2020-05-07 11:05:52 能源发展与政策 　 作者： 吴昊  

“当前，人们已经广泛认识到，更大范围地使用清洁氢能可以成为实现欧洲经济脱碳的重要手段。”独立研究机构法国国际关系研究所(IFRI)日前发布了一份题为《欧盟氢能战略展望》的报告说。

报告指出，一项稳健、成本效益高的欧洲氢能战略将成为“欧盟经济复苏计划”的支柱，而该战略应与《欧洲绿色协议》一致，加速欧洲经济体的脱碳进程。同时，欧盟需要通过有效的公共支持计划和系统方法确保氢能规模的扩大，从而推动其成本的大幅降低，并在就业、价值创造和竞争力方面为欧洲带来最大经济效益，同时有效实现脱碳。

潜在需求广泛

报告指出，目前，全球每年有约7000万吨氢气的需求，欧盟约占全球氢需求的9%。其中，占比最多的是燃料的精炼，其次是用于农业、矿业和工业用途的氨和甲醇的生产。同时，这些与“经济脱碳”无关的氢用途的消费量一直在不断增长。

全球氢需求及各领域消费量占比

在交通运输领域，清洁氢能主要适用于长途卡车和汽车，而欧洲已对此开始部署。“尽管欧洲汽车制造商将纯电动汽车和轻型汽车列为优先发展目标，但氢能长途卡车和旅游车以及与之伴随的加氢站，有着更大的发展需求。”法国国际关系研究所指出，“对于氢燃料电池车和辅助基础设施而言，迫切需要通过扩大规模和批量生产来降低成本。”此外，以氨作为燃料的深海运输，以及航空业，都将产生大量对于氢的需求。

根据该报告，对于减少“最难直接电气化或完全电气化”的工业以及运输部门的温室气体排放，清洁氢能是一种主要的方式，例如工业领域中的化学品和钢铁，交通领域中的卡车、船舶和飞机。

此外，法国国际关系研究所还补充说，氢的使用前景十分广泛，例如，它被普遍认为是一种储能的方式，同时，在2035年后，清洁氢能还可以通过与天然气基础设施的部门耦合，成为欧洲实现完全脱碳的重要选项。

降低“绿氢”成本

“全球约有98%的氢是由化石燃料制备的。”报告指出，目前，低碳、绿色的氢仅有1%-2%。当前，生产低碳氢主要有三种方式：通过低碳电力电解水、使用碳捕集与封存(CCS)进行甲烷蒸汽重整制氢，以及使用低碳电进行天然气热解。

其中，电解的方式是把水分解成氢和氧，目前有三种类型的电解槽：碱性电解槽(AEM)、质子交换膜电解槽(PEM)和固体氧化物电解槽(SOEC)。大型(>100兆瓦)碱性电解槽已经存在了较长时间，尤其是在挪威，其电氨厂向欧洲输送了大部分氮肥，加拿大、智利、埃及、冰岛、印度、秘鲁和津巴布韦也都建有电氨厂。

法国国际关系研究所表示，与普遍持有的看法相反，因为不需要贵重材料，超大规模的电解槽价格仅为400欧元/千瓦，并不十分昂贵。因此，如果其容量系数(或利用率)每年不低于3000个满负荷小时(FLH)，甚至可以大于5000FLH，则电解成本将由电力成本而不是电解槽成本决定。

电解槽使用率与氢能成本

“电解槽具有灵活性，”法国国际关系研究所认为，当电网成本或电力“碳含量”过高时，可以停止工作，更多的用太阳能和风能为其供电。

该报告认为，电解水制氢的同时，还可以产生具有很大市场价值的副产品——氧，从而降低制氢成本。从广泛的脱碳角度来看，这一过程产生的氧可以用于固体生物质的气化或燃料的氧化，这是一种有助于碳捕获和封存(CCS)提高废气中二氧化碳浓度的方法。

此外，“增加部署，扩大产业规模，也将有助于降低制氢成本。”报告强调，清洁的氢将在“经济脱碳”方面发挥重要作用，同时，其大规模部署也为经济发展提供了重要机遇。从成本来看，绿氢将很快能够与基于化石的氢竞争。

“合理的氢战略”

“目前，欧洲氢工业已经基本具备逐步扩大规模的条件，这需要对未来20年的发展做出规划。”法国国际关系研究所认为，尽管发展清洁氢能是必不可少的，但它目前仍伴随着技术和经济的挑战，“无可争议的是，能源投入、运输和分配系统的成本、可用性以及有利的政策环境比简单的扩大规模更加重要。”

鉴于许多国家已经在氢能领域取得一定的成就，法国国际关系研究所建议，欧盟须对日本和韩国等国家制定的战略进行评估。该报告介绍，日本和韩国已制定了强有力的工业战略，在公众的大力支持下，将“碳密集型”氢能推向了汽车、住宅和电力行业。

为了加速实现欧洲脱碳的目标，报告还强调了最初应采取的“合理的氢战略”。例如：根据系统的收益和成本，确定性和不确定性，主要和次要优先级，时间表，以及欧洲氢能行业的优势与劣势，评估所有可参考的国际发展路线;逐步且经济高效地推进清洁氢能部署;制定“清洁氢能解决方案”的路线图和示范项目;保护欧盟各层次的氢产业利益相关者，防止外部收购;在全球市场和竞争时，保证欧盟内清洁氢能和富氢燃料及原料的公平竞争环境。

“为了实现‘脱碳’承诺，需要有一个有利于投资的环境。”法国国际关系研究所表示，随着应对“新冠病毒疫情”的结束，欧洲各国政府将为“后封锁时期”的经济复苏提供刺激政策，对于清洁氢能和其他脱碳技术，将是一个不应错过、也不应浪费的机会。