4月15日，歐洲氫能組織（Hydrogen Europe）發(fā)布了《為實現(xiàn)歐洲綠色協(xié)議的2x40 GW綠氫行動計劃》（Green Hydrogen for a European Green Deal A 2x40 GW Initiative）。

該項計劃的發(fā)布者——歐洲氫能組織是FCH JU（Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking）三名成員組織之一。其除了具備傳統(tǒng)的行業(yè)協(xié)會功能外還肩負(fù)著與政策制定者溝通，輔助制定合適政策的職能。FCH JU另外兩個成員組織為歐盟政策提案和執(zhí)行機(jī)構(gòu)——歐洲委員會和歐洲研究界的代表——歐洲氫能研究所（Hydrogen Europe Research）。

歐洲氫能組織發(fā)布該計劃的主要目的是推動2019年的FCH JU計劃和完成歐盟的氣候目標(biāo)。該計劃為歐洲未來十年氫能全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了道路——到2030年，氫的使用量將比2015年增加一倍多，達(dá)到665 TWh。

據(jù)了解，歐洲氣候目標(biāo)中的長期2050目標(biāo)的核心依據(jù)是《歐洲綠色協(xié)議》）。該協(xié)議的核心精神是使歐洲在2050年成為一個溫室氣體凈排放為零的經(jīng)濟(jì)體。此項協(xié)議與《巴黎協(xié)定》（Paris Agreement）對歐盟的行動要求保持一致。

FCH JU計劃同樣是基于《巴黎協(xié)定》并更聚焦“把全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2oC之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1．5oC之內(nèi)”的目標(biāo)。FCH JU在2019年的《歐洲氫路線》（《Hydrogen Roadmap Europe》）報告中闡明了氫能在實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)中所扮演的無法替代的重要角色。報告認(rèn)為要使全球變暖“遠(yuǎn)低于工業(yè)化前水平2oC之內(nèi)”，有必要制定一份雄心勃勃的路線圖，讓歐洲在不同領(lǐng)域使用氫。

以下是“歐洲2×40GW綠氫行動計劃”中文版，由香橙會研究院翻譯。

概要

氫氣將在實現(xiàn)一個經(jīng)濟(jì)、清潔和繁榮的經(jīng)濟(jì)體中發(fā)揮關(guān)鍵作用。氫氣可以幫助實現(xiàn)低成本的批量運輸和可再生能源存儲，并且可以借此把低碳能源使用在所有領(lǐng)域。

歐盟與北非、烏克蘭和其他鄰國一起，擁有實現(xiàn)綠氫系統(tǒng)獨特機(jī)遇。包括烏克蘭在內(nèi)的歐洲有著良好的可再生能源資源，而北非也有著突出而豐富的資源。歐洲可以通過與北非和其他國家的互聯(lián)來重新利用其天然氣基礎(chǔ)設(shè)施從而來運輸和儲存氫氣。歐洲擁有全球領(lǐng)先的清潔氫生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，尤其是電解槽制造業(yè)。

如果歐盟與其鄰國密切合作，希望利用這些獨特的資源，打造一個世界領(lǐng)先的可再生氫生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，那么現(xiàn)在就是行動的時候了。專用和整合的數(shù)GW綠氫生產(chǎn)工廠，將因此釋放出巨大的可再生能源潛力。

我們，歐洲的氫工業(yè)，致力于保持一個強(qiáng)大的和世界領(lǐng)先的電解槽工業(yè)和市場，并以與低碳（藍(lán)）氫相同的并且最終更低的成本生產(chǎn)可再生的氫。一個先決條件是歐盟及其鄰國（如北非和烏克蘭）一起盡快發(fā)展2x40 GW的電解槽市場。

歐盟到2030年的40 GW電解槽產(chǎn)能路線圖顯示，將形成一個6 GW的專用市場（需求地區(qū)的氫氣生產(chǎn)）和34 GW的氫通用市場（接近資源地區(qū)的氫生產(chǎn)）。到2030年，北非和烏克蘭的電解槽產(chǎn)能將達(dá)到40 GW，其中包括國內(nèi)市場的7．5 GW氫產(chǎn)能和出口的32．5 GW氫產(chǎn)能。

如果在2030年實現(xiàn)2x40 GW的電解槽市場，同時增加所需的可再生能源產(chǎn)能，可再生氫的成本將與化石（灰）氫形成競爭。風(fēng)能和太陽能制氫廠的GW級電解槽生產(chǎn)可再生氫，其成本分別將在2025年與低碳制氫（1．5－2．0歐元／公斤）以及2030年與灰氫（1．0－1．5歐元／公斤）相比具有競爭力。

通過實現(xiàn)2x40 GW的電解槽容量，生產(chǎn)綠氫，歐盟每年可避免約8200萬噸的二氧化碳排放。電解槽產(chǎn)能的總投資將達(dá)到250 －300億歐元，為制造和維護(hù)2x40GW電解槽會創(chuàng)造14 －17萬個就業(yè)崗位。

該行業(yè)需要歐盟及其成員國設(shè)計、創(chuàng)造和促進(jìn)氫燃料市場、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)。歐盟與北非、烏克蘭和其他鄰國之間在政治、社會和經(jīng)濟(jì)層面設(shè)計并實現(xiàn)新的、獨特的、持久的相互合作機(jī)制至關(guān)重要。

