2020年6月,德国政府对氢能源行业做出重大承诺,将在未来十年内拨付90亿欧元开发相关技术和基础设施,而这只是国家氢能战略中的部分内容,这一金额包括用于跨国合作的20亿欧元。德国至少五个相关部门联合宣布了这项战略,德国的目标是成为氢气技术的“世界第一”。
目前,德国正努力在2050年实现碳中和,而推广氢能源是这项工作的重中之重,到2038年德国将退出燃煤发电。德国未来的能源地区:Rhine地区、Helmstedt地区、Central German地区和Lusatia地区,这个四个地区也是德国四大褐煤产区。
Rhine地区是欧洲最大的煤产区,煤炭开采促使该地区成为了主要的化工工业和铝工业中心。
Helmstedt地区已有数百年的历史,这里曾经是东西德之间最重要的过境点,也处在现在联合欧洲的中心地带上。
Central German地区是一个包含了多种不同特色的区域,该地区囊括了Leipzig和Halle等城市,有风光秀丽的地貌,有德国最北端的葡萄酒之乡,以及光学、微电子、生物技术和化学等产业。
Lusatia地区是德国第二大煤产区,废弃的煤矿已经被改造成为欧洲最大的人工湖群,为旅游、文化、商业和科学研究带来了新的机遇。
德国氢能战略明确制定了未来氢气生产、工业应用、运输和供暖等领域的市场目标。德国的计划与欧洲整体战略紧密衔接,预计截至2050年将产生数十亿欧元的市场价值,同时带来多达100万份工作。
稳定的电力输出
氢气是宇宙中最多的物质,并且容易产生,只要通过电解过程,将水分子分裂为氢气和氧气。如果电力全部来自可再生能源,产出的就是“绿色”氢气。
电转气是协调用电高峰和低谷的有效方法,它在发电时储存电力,需要时再释放出来。在2015年, 美因茨能源科技园的发电设施开始动工,它将可再生能源产生的电力转化为氢气,氢气将被存储起来,或出售或进入本地供暖公司的燃气管道。无论被称为电转气还是电转氢,这项技术解决了德国向清洁能源或能源转型(Energiewende)转化的重大难题。
德国政府全力支持电转气产业。联邦教育研究部(BMBF)负责电力转化项目的绿色氢能源专员Stefan Kaufmann表示:“将可再生电力转化为其他形式能源的解决方案是能源转型成功的关键,电力转化在实现这些目标的过程中发挥了重要作用。”BMBF政策包括为刺激长期有效投资制定的多项措施,其中包括对工业电解设备进行税收减免,以及为吸引跨国公司投资专门拨付的20亿欧元资金。
利用现有基础设施
得益于德国长达一个多世纪使用天然气的历史,用来存储和运输氢气的许多设施其实已经到位。现有输气网络理论上可存储近200万亿瓦时的能量,相当于电网中可存储能源的5000倍。足以为13个柏林这样规模的城市提供一整年能量。
氢能源潜在网络非常庞大,而幸运的是,德国已经具备了这些基础设施。为了输送更多绿色氢气,对现有基础设施进行扩建或改建比新建高产能发电厂更加容易。
莱茵曼应用技术大学教授,同时也是氢燃料电池技术方面的专家Birgit Scheppat透露:“在德国北部,我们已经得到了许多额外的能源产能。我们可以建一条输气管线,将所有产能输送至全国各地,或进入12张电力传输网。”
德国国内和海外的投资商
西门子能源公司新能源事业部首席执行官Armin Schnettler说:“此时此刻,我们拥有的是10兆瓦级的设施,将来我们建成的是100兆瓦以上的工厂,预计会将总体产能增加到千兆瓦级。”
壳牌新能源执行副总Elisabeth Brinton表示:“壳牌欣然接受氢能源,并且看到了其中巨大的潜力。这也是为什么我们决定进行转变——成为面向商业、工业及交通行业客户可再生能源的存储载体以及净零能源供应商。”
英国ITM电力公司首席执行官Graham Cooley认为:“绿色电解技术有可能在使用氢气的许多工业流程中实现脱碳。”