德國國家氫能戰(zhàn)略提出,只有以可再生能源為基礎(chǔ)的氫氣(綠氫)才可持續(xù),2035年電解制氫達(dá)到10 GW,但德國要實現(xiàn)其戰(zhàn)略目標(biāo),將面臨六大難題!
經(jīng)過兩次延期,德國聯(lián)邦政府終于在6月10日公布了醞釀已久的《國家氫能戰(zhàn)略》。該文件指出,氫能對于德國核心部門(如鋼鐵和化學(xué)工業(yè))以及交通運(yùn)輸部門的脫碳至關(guān)重要。未來,氫能技術(shù)可以發(fā)展成為德國出口的核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
德國政府詳細(xì)制定了2030年之前的氫能發(fā)展路線圖,并將未來十年分為兩個階段:2020-2023年,目標(biāo)是擴(kuò)大國內(nèi)氫能市場;2024-2030年,在鞏固國內(nèi)市場的基礎(chǔ)上擴(kuò)大歐盟和國際合作。
根據(jù)該戰(zhàn)略,德國將在2030年前建成總功率達(dá)5GW的電解制氫設(shè)備,并建議在2035年進(jìn)一步提升至10GW。
德國政府還明確,電解制氫所需的可再生能源,將享有免除可再生能源附加費(fèi)(EEG Umlagen)的待遇;制氫企業(yè)將獲得電解設(shè)備投資補(bǔ)貼和碳排放額度獎勵等。
但該戰(zhàn)略未得到滿堂喝彩,諸多現(xiàn)實困難,仍有待解決。德國要實現(xiàn)其氫能戰(zhàn)略目標(biāo),將面臨六大難題。
難題一:德國可再生能源無法支撐龐大綠氫需求
德國氫能戰(zhàn)略中提到,制氫企業(yè)將獲得電解設(shè)備投資補(bǔ)貼,補(bǔ)貼受益對象僅是由可再生能源電解制備的氫氣,即所謂的綠氫。其他方法制備的氫氣并不在此列。
根據(jù)氫氣制備方法的不同,一般可將氫氣分為綠氫、藍(lán)氫、青氫及灰氫。綠氫的制備過程中,全產(chǎn)業(yè)鏈無碳排放;灰氫由工業(yè)副產(chǎn)氣制取,制備過程伴隨著大量二氧化碳的生產(chǎn),對能源轉(zhuǎn)型意義不大。
藍(lán)氫則由煤或天然氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)而產(chǎn)生,裂解過程中的副產(chǎn)品二氧化碳可以通過碳儲存技術(shù)長埋于地下。青氫則由天然氣高溫催化裂解而產(chǎn)生,副產(chǎn)品為碳,較便于碳回收。
業(yè)內(nèi)共識,從長期看,藍(lán)氫和青氫為綠氫的過渡方案。德國《國家氫能戰(zhàn)略》對于藍(lán)氫和青氫的刻意忽略,遭到了工業(yè)界的強(qiáng)烈質(zhì)疑。
根據(jù)德國化工協(xié)會VCI的估算,若需要通過綠氫達(dá)成徹底的碳中和目標(biāo),僅化工行業(yè)全年約需600TWh的可再生能源以制備氫氣。這個數(shù)字相當(dāng)于目前全德國化工行業(yè)年用電量的11倍,是2019年德國全年風(fēng)光發(fā)電總量3.33倍。
截至2019年,德國的可再生能源裝機(jī)容量為124GW。根據(jù)計劃,十年內(nèi)需增長至180GW以上。若計算電解制氫需求,該數(shù)字需達(dá)到200GW左右。
新增風(fēng)光發(fā)電量中,能否擠出富裕容量用以電解制氫,一直倍遭質(zhì)疑。目前,德國南部工業(yè)區(qū)已出現(xiàn)風(fēng)電場與耕地爭奪土地資源的現(xiàn)象,德國有限的國土上已很難大規(guī)模建設(shè)可再生能源。
德國歷年可再生能源裝機(jī)
截至2019年,德國的可再生能源裝機(jī)容量為124GW。根據(jù)計劃,十年內(nèi)需要增長至180GW以上,若計算電解制氫需求,該數(shù)字需要達(dá)到200GW左右。德國氫能戰(zhàn)略給出的對策是,向歐盟及國際伙伴合作進(jìn)口可再生能源,甚至直接進(jìn)口綠氫。
難題二:國際合作前景不明朗
為解決將來德國本地?zé)o法提供足夠綠氫的問題,德國需要進(jìn)行國際合作。在德國氫能戰(zhàn)略第二階段涉及的“國際合作”中,德國計劃投入20億歐元,主要流向摩洛哥和阿爾及利亞,以在當(dāng)?shù)亟⒋笮凸夥娬静⒕偷仉娊庵茪。但能否順利通過與非洲國家進(jìn)行合作是一個未知數(shù)。
早在十年前,歐洲與非洲開發(fā)銀行希望通過Desertec倡議,在北非建立規(guī)模龐大的光伏發(fā)電網(wǎng)。但該計劃最終流產(chǎn),原因包括資金無法到位、北非政治局勢不穩(wěn)、跨地中海電網(wǎng)鋪設(shè)困難、南歐與北歐國家分配難以達(dá)成一致等。
這些因素在2030年前得到改善的可能性很小。這意味著,德國氫能戰(zhàn)略中的外援部分,也很可能面臨失敗。
囊括整個北非和中東的Desertec計劃
難題三:誰將獲得電解制氫資質(zhì)?