歐盟及其鄰國發(fā)展綠氫經(jīng)濟(jì)的獨特機(jī)遇，將有助于經(jīng)濟(jì)增長、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會和建立可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)且公平的能源體系。在這個基礎(chǔ)上，歐洲和鄰國成為綠色制氫技術(shù)的世界市場領(lǐng)導(dǎo)者。

氫在可持續(xù)能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用

氣候變化是一個嚴(yán)重的問題，它促使我們在所有領(lǐng)域大幅減少溫室氣體排放。這意味著需要朝著一個既具有建設(shè)性又有競爭力的可持續(xù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行根本的變革。氫在實現(xiàn)清潔和繁榮的經(jīng)濟(jì)方面可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。

氫和電都是可以從化石能源資源和可再生能源資源中產(chǎn)生的無碳能源載體。在可持續(xù)能源系統(tǒng)中，這兩種載體都是必要的，并且是相輔相成的。

氫可以用于長距離的低成本的批量運輸能源，同時還是可以高效的儲存大量的能源。因此，氫可以在地點和時間上減少能源的生產(chǎn)和使用。此外，氫可以用于所有能源領(lǐng)域使用實現(xiàn)脫碳：

在工業(yè)上，原料供應(yīng)、高溫加熱，

在交通方面，公路、鐵路、水路和航空運輸，

在建筑物中，用于取暖和制冷，

在電力方面，平衡電力需求和供應(yīng)。

圖1氫可以在時間和地點方面平衡能源的生產(chǎn)和使用，以及為了最終脫碳使用（氫能委員會，氫能量產(chǎn)；可持續(xù)的全球能源之路過渡，2017）

可再生電力的價格持續(xù)下降，不久在專用制氫工廠（將風(fēng)能和／或PV與電解槽在一個地點結(jié)合）生產(chǎn)的氫的成本將低于石油或天然氣的成本。氫與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、大規(guī)模的季節(jié)性儲氫和小規(guī)模的晝夜儲電相互并存，是實現(xiàn)可持續(xù)、可靠、零排放、低成本的能源體系的關(guān)鍵。

歐洲有獨特的機(jī)會來實現(xiàn)綠色氫系統(tǒng)

歐洲和鄰近地區(qū)有良好的可再生資源和工業(yè)產(chǎn)能，可以快速并且低成本的實現(xiàn)綠氫系統(tǒng)。歐洲還需要大量的氫來為工業(yè)、交通和建筑部門脫碳。

此外，歐洲擁有廣泛的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。將現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的一部分改造成運輸和儲存氫氣的設(shè)施，將為歐洲提供一個獨特的機(jī)會，實現(xiàn)其在可再生能源生產(chǎn)和使用方面的承諾，同時利用這一目前規(guī)模龐大的基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)。它將為歐洲的氫工業(yè)提供競爭優(yōu)勢，以生產(chǎn)可持續(xù)和循環(huán)的產(chǎn)品和服務(wù)，同時創(chuàng)造許多綠色就業(yè)機(jī)會。

提高歐洲氫需求

歐洲是一個工業(yè)化地區(qū)，主要的石化和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)約占全球煉油和化工總產(chǎn)出的6 － 15％。目前生產(chǎn)的大部分氫被用作原料來制造其他材料。2015年，歐洲對氫的需求約為325 TWh，主要用于煉油廠、化工和農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)生產(chǎn)甲醇和氨。目前這些工業(yè)中使用的氫大多是通過蒸汽甲烷重整從天然氣中生產(chǎn)出來的。如果二氧化碳被釋放到空氣中，氫被稱為灰氫（FCH JU，氫路線圖歐洲，歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)路徑，2019）。

預(yù)計目前對氫氣作為原料的需求將會增長。同時，氫作為原料的新機(jī)會也正在出現(xiàn)。在鋼鐵生產(chǎn)中，氫可以代替煤來還原鐵礦石，氫和二氧化碳可以用來生產(chǎn)合成燃料，如甲醇和煤油。除了使用氫作為原料外，氫還可以用于工業(yè)生產(chǎn)高溫?zé)嵴羝〈烊粴夂兔?。通過改造現(xiàn)有的煤氣爐和鍋爐，氫氣可以產(chǎn)生高溫?zé)崃抗┕I(yè)使用。

氫動力汽車現(xiàn)在可以在汽車、出租車、廂式貨車、公共汽車、卡車、叉車和拖拉機(jī)市場上買到。他們的市場份額在未來幾十年將迅速增長。在其他運輸市場，如鐵路、航運和航空（包括無人機(jī)），氫燃料也將獲得市場份額。氫燃料電池將主導(dǎo)未來的技術(shù)，氫將會被用化學(xué)的方法轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電動汽車的電能。

在建筑物中，氫可以用來供熱和發(fā)電。氫氣可以代替天然氣或石油在鍋爐中產(chǎn)生熱量。氫鍋爐和備氫鍋爐（現(xiàn)在使用天然氣的鍋爐和未來使用氫的鍋爐）已于2019年進(jìn)入市場。除這些鍋爐外，小型燃料電池微熱電聯(lián)產(chǎn)（熱電聯(lián)產(chǎn)）裝置也進(jìn)入市場。這些微型熱電聯(lián)產(chǎn)燃料電池為建筑物提供電力和熱量。像BDR Thermea， Viessmann， Bosch等歐洲公司已經(jīng)將這些新的氫設(shè)備推向市場。

