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》。
德國政府詳細制定了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,目標是擴大國內(nèi)氫能市場;2024-2030年,在鞏固國內(nèi)市場的基礎上擴大歐盟和國際合作。
根據(jù)該戰(zhàn)略,德國將在2030年前建成總功率達5 GW的電解制氫設備,并建議在2035年進一步提升至10 GW。
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(EEG Umlagen)的待遇;制氫企業(yè)將獲得電解設備投資補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。
首當其中的問題是,戰(zhàn)略提及的補貼受益對象,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。
藍氫則由煤或天然氣轉(zhuǎn)化反應而產(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,藍氫和青氫為綠氫的過渡方案。德國《國家氫能戰(zhàn)略》對于藍氫和青氫的刻意忽略,遭到了工業(yè)界的強烈質(zhì)疑。
根據(jù)德國化工協(xié)會VCI的估算,若需要通過綠氫達成徹底的碳中和目標,僅化工行業(yè)全年約需600 TWh的可再生能源以制備氫氣。這個數(shù)字相當于目前全德國化工行業(yè)年用電量的11倍,是2019年德國全年風光發(fā)電總量3.33倍.
截至2019年,德國的可再生能源裝機容量為124 GW。根據(jù)計劃,十年內(nèi)需增長至180 GW以上。若計算電解制氫需求,該數(shù)字需達到200 GW左右。
新增風光發(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)模建設可再生能源。
截至2019年,德國的可再生能源裝機容量為124 GW。根據(jù)計劃,十年內(nèi)需要增長至180 GW以上,若計算電解制氫需求,該數(shù)字需要達到200 GW左右。圖源:Agentur für Energie
德國氫能戰(zhàn)略給出的對策是,向歐盟及國際伙伴合作進口可再生能源,甚至直接進口綠氫。
在戰(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?shù)亟⒋笮凸夥娬静⒕偷仉娊庵茪洹?/p>
這帶來了戰(zhàn)略施行過程中的第二個困難:國際合作。
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)鋪設困難、南歐與北歐國家分配難以達成一致等。
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。
此外,德國氫能戰(zhàn)略還規(guī)避了許多可能阻礙該戰(zhàn)略切實落地的細節(jié)問題。
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,促進市場對綠色鋼鐵的需求。但究竟是通過行政命令強制性規(guī)定綠色鋼鐵在制成品中的比例,還是像綠色有機食品一樣蓋上環(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。
另一個問題是,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)略批準了兩個100 MW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”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。”
不僅在氫氣制備端,氫氣的運輸問題也面臨舊有法規(guī)的掣肘。
德國氫能戰(zhàn)略提出,在基礎設施方面,應當充分利用現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡構(gòu)建氫氣網(wǎng)絡。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定為管道氣體。
另一個影響范圍更為廣泛的爭議焦點在于,電解制氫企業(yè)免征收的可再生能源附加費將由誰來最終買單。
一直以來,該附加費都是德國政府給予風光發(fā)電補貼的財政源頭。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總額保持不變的基本方針。
這意味著,普通電力消費者分配到的附加費會進一步上漲。目前,德國的居民電價水平已是僅次于丹麥的歐洲第二名。
雖然氫能戰(zhàn)略仍有著許多待完善的空間,但未影響柏林方面推行氫能的決心。
正如德國經(jīng)濟部長阿爾特邁爾所言,“氫能在替代化石燃料問題上起著關鍵作用。我們必須現(xiàn)在就做出抉擇,如此德國才能在氫能技術中成為世界第一。”
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