创新 • 创优 • 创见
在全球能源转型的背景下，荷兰在能源领域崭露头角，展现出卓越的氢能技术和创新实力。荷兰是全球氢能市场的重要参与者。本文将深入探讨荷兰在氢能行业的完整价值链，逐层揭示其上游、中游和下游的主要特点，全面阐述从氢的生产到运输、分配、储存再到最终应用。
（一）上游：氢的生产
在能够用可再生或低碳替代能源替代化石燃料之前，需要进行氢的生产。这个价值链的部分被称为上游。它展示了从可再生和化石能源输入到可再生（通过电解）和低碳氢（通过SMR + CCS1）生产的步骤。
荷兰拥有大量的（离岸）可再生能源生产潜力，到2030年，在北海建设的离岸风电场将容量达到21吉瓦，并有望在2040年扩大至40吉瓦，在2050年扩大至72吉瓦。此外，全球首个离岸电解项目PosHYdon目前正在进行中，通过在海上生产氢来充分利用风能。这些举措将推动荷兰成为国际氢能中心，为氢能行业的发展提供独特的机会。
荷兰通过制定战略，致力于提升国内氢产能。提升国内产能是荷兰氢能战略的关键支柱。该策略的核心在于最大程度利用可再生能源，实现战略独立性，强化经济关系，并提高对剩余能源的转化灵活性。
上游主要特点
海上风电：荷兰设定了雄心勃勃的目标，到2030年实现65 GW，2050年达到70 GW，并通过艾尔比约宣言在北海创建欧洲的绿色电力中心。
技术：荷兰有许多研究机构和大学致力于新氢技术的开发。这一知识基础设施有助于培养一批能够开发和整合复杂氢系统的熟练工人和研究人员。这包括开发高效的水电解器，几乎不使用稀缺材料，用于大规模制造。通过PEM或碱性电解，以及较少使用SOME（固体氧化物交换膜）。例如，电解制造平台，它是TNO和FME发起的一个倡议，旨在连接各方，以加速和促进工业脱碳。
系统集成：随着能源系统因更多能源来源和能源载体而变得越来越复杂，各种源和供应链的最佳系统集成变得至关重要。氢在其中可以发挥关键作用。除了在全国范围内大规模生产氢之外，还鼓励分散（本地或区域）生产和消费设施的倡议。荷兰采用三方合作方法，政府、知识机构和企业紧密合作，创建一个以氢为重要组成部分的综合能源系统。这包括离岸风电、浮动太阳能与基础设施以及地下储存的整合。例如：2050年国家能源系统规划（National Energy System plan 2050），它描述了荷兰如何发展适合气候中立社会的能源系统。
（二）中游：氢的运输、分配和储存
在能源系统中创造灵活性。这被称为氢能价值链的中游，包括运输、分配和储存。最有效的氢运输方式是通过管道。因此，荷兰正在借助现有技术、成熟的知识和经验，建设一条陆上氢网络——“氢骨干网”。这个网络由现有地下管道组成，目前用于天然气运输，并在一些较小的部分新建基础设施。
在很大程度上，荷兰的气网现有管道将被改装用于氢，几乎80%具有直接兼容性。为了减轻可再生能源供应的间歇性问题，需要临时储存以创造灵活性，并精确匹配供求。例如，目前在格罗宁根以南成功测试了一个地下储氢盐穴试点。骨干网和储存设施将连接到荷兰的五个主要工业集群（鹿特丹-摩尔代克，阿姆斯特丹（北海运河地区），泽兰，格罗宁根和Chemelot），以及欧洲腹地，包括德国工业区域。此外，由于离岸电解正在以越来越快的速度发展，还在探讨发展离岸氢网络的可能性。
尽管在未来几年中，荷兰将有越来越多由可再生能源供电的大型（陆上和离岸）电解装置投入运营，但仍需从国外大量进口氢。进口氢将通过船只运输，形式包括氨、合成燃料如甲醇、液态氢（LH2）或液态有机氢载体（LOHCs）。氨似乎正在成为未来进口走廊中的主导载体，但预计将采用多种载体的混合形式。这些载体将被转化为压缩气态氢并注入骨干网，或直接用作某些工业过程中的原料。