最后但同樣重要的是，氫是平衡電力系統(tǒng)的必需品。氫可以儲存和運輸，既便宜又容易，因此非常適合在時間和地點上滿足電力供應(yīng)和需求。在略微的調(diào)整后，氫可以在現(xiàn)有的發(fā)電廠中取代天然氣，在燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐中都是如此。在未來，燃料電池可以用來平衡電力系統(tǒng)，無論是集中還是分散的峰值功率或熱電聯(lián)產(chǎn)工廠。

FCH JU（Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking）在2019年1月，發(fā)布報告“歐洲能路線圖，對于歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)的路徑（FCH JU， 2019）。該報告指出，在歐盟實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型將需要大規(guī)模的氫。沒有氫，歐盟將無法實現(xiàn)脫碳目標(biāo)。人們認(rèn)為，要使全球變暖“遠(yuǎn)低于工業(yè)化前水平2攝氏度”，有必要制定一份雄心勃勃的路線圖，讓歐洲在不同領(lǐng)域使用氫。到2030年，氫的使用量將比2015年增加一倍多，達(dá)到665 TWh，見圖4。

圖2在“歐洲氫路線圖，歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)路徑” 中描繪了歐盟氫能源發(fā)展的宏偉藍(lán)圖（FCH JU，2019年）。

良好的可再生能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求

歐洲有很好的太陽能和風(fēng)能資源，特別是在歐洲的北部和南部。在北非和中東的鄰近地區(qū)甚至有更好的太陽能和風(fēng)能資源。然而，資源豐富的地區(qū)通常遠(yuǎn)離在歐洲有能源需求的工業(yè)基地和城市。太陽能和風(fēng)力發(fā)電場轉(zhuǎn)換成氫氣為遠(yuǎn)距離運輸太陽能和風(fēng)能提供了機(jī)會，相對便宜而且沒有損失。

歐洲好的可再生能源

在歐洲，良好的可再生能源資源是按地域分布的。然而，這些能源在歐盟成員國之間的分布并不均勻，因此大規(guī)模的泛歐洲能源運輸、貿(mào)易和儲存是必要的。

在歐洲的一些地區(qū)，大規(guī)模的海上風(fēng)力發(fā)電可以在沒有補(bǔ)貼的情況下以有競爭力的價格進(jìn)行（Vattenfall， 2019）（Guardian， 2019）。在北海、愛爾蘭海、波羅的海和地中海部分地區(qū)，大型海上風(fēng)力發(fā)電具有巨大的潛力。在希臘、英國、愛爾蘭以及葡萄牙、波蘭和德國等許多歐洲沿海地區(qū)，都可以發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的陸上風(fēng)能潛力。如今，大型太陽能光伏發(fā)電也可以無補(bǔ)貼、有競爭力地建造（Energylivenews， 2019），最顯著的例子是在南歐，如西班牙、葡萄牙、意大利和希臘。

此外，在冰島、挪威、瑞典、奧地利和瑞士等國可以進(jìn)行低成本的水力發(fā)電，在冰島、意大利、波蘭和匈牙利也可以進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電。雖然水力發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電的潛力有限，但將來引進(jìn)海洋／潮汐能源轉(zhuǎn)換設(shè)備可以進(jìn)一步增加英國、葡萄牙、挪威和冰島可再生電力和氫氣的產(chǎn)量。烏克蘭擁有良好的風(fēng)能資源和巨大的生物質(zhì)潛力。這些資源既可以用于綠氫生產(chǎn)，也可以用于生物質(zhì)生產(chǎn)綠色二氧化碳（UkrainianHydrogenCouncil， 2019）。

圖3歐洲上空80米高度的太陽輻射（左）和風(fēng)速（右）

北非和中東突出的可再生能源資源

北非的太陽能資源比南歐要好得多，也豐富得多。撒哈拉沙漠是世界上全年陽光最充足的地區(qū)。這是一個面積很大的地區(qū)（940萬平方公里，是歐盟面積的兩倍多），平均每年有3600小時的日照，一些地區(qū)有4000小時（Varadi， Wouters， ＆ Hoffmann， 2018）。這意味著每年每平方米的日照水平為2500 － 3000 kwh。一小部分（撒哈拉沙漠8－10％）的面積就可以產(chǎn)生全球的全部能源需求（van Wijk， van der Roest，＆ Boere， 2017年《人類太陽能》）

應(yīng)該指出的是，撒哈拉沙漠也是地球上風(fēng)力最大的地區(qū)之一，尤其是在西海岸。沙漠大部分地區(qū)地面平均年風(fēng)速超過5 m／s，西部沿海地區(qū)達(dá)到8－9 m／s。風(fēng)速隨著地面高度的增加而增加，而撒哈拉沙漠的風(fēng)全年都很穩(wěn)定。此外，埃及的扎法拉納地區(qū)與摩洛哥的大西洋海岸相當(dāng)，風(fēng)速高且穩(wěn)定（van Wijk A．， Wouters， Rachidi， ＆ Ikken， 2019）。在摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯、利比亞和埃及，某些陸地地區(qū)的風(fēng)速與地中海、波羅的海和北海部分地區(qū)的離岸風(fēng)速相當(dāng)。

