歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織(FCH-JU)在2月下旬發(fā)布《歐洲氫能路線圖:歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》,提出了面向2030、2050年的氫能發(fā)展路線圖,為歐洲大規(guī)模部署氫能和燃料電池指明方向,闡明了發(fā)展氫能的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益:到2030年氫能產(chǎn)業(yè)將為歐盟創(chuàng)造約1300億歐元產(chǎn)值,到2050年達(dá)到8200億歐元。報(bào)告最后為氫能產(chǎn)業(yè)各利益相關(guān)方提出了戰(zhàn)略性發(fā)展建議。現(xiàn)將主要內(nèi)容編譯如下,供領(lǐng)導(dǎo)決策參考。
一、歐洲能源轉(zhuǎn)型必須大規(guī)模部署氫能
1、氫能是建筑、交通和工業(yè)大規(guī)模脫碳的最佳選擇
(1)歐洲建有龐大的天然氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)、家庭供暖和發(fā)電提供服務(wù),氫能將為這一網(wǎng)絡(luò)脫碳發(fā)揮重要作用??梢詫錃饣旌系浆F(xiàn)有天然氣網(wǎng)中進(jìn)行輸配,甚至直接輸送純氫氣,或者用氫氣和二氧化碳制成的合成天然氣代替天然氣。使用基于燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可提高天然氣供暖系統(tǒng)的能效。
(2)在交通運(yùn)輸部門(mén),氫氣是卡車(chē)、公共汽車(chē)、輪船、火車(chē)、大型汽車(chē)和商用車(chē)最有前途的脫碳選擇。燃料電池比電動(dòng)汽車(chē)電池和內(nèi)燃機(jī)消耗的原材料少得多;與快速充電相比,氫燃料補(bǔ)給設(shè)施僅需要城市和高速公路的十分之一空間;供應(yīng)商可靈活供應(yīng)氫氣,而大規(guī)模部署快速充電設(shè)施需對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重大升級(jí)。在航空領(lǐng)域,氫和合成氫燃料是大規(guī)模脫碳的唯一選擇。
(3)工業(yè)領(lǐng)域可以燃燒氫氣供熱,并可將氫氣或氫基合成燃料作為原料。例如,氫氣可作為煉鋼過(guò)程中的還原劑,還可用作煉油廠氨生產(chǎn)和加氫處理的原料。氫氣與二氧化碳一起,可取代烯烴和烴類(lèi)溶劑生產(chǎn)中的天然氣。
2、氫能可實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、時(shí)間和地點(diǎn)靈活轉(zhuǎn)移能源,在向可再生能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮系統(tǒng)性作用
氫能是實(shí)現(xiàn)終端用能耦合的唯一大規(guī)模技術(shù),利用可再生能源發(fā)電制氫,可進(jìn)行靈活存儲(chǔ),并分配至終端用能部門(mén)滿足能源需求;電網(wǎng)融合高比例可再生能源將加大短期和長(zhǎng)期供需不平衡,雖然儲(chǔ)能電池和需求響應(yīng)可提供短期靈活性,但氫能是唯一可長(zhǎng)期儲(chǔ)能的大規(guī)模技術(shù);通過(guò)管道、船舶或卡車(chē)中長(zhǎng)距離輸送氫氣,可將低成本可再生能源地區(qū)與需求中心連接起來(lái),且成本遠(yuǎn)低于輸電線路。
3、發(fā)展氫能與用戶的偏好和便利性需求相一致
在交通領(lǐng)域,燃料電池汽車(chē)能夠達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)同樣的續(xù)航里程和燃料補(bǔ)給速度。在電力領(lǐng)域,能源企業(yè)可以利用現(xiàn)有的管道,將氫直接或者合成甲烷混合到天然氣網(wǎng)絡(luò)中。
二、發(fā)展氫能具有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益
1、發(fā)展氫能將為歐盟帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益
到2050年,歐盟的氫氣需求約為2250太瓦時(shí),約占總能源需求的四分之一,發(fā)展氫能將產(chǎn)生顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。到2030年,部署氫能將為歐盟創(chuàng)造1300億歐元的產(chǎn)業(yè),出口潛力將達(dá)到700億歐元,凈出口額將達(dá)500億歐元,氫能產(chǎn)業(yè)將為歐洲創(chuàng)造約100萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。到2050年,歐盟氫能產(chǎn)業(yè)將達(dá)到8200億歐元,提供540萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位,氫能將減少歐盟約5.6億噸碳排放。