五个前述的工业集群中的四个包括准备大规模进口的大型港口：鹿特丹港，阿姆斯特丹港，北海港和格罗宁根海港。这些工业港口区域旨在促进氢及其衍生物的生产、转化、运输和过境，技术和知识正在被用来共同充当（西北）欧洲的氢能中心。此外，为了进一步促进荷兰和德国难以减排的工业的脱碳，正在考虑建设一个专用的管道走廊，连接鹿特丹和Chemelot等化工集群以及德国北莱茵-威斯特法伦地区的工业：德尔塔莱因走廊。
这条管道走廊将不仅包括氢管道，还包括天然气、CO2、氨、液化石油气和丙烷管道，以及直流连接。荷兰在中游的关键政策目标是创造正确的基础设施、法律和安全条件，路线和流的多样化，以及国际合作，保持作为欧盟能源中心的地位。荷兰政府承诺，在2022-2025年期间，国家氢网络将处于开发阶段，并将与首个需求区域连接。2025-2030年，网络连接供应和需求区域，建设3-4个储氢洞穴。2030年及以后，离岸基础设施发展中。
中游主要特点
基础设施：荷兰拥有将现有天然气管网大规模改建为氢网的能力。荷兰在这方面具有独特的优势，包括现有的天然气基础设施和储气网络，以及相关的知识和经验。目前，荷兰拥有超过136,000公里的天然气管道。新的氢气管网的85%可以通过重新利用这些管道来构建。此外，荷兰具备在离岸风能领域扩展的潜力，通过离岸能源枢纽与邻国合作。例如，德尔塔莱因走廊是氢网络的独特组成部分，旨在连接鹿特丹港与主要工业集群Chemelot、鲁尔地区和德国腹地。该走廊包括6条管道（CO2、LNG、CH4、H2、丙烷和氨）以及直流电缆，为需求区提供多种选择。
地下储氢能力：荷兰具备有利的地质条件，可融入国家交通体系，更为灵活。通过项目如HyStock，在2028年预计完成的首个储氢设施将具有巨大的储存容量，为管理氢的供需不平衡提供灵活性。
战略位置的进口枢纽：西北欧至多占欧盟需求的60%；主要港口设施能够接收和转化所有氢载体。
（三）下游：氢的最终应用
氢气除了作为能源载体用于输送和储存能量外，还可以在多个应用中用作燃料或原料。荷兰在氢的最终应用领域表现出强大实力，主要分为工业、交通、建筑和电力四大领域。在许多情况下，氢被用作燃料，例如工业和居住区供暖，或汽车和公交车。
除了作为燃料使用外，氢还可以作为一些工业过程的原料，如化肥工业。在能源部门的情况下，燃煤或燃气电厂可以使用氢，保持基于间歇性可再生能源的灵活电力基础设施。在所有情况下，可再生或低碳氢都可以用来替代化石燃料，成为能源转型中的有价值资产，并减少CO2排放。总之，荷兰在氢的利用方面具有独特的知识、经验和经验，展示了整个价值链的创新。荷兰政府支持清洁氢的需求，促进了全国范围内的氢应用的增长，为氢能行业的发展提供了坚实基础。
下游主要特点
现有氢市场：荷兰是欧洲第二大现有氢市场。目前需求每年超过900万立方米。到2050年，氢气的总使用量预计将增长到1000 PJ以上。对氢气的主要用途包括农业、交通和电力和热能供应。
实验室和创新项目：荷兰目前有200多个氢气项目，提供了丰富的实验和示范场地，因此是创新项目和知识发展的良好滋生地。例如:Mission H2，该组织收集了荷兰现有项目的信息，并制作了一个全国项目概览。
综合而言，荷兰所展现的氢能价值链完整而创新，为全球能源转型贡献了独特而重要的力量。其独特战略、创新技术、强大基础设施和持续的政府支持将为荷兰氢能行业在未来几十年中的持续发展奠定坚实基础。