圖4歐洲和北非的太陽輻射和風(fēng)速資源（Dii ＆ FraunhoferISI， 2012）

北非不僅有豐富的太陽能和風(fēng)能資源，中東也有很好的太陽能資源，在一些地方也有很好的風(fēng)能資源。土耳其、阿曼、沙特阿拉伯、約旦、阿聯(lián)酋等本地區(qū)國家有可能成為主要的綠氫出口國（van Son ＆ Isenburg， 2019）。

可再生資源通過氫運輸、存儲

這些豐富的在歐洲、北非和中東的可再生資源距離歐洲有能源需求的工業(yè)城市和位置非常遠(yuǎn)。在這些良好的可再生能地區(qū)，可以進(jìn)行豐富、廉價、但間歇性的太陽能和風(fēng)能發(fā)電。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何以低成本和低損失運輸和儲存這些能源。將生產(chǎn)現(xiàn)場的太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為氫氣為這一挑戰(zhàn)提供了解決方案，因為氫氣的運輸和儲存成本遠(yuǎn)低于電力。

通過管道運輸氫氣的成本要比用電纜輸送電力的成本便宜10－20倍（Vermeulen， 2017）。電纜輸送電力和管道輸送氫氣的根本區(qū)別在于基礎(chǔ)設(shè)施的容量。一條電力傳輸電纜的容量在1－2 GW之間，而一條氫管道的容量在15 － 30 GW之間。此外，通過電纜輸送電力會產(chǎn)生損耗，而通過管道輸送氫氣則不會產(chǎn)生損耗。除了運輸成本，儲氫成本也很便宜。鹽穴儲氫的成本至少比電池儲電成本低100倍（van Wijk ＆ Wouters， 2019）。

因此，在具有豐富太陽能和風(fēng)能資源的地區(qū)，數(shù)GW的電能和風(fēng)能發(fā)電廠是可以被實現(xiàn)用來生產(chǎn)電力并且通過水的電催化轉(zhuǎn)化成為氫。這些不是太陽能和風(fēng)能發(fā)電廠，而是太陽能和風(fēng)能氫工廠。在數(shù)GW的太陽能和風(fēng)力發(fā)電場生產(chǎn)廉價的氫，通過管道運輸大規(guī)模的氫，并在鹽穴儲存氫，可以提供更低的整體能源系統(tǒng)成本，一個可靠的能源系統(tǒng)，最重要的是一個清潔的，脫碳的能源系統(tǒng)。

歐洲可以用它的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施去運送和存儲氫

對于快速擴(kuò)大的歐洲可再生電的容量的一個挑戰(zhàn)是有限的電網(wǎng)容量。在2018，德國可再生在和海上風(fēng)力發(fā)電的接近十億歐元的減少是因為2019年電網(wǎng) （Bundesnetzagentur）容量約束。

在不需要大規(guī)模電網(wǎng)升級的情況下，將大量可再生能源整合到能源系統(tǒng)的解決方案的一部分是轉(zhuǎn)換成氫氣。

一個發(fā)達(dá)的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)就位，連接著歐洲（北海、挪威和荷蘭）和歐洲以外（俄羅斯、阿爾及利亞、利比亞）的天然氣生產(chǎn)地區(qū)。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的能源傳輸能力至少比電網(wǎng)的能力大10倍。

再利用天然氣管道運輸氫

現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施可以相對容易和快速轉(zhuǎn)換，以適當(dāng)?shù)某杀救菁{氫（DNV－GL， 2017） （Kiwa， 2018）。此外，建設(shè)“新的”天然氣基礎(chǔ)設(shè)施比建設(shè)與“新的”電力基礎(chǔ)設(shè)施相同的能源運輸能力便宜10－20倍（Vermeulen， 2017）。然而，為了開發(fā)波羅的海的風(fēng)能資源和希臘的風(fēng)能和太陽能資源，需要新的氫管道基礎(chǔ)設(shè)施。

歐洲天然氣基礎(chǔ)設(shè)施公司Gasunie通過改造天然氣管道，已開始在荷蘭建設(shè)氫主干管道基礎(chǔ)設(shè)施。這個氫主干連接了從北海海上風(fēng)能到鹽穴儲氫和工業(yè)集群的需求等氫生產(chǎn)站點，見圖5。Gasunie已經(jīng)將一條12公里長的天然氣管道改造成一條氫管道，該管道自2018年11月開始運行（Gasunie， 2018）。

圖5荷蘭現(xiàn)有的氫氣主干輸送管道將是天然氣管道轉(zhuǎn)化為連接氫供應(yīng)和氫儲存的氫輸送管道產(chǎn)業(yè)集群的需求（Gasunie，2019）

還在德國，F(xiàn)NB氣體，該協(xié)會的大型天然氣運輸公司在德國，已經(jīng)做好了計劃建設(shè)5900公里氫輸網(wǎng)，部分通過轉(zhuǎn)換現(xiàn)有的天然氣管道，連接未來在德國北部的氫生產(chǎn)中心，與大型儲氫鹽洞和在西部和南部的大客戶，參見圖6。