2、歐盟氫能發(fā)展階段性目標(biāo)
根據(jù)歐盟大規(guī)模發(fā)展氫能的愿景,報(bào)告提出了部署氫能的階段性目標(biāo):
(1)交通運(yùn)輸部門(mén),到2030年歐盟將擁有370萬(wàn)輛燃料電池乘用車(chē)和50萬(wàn)輛燃料電池輕型商用車(chē),分別占乘用車(chē)的1/22和輕型商用車(chē)的1/12,此外約有4.5萬(wàn)輛卡車(chē)和公共汽車(chē)由燃料電池驅(qū)動(dòng),將有約570輛燃料電池列車(chē)替代柴油列車(chē)。
(2)建筑部門(mén),到2030年氫氣將取代約7%的建筑天然氣供應(yīng),到2040年達(dá)到32%,還將分別在2030年和2040年滿足約250萬(wàn)戶和超過(guò)1100萬(wàn)戶家庭供暖需求。此外,到2040年還將部署超過(guò)250萬(wàn)套燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
(3)工業(yè)部門(mén),到2030年實(shí)現(xiàn)約三分之一的超低碳制氫。此外,必須對(duì)具有較大減排潛力的技術(shù)(如直接還原煉鐵)進(jìn)行大規(guī)??尚行詼y(cè)試。
(4)電力部門(mén),到2030年前實(shí)現(xiàn)將過(guò)??稍偕茉创笠?guī)模轉(zhuǎn)化為氫氣、大規(guī)模氫氣發(fā)電示范以及可再生能源-氫氣發(fā)電廠。
三、氫能發(fā)展前瞻性戰(zhàn)略建議
鑒于歐盟能源轉(zhuǎn)型需求和發(fā)展氫能的益處,為了確保歐洲氫能發(fā)展順利推進(jìn),報(bào)告就歐洲地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)各利益相關(guān)方(決策者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、企業(yè)等)提出了八大戰(zhàn)略性建議:
1、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)聯(lián)合為所有應(yīng)用部門(mén)制定清晰、長(zhǎng)期、現(xiàn)實(shí)和整體的脫碳途徑。
除了為終端應(yīng)用設(shè)定目標(biāo)(例如車(chē)輛排放目標(biāo)或建筑脫碳目標(biāo)),還應(yīng)考慮能源生產(chǎn)和分配的必要基礎(chǔ)設(shè)施。此外,應(yīng)為相關(guān)行業(yè)提供可靠的長(zhǎng)期指導(dǎo),以促進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的投資。
2、工業(yè)界應(yīng)投資氫能和燃料電池技術(shù),以保持競(jìng)爭(zhēng)力,并抓住新機(jī)遇。
應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看待氫能和脫碳問(wèn)題,并需要橫向和縱向合作來(lái)克服困難。同樣,產(chǎn)業(yè)界應(yīng)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)密切合作,發(fā)展強(qiáng)大的本土市場(chǎng)和價(jià)值鏈。還應(yīng)與亞洲(如中國(guó)、日本、韓國(guó))快速增長(zhǎng)的氫能和燃料電池市場(chǎng)參與者開(kāi)展合作,以對(duì)沖市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
3、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和天然氣企業(yè)應(yīng)開(kāi)始實(shí)施天然氣網(wǎng)絡(luò)脫碳。
應(yīng)對(duì)天然氣網(wǎng)絡(luò)中的可再生能源占比設(shè)定有約束力的目標(biāo),或使用其他手段,如差價(jià)合約、上網(wǎng)電價(jià)或?qū)Τ吞贾茪溥M(jìn)行投資支持。實(shí)行此類(lèi)政策沒(méi)有重大障礙:將合適濃度的氫氣混入天然氣可以與當(dāng)前的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和電器兼容,不會(huì)大幅提高天然氣價(jià)格,還可降低碳排放。但是,由于各成員國(guó)存在差異,需要對(duì)相關(guān)法規(guī)進(jìn)行協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。
