國際動態(tài)
日前,歐盟委員會發(fā)布兩份戰(zhàn)略文件:《歐盟氫能戰(zhàn)略》和《歐盟能源系統(tǒng)整合策略》。這兩份戰(zhàn)略文件相輔相成,計劃未來十年向氫能產(chǎn)業(yè)投入數(shù)千億歐元,與《歐洲綠色協(xié)議》和下一代歐盟復(fù)蘇計劃緊密結(jié)合,意在到2050年實現(xiàn)氣候中和的目標(biāo),并為經(jīng)濟提供動力。這引起世界廣泛關(guān)注。
歐盟“氫能戰(zhàn)略”分三步走
從媒體披露的《歐盟氫能戰(zhàn)略》看,這個戰(zhàn)略包括兩個目標(biāo)取向的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略實施的三大支柱、氫能開發(fā)階段三步走策略和38項行動計劃。
其戰(zhàn)略目標(biāo)包括兩個方面,一是以“清潔能源、氣候中和”,即為歐盟設(shè)置新的清潔能源投資議程,以實現(xiàn)在2050年實現(xiàn)氣候中和的目標(biāo);二是“創(chuàng)造就業(yè)、經(jīng)濟復(fù)蘇”,即在相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)造就業(yè),進一步刺激歐盟在后疫情時代的經(jīng)濟復(fù)蘇。
戰(zhàn)略實施的三大支柱包括:第一,一個以能效為核心的更易于“循環(huán)”的能源系統(tǒng),更有效地利用本地能源,同時最大程度實現(xiàn)當(dāng)?shù)毓S、數(shù)據(jù)中心等排放出的廢熱及由生物廢物或廢水處理廠產(chǎn)生的能源的再利用。第二,在終端領(lǐng)域大力推進電氣化,打造一個百萬數(shù)量級的電動汽車充電樁網(wǎng)絡(luò)。第三,對難以實現(xiàn)電氣化的領(lǐng)域,則用可再生氫能、可持續(xù)生物燃料和沼氣替代。“這一戰(zhàn)略的重點是主要依靠風(fēng)能、太陽能生產(chǎn)可再生氫能?!奔匆郧鍧嵞茉礊樵系摹熬G色氫能”為倚重。
氫能開發(fā)三步走策略包括:第一階段(2020~2024年),在歐盟境內(nèi)建造一批單個功率達(dá)100兆瓦的可再生氫電解設(shè)備。2024年前,全歐的可再生氫制備總功率達(dá)到6000兆瓦,年產(chǎn)量超過100萬噸。第二階段(2025~2030年),在繼續(xù)加大可再生氫制備產(chǎn)能的基礎(chǔ)上,建成多個名為“氫谷”的地區(qū)性制氫產(chǎn)業(yè)中心。通過規(guī)模效應(yīng)以較低廉的價格為人口聚集區(qū)供氫,以之為未來泛歐氫能網(wǎng)絡(luò)的骨架。第三階段(2030~2050年),重點是氫能在能源密集產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用,典型代表是鋼鐵和物流行業(yè)。
38項行動計劃主要包括修訂現(xiàn)有立法、財政支持、研究部署新技術(shù)和數(shù)字工具、向成員國提供財政措施并逐步淘汰化石燃料補貼的指導(dǎo)、市場治理改革和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、改善向消費者提供的信息等。
“氫能戰(zhàn)略”瞻遠(yuǎn)顧近
歐盟的“氫能戰(zhàn)略”,既為當(dāng)前,也為長遠(yuǎn)。
從根本上說,是為了加速能源轉(zhuǎn)型,推動氣候友好型氫能的發(fā)展。歐盟的“氫能戰(zhàn)略”,他們自己定義為一個“綠色能源過渡框架”。其重點是開發(fā)“綠氫”,即以風(fēng)能和太陽能生產(chǎn)的氫氣。雖然短期和中期,這個過渡框架還離不開化石能源,但借助低碳?xì)溥^渡可以快速減少排放,并支持經(jīng)濟的發(fā)展,這從長遠(yuǎn)、總體上可以減少污染排放。