圖6德國氫骨干網(wǎng)——由FNB氣體提出，與規(guī)模較大德國國家天然氣運輸公司合作，開發(fā)了一個5900公里長的氫氣運輸網(wǎng)貫穿整個德國（數(shù)據(jù)取自德國《商報》28－1－2020）

圖7概述了一個跨國的歐洲氫氣基礎(chǔ)設(shè)施主干，它可以從整個歐洲（包括烏克蘭）的太陽能和風(fēng)能資源區(qū)域運輸大量的氫氣。除了綠氫，藍(lán)氫（氫來自化石燃料，二氧化碳捕獲和存儲）也可以插入這個支柱氫基礎(chǔ)設(shè)施，即大量創(chuàng)造的氫可以是藍(lán)氫，以相應(yīng)大規(guī)模的需求中心和快速轉(zhuǎn)換到氫基礎(chǔ)設(shè)施中的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。

? ? ? ??連接非洲和歐洲，提供綠色能源

北非的太陽能資源甚至比歐洲還要好、豐富，還有有吸引力的風(fēng)能資源。這些太陽能和風(fēng)能資源足以滿足其自身的能源需求，事實上，它可以很容易地滿足世界上所有的能源需求。到目前為止，北非從阿爾及利亞和利比亞出口天然氣，有幾條通往西班牙和意大利的管道。這些管道有能力連接超過60 GW （Timmerberg ＆ Kaltschmitt，2019）的容量。此外，摩洛哥和西班牙之間還有兩條電力運輸電纜，每條都有0．7GW的容量。摩洛哥和西班牙在2019年簽署了一份諒解備忘錄，以實現(xiàn)第三個0．7GW的電力互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Tsagas，2019），這也將用于從摩洛哥向西班牙出口太陽能電力。然而，這些電力互連的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣體互連的容量。因此，對非洲和歐洲來說，開發(fā)北非的可再生能源出口潛力將是一件非常有吸引力的事情，因為北非國家將這些電力轉(zhuǎn)化為氫氣，并通過管道將這些能源輸送到歐洲。部分天然氣網(wǎng)格可以轉(zhuǎn)換為容納氫氣（van Wijk A．， Wouters， Rachidi， ＆ Ikken， 2019）。但是同樣，與建造電纜相比，建造新的氫管道將是一個成本效益好的選擇，可以將可再生能源運輸?shù)綒W洲，見圖8。

圖8與歐洲相連的非洲潛在的氫基礎(chǔ)設(shè)施

天然氣、石油和天然氣化學(xué)運輸管道，有可能用于氫的運輸。在北非和歐洲之間的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，有可能被用于運輸氫氣（Oldenbroek ＆ Huegemann， 2019）。一種“新的”專用氫運輸管道可以從意大利到希臘，穿越地中海到埃及是可以被建造的并最終擴(kuò)展到埃塞俄比亞和中東地區(qū)（van Wijk A．， Wouters， Rachidi， ＆ Ikken，2019）。而從希臘到黑海，沿伊比利亞半島的南海岸而行專用氫氣管道也必須建造。

新建一條從埃及經(jīng)希臘到意大利的大型輸氫管道，全長2500公里，裝機(jī)容量66GW，2條管道各48英寸，這意味著要投資165億歐元。負(fù)載系數(shù)為每年4500小時，每年可輸送300 TWh或760萬噸氫氣。通過這樣的管道輸送氫氣的平均成本為0．005？／kWh或0．2？／kg H2，這是輸送氫氣總成本的一個合理的比例（van Wijk ＆ Wouters， 2019）。

《非洲氫伙伴計劃》是一份關(guān)于非洲現(xiàn)有和計劃中的天然氣、石油和化學(xué)產(chǎn)品管道基礎(chǔ)設(shè)施的概述。他們指出了什么類型的氫產(chǎn)品可以通過這些管道運輸。穿越地中海的天然氣管道也可能被用來運輸氫氣（Oldenbroek ＆ Huegemann， 2019）。在未來，更多的氫管道運輸能力是必要的。一個專用的大型管道基礎(chǔ)設(shè)施，從意大利跨越希臘，穿過地中海到埃及，最終進(jìn)一步延伸到埃塞俄比亞和中東，將非常有助于開發(fā)豐富和廉價的可再生能源潛力（van Wijk A．， Wouters， Rachidi， ＆ Ikken， 2019）。圖8概述了現(xiàn)有的管道基礎(chǔ)設(shè)施以及非洲和歐洲之間的一條新的專用氫氣管道

可用鹽穴進(jìn)行大規(guī)模儲氫

歐洲的天然氣需求，特別是北歐的天然氣需求，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的季節(jié)性變化。在冬季，天然氣需求是夏季的2－3倍（BDEW， 2018）。然而，天然氣產(chǎn)量全年保持不變。因此，大規(guī)模的天然氣季節(jié)性儲存是必要的。天然氣大量儲存在空曠的氣田、多孔的巖層和鹽穴中。大約15－20％的天然氣總消耗量被儲存起來以平衡天然氣的生產(chǎn)和消費（Timmerberg ＆ Kaltschmitt， 2019）（van Wijk ＆ Wouters， 2019）。如今，天然氣的儲存對平衡電力供應(yīng)和需求也至關(guān)重要。電力系統(tǒng)的平衡是通過抽水蓄能來完成的，但主要是通過可調(diào)度的發(fā)電廠，通常是燃?xì)獍l(fā)電廠。