4、電力系統(tǒng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)鼓勵(lì)電解制氫以平衡電網(wǎng)供需。
類(lèi)似于在常規(guī)電力市場(chǎng)中使用上網(wǎng)電價(jià)措施,應(yīng)該采用靈活的氫氣生產(chǎn)等手段替代碳排放平衡機(jī)制。監(jiān)管機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該開(kāi)發(fā)歐洲分布式電力-天然氣市場(chǎng),以顯著降低生產(chǎn)成本,同時(shí)耦合終端用能部門(mén)穩(wěn)定價(jià)格和應(yīng)對(duì)季節(jié)性失衡。這也有助于提高可再生能源在電力系統(tǒng)的比例。此外,利益相關(guān)方應(yīng)制定季節(jié)性和長(zhǎng)期儲(chǔ)能框架。
5、在交通運(yùn)輸部門(mén),監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)制定清晰可靠的路線圖、零排放交通政策和相應(yīng)的資金和擔(dān)保機(jī)制,解決氫燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施的投資問(wèn)題。
覆蓋整個(gè)歐盟的基本路線圖能夠?yàn)槠?chē)企業(yè)及其供應(yīng)商帶來(lái)信心,擴(kuò)大燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量,從而降低成本。在開(kāi)發(fā)氫燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí),應(yīng)投資產(chǎn)品開(kāi)發(fā),并在最適合的領(lǐng)域進(jìn)行廣泛部署,如發(fā)展氫燃料卡車(chē)、公共汽車(chē)、貨車(chē)和大型乘用車(chē)。相關(guān)行業(yè)應(yīng)跨越傳統(tǒng)行業(yè)壁壘進(jìn)行合作,提供解決方案,整合基礎(chǔ)設(shè)施。監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)提供激勵(lì)措施來(lái)促進(jìn)投資,例如公共采購(gòu)燃料電池公交車(chē),實(shí)施燃料電池卡車(chē)、長(zhǎng)途汽車(chē)和出租車(chē)運(yùn)營(yíng)商規(guī)章,以及對(duì)燃料電池汽車(chē)駕駛者進(jìn)行非貨幣獎(jiǎng)勵(lì)。
6、在工業(yè)領(lǐng)域,利益相關(guān)方應(yīng)該啟動(dòng)從“灰色制氫”到低碳制氫的轉(zhuǎn)變,并通過(guò)擴(kuò)展氫能的新用途促進(jìn)氫能替代化石燃料。
監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)將無(wú)碳排放制氫納入可再生能源目標(biāo),并在氫能的所有主要用途中設(shè)定低碳排放目標(biāo)。上述轉(zhuǎn)型會(huì)給氫氣生產(chǎn)技術(shù)帶來(lái)重大變革,擴(kuò)大部署規(guī)模并降低成本,使氫能對(duì)工業(yè)外的其他領(lǐng)域也能夠具有吸引力。
7、為了大規(guī)模生產(chǎn)超低碳?xì)淠?,企業(yè)應(yīng)將電解水制氫擴(kuò)大到商業(yè)水平,并證明碳捕集與封存技術(shù)有助于在未來(lái)十年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)超低碳強(qiáng)度的氫。
在天然氣網(wǎng)絡(luò)中使用無(wú)碳?xì)涞哪繕?biāo)或差價(jià)合約/上網(wǎng)電價(jià)目標(biāo)將激勵(lì)投資商對(duì)電解水制氫行業(yè)投資。電解制氫和為電網(wǎng)提供穩(wěn)定性的分布式解決方案都應(yīng)得到充分激勵(lì)。對(duì)于結(jié)合碳捕集與封存技術(shù)的甲烷水蒸汽重整制氫設(shè)施,利益相關(guān)方應(yīng)考慮開(kāi)展行業(yè)規(guī)模的示范項(xiàng)目,為未來(lái)部署制定路線圖。
8、行業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)繼續(xù)聯(lián)合制定更多更詳細(xì)的氫能和燃料電池應(yīng)用發(fā)展計(jì)劃,加速氫能的規(guī)?;瘧?yīng)用。例如,最近氫氣列車(chē)的成功應(yīng)該是歐洲替代柴油列車(chē)的開(kāi)始。在航運(yùn)方面,監(jiān)管機(jī)構(gòu)還應(yīng)制定港口、河流和湖泊的氫能發(fā)展目標(biāo)。促進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)在居民和商業(yè)住宅領(lǐng)域部署有助于提高建筑物的能源效率,同時(shí)有助于充分利用氫氣和天然氣。