德國氫能戰(zhàn)略提出,德國將在2030年前建成總功率達(dá)5GW的電解制氫設(shè)備,并建議在2035年進(jìn)一步提升至10GW。由于戰(zhàn)略中規(guī)定制氫企業(yè)將獲得電解設(shè)備投資補(bǔ)貼,補(bǔ)貼受益對象是由可再生能源電解制備的氫氣。
因此,規(guī)模如此龐大的電制氫,必將涉及到巨大的利益。誰能獲得電解制氫的資格?資質(zhì)的授予,將極大程度地影響未來十年內(nèi)制氫行業(yè)的格局。
氫能戰(zhàn)略批準(zhǔn)了兩個100MW級別電解制氫試點項目,分別隸屬于德國四大電網(wǎng)企業(yè)中的Amprion和Tennet公司。項目的電力來源是富裕的、無法及時入網(wǎng)的風(fēng)光發(fā)電。
這兩個項目此前因“制氫不屬于電網(wǎng)公司業(yè)務(wù)”為由,被德國政府一度叫停。
如今政府放松管制,引發(fā)了反對聲。6月初,有環(huán)保組織牽頭一眾中小型新能源發(fā)電企業(yè),聯(lián)名致信德國經(jīng)濟(jì)部,警告電網(wǎng)企業(yè)參與制氫違反了歐盟法規(guī),并稱“此舉將沉重打擊分布式電解制氫,造成不可逆的歧視性影響!
難題四:免除的附加費(fèi)由誰買單?
德國氫能戰(zhàn)略中還明確,電解制氫所需的可再生能源,將享有免除可再生能源附加費(fèi)(EEG Umlagen)的待遇。那么這將產(chǎn)生一個影響范圍極為廣泛的爭議:電解制氫企業(yè)免征收的可再生能源附加費(fèi)將由誰來最終買單?
一直以來,該附加費(fèi)都是德國政府給予風(fēng)光發(fā)電補(bǔ)貼的財政源頭。氫能戰(zhàn)略在給予制氫企業(yè)優(yōu)惠的同時,也明確了可再生能源附加費(fèi)總額保持不變的基本方針。
這意味著,普通電力消費(fèi)者分配到的附加費(fèi)會進(jìn)一步上漲。目前,德國的居民電價水平已是僅次于丹麥的歐洲第二名。
德國居高不下的可再生能源附加費(fèi)(歐分/度)
難題五:戰(zhàn)略中相關(guān)細(xì)節(jié)不足
德國氫能戰(zhàn)略雖然勾畫的未來比較美好。但在戰(zhàn)略中規(guī)避了規(guī)避了許多可能阻礙該戰(zhàn)略切實落地的細(xì)節(jié)問題。
以“低碳鋼”為例(在中國叫“氫冶金”)。一個最切實的問題是,如何確保使用綠氫作為高爐還原劑的鋼鐵產(chǎn)品的競爭力。
受限于綠氫高昂的成本以及歐洲鋼鐵業(yè)居高不下的人工成本,“綠色鋼鐵”在世界市場上注定沒有任何優(yōu)勢。
氫能戰(zhàn)略提倡,促進(jìn)市場對綠色鋼鐵的需求。但究竟是通過行政命令強(qiáng)制性規(guī)定綠色鋼鐵在制成品中的比例,還是像綠色有機(jī)食品一樣蓋上環(huán)保印戳指望企業(yè)“用愛發(fā)電”,戰(zhàn)略并未給出任何切實可行的方案。
難題六:氫氣運(yùn)輸面臨法規(guī)限制
龐大的氫氣被生產(chǎn)出來后,需要應(yīng)用到不同領(lǐng)域和環(huán)節(jié),因此氫氣的運(yùn)輸是必不可少以及至關(guān)重要的。但在德國,氫氣的運(yùn)輸問題面臨著舊有法規(guī)的掣肘。
德國氫能戰(zhàn)略提出,在基礎(chǔ)設(shè)施方面,應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建氫氣網(wǎng)絡(luò)。今年1月底,德國管道聯(lián)合會VNB Gas已規(guī)劃了5900公里長的氫氣管線以連接北海沿岸地區(qū)與南部工業(yè)區(qū),但至今為止,氫氣在法律意義上并未被認(rèn)定為管道氣體。
雖然氫能戰(zhàn)略仍有著許多待完善的空間,而且在未來也將面臨著諸多困難,但既然是國家戰(zhàn)略,那么德國政府在制定過程中一定想到了將要面臨的諸多困難和阻礙,以及設(shè)計了各種解決辦法。
因此難題雖多,但未影響柏林方面推行氫能的決心。正如德國經(jīng)濟(jì)部長阿爾特邁爾所言,“氫能在替代化石燃料問題上起著關(guān)鍵作用。我們必須現(xiàn)在就做出抉擇,如此德國才能在氫能技術(shù)中成為世界第一!