鹽穴是鹽生產(chǎn)的“遺留物”。許多鹽穴用于天然氣儲存，其它一些鹽穴中儲存石油、壓縮空氣或其他產(chǎn)品，見圖9．1和9．2。鹽穴可以用來儲存氫，就像它們可以儲存天然氣一樣（HyUnder， 2013）。儲存氫的鹽穴已經(jīng)使用了幾十年，例如在英國利茲附近。

圖9．1遍布?xì)W洲的鹽地層和鹽穴。紅鉆是用于天然氣儲存的鹽穴（Bunger， Michalski， Crotogino，＆ Kruck， 2016）

圖9．2鹽穴（van Wijk， van der Roest， ＆ Boere， 2017）

在一個典型的鹽穴中，氫可以儲存在200巴左右的壓力下。其儲氫能力約為6000噸，即240 GWh。包括管道、壓縮機(jī)和氣體處理在內(nèi)的總安裝成本約為1億歐元（Michalski等，2017）。相比之下，如果將這些能量儲存在電池中，成本為100歐元／千瓦時，總投資成本將為240億歐元。因此，在鹽穴中以氫的形式儲存能量比電池儲存至少便宜100倍。

圖10歐洲鹽穴儲氫潛力（Caglayan等，2019）

歐洲有許多可供大規(guī)模儲氫的空鹽穴。除了新的氫專用鹽穴外，還可以在歐洲不同的鹽地層中開發(fā)儲氫能力。最近的一項研究表明，在歐洲鹽穴中存在非常大的儲氫潛力，見圖10 （Caglayan等，2020）。也許氫可以儲存在一些空的氣田中，以滿足儲存氫的特定要求。

基礎(chǔ)設(shè)施如何從天然氣過渡到氫氣？

困難但關(guān)鍵的問題是，如何在未來十年內(nèi)從天然氣基礎(chǔ)設(shè)施向氫能源基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型。提高氫氣生產(chǎn)能力來填滿新建的管道或?qū)⑻烊粴夤艿栏脑斐蓺錃膺\輸管道需要時間，該管道的容量為15－20 GW。在2030年之前，將天然氣運輸管道改造成氫氣管道或建造一條新的專用氫氣管道是完全符合成本效益的。

從天然氣到氫氣的轉(zhuǎn)變有幾種可能的途徑和解決方案

▲在電解制氫的同時，也刺激產(chǎn)生大量的碳中和氫，使其有足夠的體積來填充運輸管道。這使得天然氣管道更早轉(zhuǎn)化為氫輸送管道成為可能。

▲將氫氣與天然氣混合。大約2－5％的氫氣可以混合在天然氣運輸網(wǎng)絡(luò)中，而不需要更換或調(diào)整壓縮機(jī)。在5％以上，氫可以混合在一個特定的運輸管道中，在那里壓縮機(jī)被更換或調(diào)整。

▲在天然氣管道中放置一個小的氫氣管。在管道系統(tǒng)中安裝這樣的管道很可能更便宜、更快。通過這種方式，1－2GW的氫氣可以輸送到更遠(yuǎn)的地方，例如穿越地中?；虮焙＃恍枰甙旱某杀?。與此同時，天然氣仍然可以運輸，盡管運力較低。

▲在港口地區(qū)建設(shè)綠色氨廠，通過運輸氨出口氫。這種氨是氮和氫的混合物，可以用于化肥和化學(xué)工業(yè)，可以再分解成氫，也可以直接用作海上柴油發(fā)動機(jī)的燃料，或者用于發(fā)電廠。

▲在港區(qū)建設(shè)氫氣液化工廠，使用類似LNG的專用低溫容器出口液氫。液態(tài)氫可以很容易地在到達(dá)港重新氣化并注入管道系統(tǒng)?；蛘撸簯B(tài)氫可以用裝載液態(tài)氫的卡車運送到加氫站（液態(tài)氫運輸?shù)哪芰渴羌訅簹溥\輸?shù)?0倍）

▲其他運輸氫的方法，如液態(tài)有機(jī)氫載體，將氫與二氧化碳結(jié)合產(chǎn)生甲醇、甲酸、煤油或另一種合成烴。

首選的解決方案將取決于地區(qū)特點。例如，在北海，天然氣管道是可用的，混合或管道解決方案中的管道可能是一個更可取的選擇。但是在摩洛哥，最可能的選擇是將氨轉(zhuǎn)化為氨并運輸，因為摩洛哥已經(jīng)在大規(guī)模的綠色氨生產(chǎn)中為本地肥料生產(chǎn)工作。因此，從天然氣到氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)變，發(fā)展氫氣的港口地區(qū)，將氫氣分配到加氫站和建筑物，以及跨境的氫氣進(jìn)出口，都是需要更深入研究的課題，以提供聰明和經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。

歐洲有世界一流的制氫電解槽工業(yè)

