱泵等方面進(jìn)行大量投資，但直接電氣化并不總是最佳或唯一的選擇。沒有合成噴氣燃料，航空旅行就無法脫碳，鋼鐵生產(chǎn)無法通過直接電氣化來脫碳，重型公路運(yùn)輸還有許多其他潛在的可行選擇，從電池電力取代燃料電池，到電子燃料和架空線路。
此外，對可再生能源的預(yù)期需求意味著繼續(xù)依賴能源進(jìn)口，這就需要使可再生能源能夠長距離運(yùn)輸，并從世界上最好的風(fēng)能地點(diǎn)運(yùn)送到需求中心，而這只能通過使用液體燃料來實(shí)現(xiàn)。電子燃料允許可再生能源從沒有能源需求的地方輸送到高需求和高二氧化碳的地區(qū)2排放。
氫是一種很好的能量載體和儲存介質(zhì)。在所有普通燃料中，按重量計(jì)算，它的能量含量最高，大約是汽油的三倍。它是一種清潔燃燒的燃料，當(dāng)在燃料電池中與氧氣結(jié)合時(shí)，產(chǎn)生熱和電，只有水蒸氣作為副產(chǎn)品，使其成為脫碳的理想選擇。
盡管可再生能源是綠色世界等式的重要組成部分，但生產(chǎn)水平不可避免地會隨著風(fēng)吹日曬而波動。因此，可再生能源系統(tǒng)無法單獨(dú)提供24/7的解決方案，需要大量的可調(diào)度容量來提供能源，以滿足可再生能源無法滿足的需求。因此，可再生能源系統(tǒng)需要分子，而且這些分子必須是綠色的。用可再生的氫氣代替天然氣滿足了這一需求。
可再生能源電力的價(jià)格取決于位置，而位置會影響裝置的容量系數(shù)。例如，對于風(fēng)力發(fā)電，智利的陸上發(fā)電廠的容量系數(shù)比位于中歐的發(fā)電廠高得多，前者的風(fēng)力發(fā)電時(shí)間為6000小時(shí)，后者為2500小時(shí)。同樣，在中東等地區(qū)，太陽能發(fā)電廠的容量系數(shù)意味著能源成本比溫帶地區(qū)低得多。氫及其衍生燃料為這種更廉價(jià)的可再生電力在全世界的運(yùn)輸提供了機(jī)會。
制氫的目標(biāo)
氫氣目前只占全球能源組合的一小部分，即使是很少的一部分，大部分也是由化石燃料生產(chǎn)的——但這種情況將會改變。
作為歐盟到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和承諾的一部分，它制定了一項(xiàng)計(jì)劃，到2030年擁有2 x 40 GW的可再生電解槽，其中40GW在歐盟內(nèi)部，40GW在外部。該計(jì)劃詳細(xì)說明，到2024年，歐盟將有6GW的可再生氫電解槽，生產(chǎn)多達(dá)100萬噸的可再生氫。
最近關(guān)于俄羅斯入侵烏克蘭的討論以及如何減少我們對俄羅斯天然氣的依賴的問題，在歐盟層面引發(fā)了額外的政治動態(tài)，并可能加速對氫氣行業(yè)的投資。但這些目標(biāo)都面臨著壓力。
物流——規(guī)模和位置
氫氣的產(chǎn)量需要滿足現(xiàn)有氫氣應(yīng)用和額外的碳密集型應(yīng)用的需求。這不僅是容量的問題，也是地點(diǎn)的問題。
第一個(gè)挑戰(zhàn)是規(guī)模。綠色氫能的生產(chǎn)是存在的，技術(shù)也是可行的。以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格將氫產(chǎn)量提升到工業(yè)規(guī)模是當(dāng)務(wù)之急。
預(yù)計(jì)歐洲在直接利用氫氣方面的投資將主要涉及位于歐洲的項(xiàng)目，因?yàn)闅錃獠蝗菀组L距離運(yùn)輸。然而，液體燃料，如氨、甲醇和新的液態(tài)有機(jī)氫載體（LOHC )，可以根據(jù)需要吸收和釋放氫，可以很容易地運(yùn)輸?shù)饺蚋鞯兀瑥亩浞掷萌蜃罴盐恢玫牧畠r(jià)風(fēng)能和太陽能。它們允許可再生能源從沒有能源需求的地方輸送到高需求和高二氧化碳的地區(qū)2排放。它們的使用為加速全球可再生能源投資和出口歐洲的氣候技術(shù)提供了巨大的機(jī)會。
