德国绿色氢气战略丨未来全球氢技术领导者和出口者

氢能首席观察按：近年来，德国进入了能源转型新阶段，目标是到2050年碳减排95％。尽管氢可能不是终极解决方案，但它无疑是能源转型的关键环节。从风能和太阳能发电中生产所谓的绿色氢气被视为向100％可再生能源系统过渡的重要路径。作为全球第四大经济体，德国计划每年投入1亿欧元用于氢技术的研究，以成为未来全球氢技术领导者和出口者。

7月18日，德国联邦经济部长PeterAltmaier（CDU）在柏林表示：在“能源革命真实世界实验室”中，希望每年投入1亿欧元来研究氢如何在热力、运输、和工业部门中作为能源载体大规模使用，逐步成为氢技术发展的全球领导者，现在是增加产业政策潜力的时候。

未来，当欧盟成员国以越来越高的速度脱碳时，氢技术将成为德国的下一个重大大出口选择——可能是一个数十亿美元的业务。与此同时，德国政府已宣布将在2019年底前制定氢能战略，环境部已经率先提出了“电力燃料行动计划”。

Pyrolysis

虽然欧盟委员会认为电力将成为2050年欧洲低碳能源系统的“支柱”，但仍有很多工作要做。据IEA统计，目前只有20％的欧洲能源需求通过电力来满足，可再生能源仅占欧盟最终能源消耗的7％。

虽然风能和太阳能发电正在快速增长，但氢气作为低碳气体可以通过满足重工业（炼钢、水泥等）的需求来填补电气化缺口。今天，欧洲几乎所有的氢气都来自天然气蒸汽重整过程，每千克氢气生产时碳排放为7-9千克。环境友好的氢生产方式是通过水电解，其使用可再生电力作为能源，不利的一面是电解槽的高成本和将电能转换成氢气时的能量损失。

DECARGAS项目探索一种化石能源热解的替代路线，在此过程中，天然气被加热到高温（1200℃）以产生氢气，剩下的唯一残留物是固体形式的碳，并不依赖于CCS来减少碳排放。石墨碳是一种“非常贵重的材料”，可用于炼钢或电动汽车用电池的制造。目前，热解制得每千克氢的成本约为2-3欧元，略高于蒸汽重整。AlbertoAbanades 主导的DECARGAS项目此前曾获得欧盟研究与创新倡议EITRaw Materials二等奖。

Power-to-X

P2X作为一种环境友好的替代方案，通过电解将水分解成氧气和氢气，甚至可以进一步用氢气加工合成绿色天然气，汽油，柴油或煤油。

据世界能源理事会测算，到2050年，全球绿色合成燃料市场有望达到10,000到20,000 TWh / a的规模，约能替代当今全球原油需求的50％。目前，壳牌ITM Power正在德国莱茵河畔的Wesseling建造世界上最大的氢电解厂。该厂计划于2020年开始运营，每年生产1,300吨氢气。

德国萨克森-安哈尔特州BadLauchstädt也计划利用风力发电通过35MW电解槽转化为绿色氢气，并在为此专门配备的盐穴中储存。绿色氢气可通过气体管道输入本地工业用氢气网络或用于城市交通。通过该项目，可在工业规模上对绿色氢气的智能和合理集成进行全面测试。

该地下盐穴将储存5,900 万立方米的氢气，相当于约1.5亿千瓦时能量，可满足20,000个城市居民家庭的年供暖需求。它将成为欧洲大陆第一个氢气洞穴，也是世界上第一个储存绿色氢气的设施。

德国能源转型的成本一直最具争议的话题，尤其在加速弃核、弃煤背景下，能源转型的总体经济成本和效益始终难以捉摸。Peter Altmaier在他担任环境部长期间曾表示，能源转型成本和能源供应转型最终可能达到约一万亿欧元规模。尽管语出惊人，但任何评估都必须考虑到降低气候变化的收益。

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