氫是一種能源載體，就像電一樣，它必須由一種能源產(chǎn)生。它可以是（電）化學(xué)處理從化石能源，如天然氣，石油，煤炭或化石電力，或從可再生資源，如綠色電力，沼氣，生物質(zhì)或直接從陽光。由沼氣、生物質(zhì)能和可再生電力通過電解水產(chǎn)生的氫被稱為可再生氫或綠氫。在電解槽技術(shù)方面，歐洲擁有強(qiáng)大的市場地位，在全球處于領(lǐng)先地位。

雖然現(xiàn)在很少有專門的電解水制氫，但電解水并不是一項新技術(shù)。如今，全球約有20－25GW的電解槽容量主要用于氯的生產(chǎn)。通過電解鹽在水中的溶解，從鹽中產(chǎn)生氯，但同時從水中產(chǎn)生氫。氫是一種副產(chǎn)品，部分用來產(chǎn)生熱量或蒸汽。在全球范圍內(nèi)，這些氯電解槽的很大一部分是由歐洲公司生產(chǎn)的，因此，電解槽行業(yè)和供應(yīng)鏈在歐洲具有強(qiáng)大的世界市場地位。特別是歐洲工業(yè)提供先進(jìn)的高質(zhì)量的電解槽，滿足高安全標(biāo)準(zhǔn)。這是一個良好的起點，以在歐洲建立一個領(lǐng)先的水電解槽行業(yè)。一些歐洲電解槽產(chǎn)品的例子如圖11所示。

圖11來自歐洲的電解器產(chǎn)品。

2x40GW綠氫計劃

實現(xiàn)可再生氫經(jīng)濟(jì)將為歐洲、北非、烏克蘭和其他鄰近地區(qū)創(chuàng)造就業(yè)、經(jīng)濟(jì)增長和福利。與此同時，它將為歐洲、非洲以及更遙遠(yuǎn)的地方的更清潔、脫碳做出貢獻(xiàn)。

然而，這種氫經(jīng)濟(jì)需要歐洲與非洲及其鄰近地區(qū)（如中東）合作采取協(xié)調(diào)一致的方法。這種方法必須包括可再生能源（和低碳或藍(lán)）氫，氫的市場開發(fā)結(jié)合氫基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，密切配合電力市場的發(fā)展和電力基礎(chǔ)設(shè)施以及氫的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。

在許多國家，包括日本、中國、美國、韓國、澳大利亞和加拿大，用于氫研究、創(chuàng)新和實施的預(yù)算大幅增加。特別是日本對于實現(xiàn)氫能源經(jīng)濟(jì)有著非常堅定的承諾，通過2020年的奧林匹克運動會向世界展示了它的承諾，這次運動會將被稱為“氫能源運動會”。最值得注意的是，日本、中國和加拿大都出現(xiàn)了可再生氫設(shè)備制造業(yè)，與歐洲競爭。

歐洲電解槽行業(yè)和供應(yīng)鏈在當(dāng)今世界市場上具有很強(qiáng)的競爭力。如果歐盟想要建立一個世界領(lǐng)先的可再生氫生產(chǎn)電解槽行業(yè)，現(xiàn)在就是行動的時候了。

因此，我們建議在歐盟國家安裝40GW的電解槽，并在鄰國特別是北非和烏克蘭安裝40GW的電解槽，直至2030年。

我們，歐洲氫工業(yè)，正在致力于開發(fā)一個強(qiáng)大、世界領(lǐng)先的電解槽產(chǎn)業(yè)和市場，致力于生產(chǎn) 在平等和最終成本低于低碳（藍(lán)）氫可再生氫。實現(xiàn)這一目標(biāo)的先決條件是，到2030年，歐盟及其鄰國（如北非和烏克蘭）的2x40GW電解槽市場將得到發(fā)展。

2030年綠氫生產(chǎn)路線圖2x40GW

今天，歐盟的水電裝機(jī)容量非常有限。在過去的幾年里，電解槽公司在歐盟的支持下，為降低成本、提高效率、擴(kuò)大電解槽體積和擴(kuò)大產(chǎn)量做出了巨大的努力。試點和示范項目設(shè)備已經(jīng)安裝，但現(xiàn)在的時間需要的是擴(kuò)大電解槽市場，以進(jìn)一步降低成本，并通過大規(guī)模推出發(fā)展一個強(qiáng)大的和有競爭力的歐洲電解槽行業(yè)。

目前大多數(shù)的制氫過程都發(fā)生在或接近氫被消耗的地方。氫的需求目前只普遍存在于氫被用作原料的地方，例如在化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)中。在一些化工和石化行業(yè)和地區(qū)之間，只有有限的私有氫管道基礎(chǔ)設(shè)施。因此，目前的氫氣生產(chǎn)被定性為“壟斷”，沒有大規(guī)模的公共氫氣管道基礎(chǔ)設(shè)施可用，除了點對點銷售，沒有規(guī)律和已存的通用氫氣市場和基礎(chǔ)設(shè)施。