從長遠(yuǎn)看,歐盟公布的戰(zhàn)略設(shè)想是,到2024年將可再生能源生產(chǎn)的氫增長到100萬噸,到2030年增長到1000萬噸,最終實現(xiàn)建立一個更加一體化的能源系統(tǒng)的目標(biāo)。從近期看,“氫能戰(zhàn)略”也是歐洲新冠肺炎疫情后復(fù)蘇經(jīng)濟的重要策略。新冠肺炎疫情導(dǎo)致整個歐盟的經(jīng)濟低迷。國際貨幣基金組織的《世界經(jīng)濟展望》報告預(yù)測,2020年經(jīng)濟增長,美國為-5.9%、歐元區(qū)為-7.5%、中國為1.2%、印度為1.9%。歐盟委員會自己也預(yù)計,2020年歐盟27個成員國平均經(jīng)濟增長率也為-7.5%。國際貨幣基金組織的預(yù)測,顯然沒有考慮疫情第二波、第三波爆發(fā)的情況,更沒把經(jīng)濟大幅波動的更多影響因素考慮進去,比如供給中斷的程度、全球金融市場狀況急劇收緊、國內(nèi)經(jīng)濟動蕩、外部需求急劇下降、資本流動逆轉(zhuǎn),消費者行為變化、大宗商品價格暴跌等等。而這些因素事實上在相互作用,全球經(jīng)濟更糟糕的情況完全有可能出現(xiàn)。
毫無疑問,經(jīng)濟復(fù)蘇已成歐盟的緊迫任務(wù)。而借助“氫能戰(zhàn)略”,設(shè)置新的清潔能源投資議程,以刺激經(jīng)濟復(fù)蘇,是一個可取的選項。所以,歐盟樂觀地預(yù)言,通過“氫能戰(zhàn)略”的實施,可以實現(xiàn)2050年達(dá)到全歐盟碳中和,氫能滿足全歐盟24%的能源需求,創(chuàng)造至少540萬個就業(yè)崗位的預(yù)期。
“氫能戰(zhàn)略”機遇大于挑戰(zhàn)
歐盟的“氫能戰(zhàn)略”看似美好,要實現(xiàn)卻存在很大挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)之一:生產(chǎn)氫的原燃料化石能源難以替代??茖W(xué)知識告訴我們,自然界沒有現(xiàn)成的氫氣,氫本身也不是能源,而只是一種能源載體,它要靠耗費其他能源來制取。也就是說,氫是二次能源,需要其他能源為原燃料來生產(chǎn)。而地球上可再生能源資源有限,即使早就致力于可再生能源開發(fā)的歐盟,也沒有足夠的可再生能源資源。最為傳統(tǒng)的可再生能源水電,在歐洲已經(jīng)沒有多少可開發(fā)的空間。熱泵和生活用能對整體能源結(jié)構(gòu)的影響微乎其微。生物燃料也非常有限。剩下的就只有風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電。但這兩種可再生能源發(fā)電的最大問題是受天氣的影響和制約。盡管國際能源署預(yù)計歐洲到2040年將有一半的發(fā)電量來自可再生能源,到2050年發(fā)電能源來源中92%都將為清潔能源,“化石能源幾乎不見蹤影”。但這是一個漫長的過程。在這之前,氫的生產(chǎn)顯然離不開化石能源。只要以化石能源為生產(chǎn)氫的原料,污染排放就不可避免。
挑戰(zhàn)之二:可再生能源生產(chǎn)氫的成本太高。氫按照原料、生產(chǎn)方法和二氧化碳排放量可以分為三種:一是基本上以化石能源(包括煤、天然氣、石油)來生產(chǎn)的、伴有大量二氧化碳排放的氫,被稱為“灰氫”;二是雖然用化石能源為原料制備,但所產(chǎn)生的二氧化碳通過捕集、埋存、利用,從而避免了大量排放的氫,被稱為“藍(lán)氫”,可以說是“灰氫”的升級版;三是用可再生能源如風(fēng)電、水電、太陽能等去電解水生產(chǎn)的氫,基本上是污染零排放,所以稱為“綠氫”。
從減少污染排放的角度,最理想的是“綠氫”,其次是“藍(lán)氫”。但從成本的角度看,則正好相反,“灰氫”的成本最低,“藍(lán)氫”次之,“綠氫”的成本最高。國際能源署估算,“綠氫”價格昂貴,目前價格約為“灰氫”的兩倍以上。業(yè)界普遍承認(rèn),與其他能源相比,較高的使用成本往往使氫能遙不可及。氫能面臨的最大挑戰(zhàn)就是價格。成本是氫能擴張的決定性障礙。
挑戰(zhàn)之三:取消補貼和碳邊境調(diào)節(jié)稅成為障礙。一方面氫的生產(chǎn)還離不開化石能源,另一方面歐盟委員會計劃修訂能源稅指令,提高二氧化碳排放的價格,同時擴大排放權(quán)交易,要求各國努力取消對化石燃料的補貼。這些政策實施,必然加重以化石能源為氫氣生產(chǎn)原料公司的成本負(fù)擔(dān),阻礙氫能的投資與推廣應(yīng)用。歐盟為了大規(guī)模使用價格高昂的氫氣,又保持歐盟產(chǎn)品的國際競爭力,設(shè)想引入“碳邊境調(diào)節(jié)稅”,這也可能引發(fā)國際貿(mào)易爭端。這和高昂的成本一樣,會削弱投資的吸引力,增大“氫能戰(zhàn)略”實施的風(fēng)險。
然而,歐盟的“氫能戰(zhàn)略”還是機遇大于挑戰(zhàn),給人以美好的期待。