大規(guī)模氫項(xiàng)目的最近一個(gè)例子是正在丹麥南部Aabenraa建造的50MW范圍的電解裝置。它由附近300 MW Kass? solar park的太陽能供電，將為歐洲能源公司開發(fā)和運(yùn)營的世界上第一個(gè)大規(guī)模商業(yè)電子甲醇生產(chǎn)設(shè)施供電，該項(xiàng)目將生產(chǎn)具有成本效益的電子甲醇，以支持大規(guī)模的CO2－中立運(yùn)輸。
現(xiàn)有的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該重新用于氫能的使用。所有主要的原始設(shè)備制造商都在大力投資/努力使他們的渦輪機(jī)在2030年前100%使用氫氣——今天，燃?xì)鉁u輪機(jī)能夠混合燃燒氫氣和天然氣，這提供了一種在短期內(nèi)減少碳排放的現(xiàn)成方法。
為了克服規(guī)模和運(yùn)輸?shù)恼系K，需要正確的監(jiān)管框架來促進(jìn)對工業(yè)規(guī)模項(xiàng)目的投資，并確保可以使用電子燃料從歐盟以外進(jìn)口可再生能源。
監(jiān)管和政治影響
據(jù)估計(jì)，到2030年，全球整個(gè)價(jià)值鏈上的氫能項(xiàng)目總投資將達(dá)到5000億美元一，其中大約三分之一將來自歐洲。在這個(gè)管道中的項(xiàng)目中，也有大約三分之一被認(rèn)為是“成熟的”（在規(guī)劃階段），已經(jīng)通過了最終投資決策（FID)，或者與一個(gè)已經(jīng)在建、委托或目前正在運(yùn)營的項(xiàng)目相關(guān)。
所有部門的去碳化努力導(dǎo)致了一場可再生能源的戰(zhàn)爭。歐盟不希望氫能與電動汽車所需的綠色電力競爭。然而，更有意義的做法是，將所有承購部門的需求，無論是氫、工業(yè)還是一般的家庭電力供應(yīng)，都包括在內(nèi)，并納入建設(shè)可再生能源能力的目標(biāo)。
在歐洲，增加氫和氫衍生燃料以及開發(fā)工業(yè)規(guī)模項(xiàng)目的主要驅(qū)動力目前是資金和融資工具（歐洲共同利益重要項(xiàng)目（IPCEI)、國家援助框架、GBER、歐盟創(chuàng)新基金）。在歐洲，補(bǔ)貼將來自氫項(xiàng)目的重要?dú)W洲共同利益項(xiàng)目（IPCEI)，這些項(xiàng)目旨在支持整個(gè)氫供應(yīng)鏈的發(fā)展。如果歐洲要成功實(shí)現(xiàn)其氫經(jīng)濟(jì)的雄心，關(guān)鍵是IPCEI的資金要盡快到位并運(yùn)行，國家補(bǔ)貼要到位。
可再生能源指令（RED）的授權(quán)法案將規(guī)定在何種條件下由電力生產(chǎn)的氫氣可被視為“綠色”。目前，其中一部分包括額外性：氫工藝中使用的可再生電力需要是額外的，而不是來自現(xiàn)有的可再生電力生產(chǎn)，并且從未得到補(bǔ)貼。問題是，這實(shí)際上意味著每個(gè)氫項(xiàng)目必須等到有新的無補(bǔ)貼的可再生電力來支持這一過程。
如果額外性與歐洲治理?xiàng)l例掛鉤，歐洲可以更快。成員國需要交付他們的可再生能源份額，以滿足EU－到2030年40%可再生能源的目標(biāo)。如果主辦該項(xiàng)目的成員國有望實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，額外獎勵應(yīng)被視為“既定的”。或者，歐盟也可以引入一個(gè)更靈活的規(guī)則手冊“先行”期，直到達(dá)到最初的6GW目標(biāo)。
實(shí)現(xiàn)能源自給自足的愿望是可以理解的，但不太現(xiàn)實(shí)。我們不要忘記，我們的繁榮建立在貿(mào)易的基礎(chǔ)上，能源也不例外。歐洲應(yīng)該致力于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略能源自主，而不是為自給自足而繁榮。這應(yīng)建立在加速部署國內(nèi)可再生能源和能源進(jìn)口的基礎(chǔ)上。