第一,氫能相比其他能源更具有吸引力。氫作為一種理想的能量載體,確實有很多優(yōu)點,比如氫在應(yīng)用端是清潔燃料,可為燃料電池提供電能,多數(shù)情況可像天然氣一樣應(yīng)用。氫氣能以極高的轉(zhuǎn)換效率(50%~90%)轉(zhuǎn)化為電能或者其他燃料;氫氣可以作為太陽能、風(fēng)能等可再生能源波動性和不穩(wěn)定性的補償;氫氣能以氣態(tài)、液態(tài)甚至固態(tài)形式存儲;氫氣可以長距離通過管道或氣罐進行運輸;氫氣是一種高能量質(zhì)量比的燃料(142兆焦/千克),遠(yuǎn)高于化石燃料;氫氣燃燒的最終產(chǎn)物只有水,使用中不會有污染物的排放等等,因此被譽為“無限可再生且相對無污染的燃料”。
第二,成本是一個可以逐步解決的問題。氫能成本包括三個環(huán)節(jié):生產(chǎn)成本、儲運成本、加氫成本。從根本上講,三個環(huán)節(jié)成本的下降,都取決于規(guī)模擴大。只有規(guī)模擴大,產(chǎn)能利用率和基礎(chǔ)設(shè)施利用率提升,單位氫能的生產(chǎn)成本才能大幅下降;當(dāng)負(fù)荷利用率和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模效應(yīng)提升,儲運和加氫成本將大幅下降;生產(chǎn)氫的成本和儲運成本下降,加氫成本也會相應(yīng)下降。隨著氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,氫能制造業(yè)規(guī)模擴大,終端設(shè)備和零部件的成本也會相應(yīng)大幅下降,這反過來會降低氫能的投資成本,進而帶來生產(chǎn)成本、加氫成本的下降。所有環(huán)節(jié)成本的下降,都會增加氫能的投資吸引力,使氫能生產(chǎn)規(guī)模進一步擴大。
而從新能源發(fā)展的規(guī)律來看,氫的生產(chǎn)、儲運和加氫這三個環(huán)節(jié)成本的下降途徑和方法,都將隨著氫能的發(fā)展,越來越受重視而逐步完善。今年1月,國際氫能委員會發(fā)布的《氫能成本競爭力提升路徑》報告就認(rèn)為,通過大規(guī)模擴大氫能生產(chǎn)、分銷、設(shè)備和部件制造,可以進一步降低氫的成本。在接下來的10年,通過更低的可再生能源電價、電解水設(shè)備制造規(guī)?;案统杀镜奶挤獯嬖O(shè)施發(fā)展,將大幅降低低碳和可再生能源制氫成本達(dá)60%。
第三,“氫能戰(zhàn)略”兼顧了當(dāng)前和長遠(yuǎn)。歐盟的“氫能戰(zhàn)略”設(shè)計了一個“綠色能源過渡框架”,這個“過渡框架”的內(nèi)容包括:短期和中期以低碳的“藍(lán)氫”來過渡,兼顧成本和減排,既快速減少排放,又支持經(jīng)濟的發(fā)展;同時著眼長遠(yuǎn),重點開發(fā)風(fēng)能和太陽能生產(chǎn)的“綠氫”,以最終取代仍有污染排放的“藍(lán)氫”。雖然,以化石能源為原料的“藍(lán)氫”不是綠色氫氣,但作為一種過渡技術(shù),可以加速社會向綠色氫氣的過渡。這就既認(rèn)定了氫能替代的戰(zhàn)略方向,同時又充分考慮了成本、規(guī)模、投資風(fēng)險的現(xiàn)實,務(wù)實地采取了分步推進的策略,利于為氫能的長遠(yuǎn)發(fā)展開辟道路。
歐盟在化解“氫能戰(zhàn)略”實施的障礙上也注重系統(tǒng)整合。歐盟的思路是建立一個整合的能源系統(tǒng),讓氫氣支持整個歐洲工業(yè)、運輸、發(fā)電和建筑物的脫碳。這個能源系統(tǒng)整合的策略,要旨是讓不同的能源生產(chǎn)載體、基礎(chǔ)設(shè)施及消費行業(yè)聯(lián)系起來,實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃和運營,并通過投資、監(jiān)管、市場調(diào)研和技術(shù)創(chuàng)新等方法,將氫能的潛力轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。
為打造統(tǒng)一的能源系統(tǒng),歐盟還提出了38項行動計劃,致力于完善能源金融體系,發(fā)起成立的“歐洲清潔氫聯(lián)盟”,把擴大氫生產(chǎn)規(guī)模的投資渠道作為重中之重。
來源:《中國石化》雜志