在不久的將來，將出現(xiàn)一個可再生的低碳?xì)涫袌?，用于生產(chǎn)化學(xué)品、石油化工產(chǎn)品、新型合成燃料（如煤油），以及用氫代替從鐵礦石中生產(chǎn)“綠色鋼鐵”中的一氧化碳的還原過程。隨著這些工業(yè)原料的應(yīng)用，交通領(lǐng)域的氫市場、工業(yè)和建筑的高溫和低溫?zé)崮芤约捌胶饽康牡碾娏ιa(chǎn)將會出現(xiàn)。

低碳和可再生的氫氣生產(chǎn)既可以被放在特定位置（在氫氣需求附近），也可以被控制在中心位置（在能源資源附近）。

壟斷市場：氫氣生產(chǎn)接近氫氣需求地

如今，專屬解決方案包括將天然氣通過碳捕集轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的低碳?xì)?，由天然氣管道供?yīng)；以及通過水電解生產(chǎn)的可再生氫，通過電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)容量的限制，這些站點的電解槽容量被限制在最大幾百兆瓦。

在不久的將來，交通燃料領(lǐng)域的氫市場將會出現(xiàn)。在加氫站，可以就地電解水生產(chǎn)氫氣?？稍偕娏梢杂呻娋W(wǎng)提供，也可以由太陽能或風(fēng)力渦輪機(jī)在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)。電解槽容量高達(dá)10兆瓦，可以生產(chǎn)足夠的氫供應(yīng)這樣一個氫燃料補(bǔ)給站。此外，氫可以通過卡車或管道以氣態(tài)形式提供給這些換料站，也可以通過特殊的低溫卡車以液態(tài)形式提供給這些換料站。未來10年，氫燃料加氣站的電解槽市場規(guī)模將擴(kuò)大至1－10兆瓦。

為化學(xué)工業(yè)、精煉廠和鋼鐵生產(chǎn)生產(chǎn)部分可再生氫的電解槽市場，需要10－ 20兆瓦的容量，并將在未來10年增長。

在不久的將來，這些用于工業(yè)和交通的氫氣市場可能仍然是壟斷市場，氫氣將在使用氫氣的地方就地生產(chǎn)。電解槽與電網(wǎng)相連，產(chǎn)生（近）基載氫。然而，在許多情況下，電網(wǎng)的容量限制和電網(wǎng)費用將成為低成本制氫的重要瓶頸。

氫市場：能源資源地的制氫

為了讓化工和鋼鐵行業(yè)完全脫碳，需要具備數(shù)GW的電解槽容量，但由于電網(wǎng)容量不足，這些電解槽無法安裝在這些工廠附近。此外，其他市場也需要氫，如流動性、高溫和低溫加熱以及電力平衡等，這些都需要從氫生產(chǎn)中心供應(yīng)。因此，GW電解槽市場將會有一個不同的市場結(jié)構(gòu)。GW電解槽將安裝在大型風(fēng)力、太陽能、水力和／或地?zé)岚l(fā)電生產(chǎn)基地附近。氫氣將被輸送到一個氣網(wǎng)，最好是100％氫氣網(wǎng)，這個氣網(wǎng)將把氫氣輸送到各種各樣的消費者那里：工業(yè)、交通、房屋、建筑物和平衡發(fā)電廠。因為這些電解槽連接到可再生電力生產(chǎn)，而不是電網(wǎng)，電解槽將不會產(chǎn)生基本負(fù)載。因此，這樣的制氫工廠是不連接電網(wǎng)的，因此負(fù)荷系數(shù)取決于太陽能和／或風(fēng)力發(fā)電場的可再生電力生產(chǎn)。

氫市場設(shè)計

GW電解槽市場需要一個歐洲氫氣市場設(shè)計，在那里，法規(guī)的制定需要一個靈活的過程，并適合于目標(biāo)，這為天然氣基礎(chǔ)設(shè)施公司、輸電系統(tǒng)運營商（TSOs）和配電系統(tǒng)運營商（DSOs）（早期）市場創(chuàng)造提供了可能性。盡管如此，在市場發(fā)展的早期階段，作為一項不受管制的活動，一個能夠支持任何參與者將電力轉(zhuǎn)到天然氣投資的框架應(yīng)該成為氫政策框架的一部分。

大量的低碳和可再生的氫在資源點或附近產(chǎn)生，將被輸入一個氫網(wǎng)格。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施公司，TSOs和DSOs，將創(chuàng)建一個開放獲取的基礎(chǔ)設(shè)施，以連接氫生產(chǎn)商和客戶。此外，還需要開發(fā)氫儲存設(shè)施，并將其與氫基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，保證在不受可再生電力（季節(jié)性）變化影響的情況下，隨時向客戶供應(yīng)氫。一個跨國界的能源認(rèn)證體系需要確?？稍偕牡吞?/span>氫能源市場的完整性。在這樣一個跨國界的有組織的能源市場中，GW級電解槽將能夠為新興的氫市場生產(chǎn)和交易經(jīng)過認(rèn)證的氫。

電力、氫系統(tǒng)和市場之間的緊密互動將成為關(guān)鍵。一旦氫管道基礎(chǔ)設(shè)施到位，10－100兆瓦的電解槽也可以安裝在中小型可再生電力生產(chǎn)基地附近。如果將太陽能或風(fēng)力發(fā)電場與電網(wǎng)連接的電網(wǎng)容量不足，部分太陽能或風(fēng)力發(fā)電可以轉(zhuǎn)化為氫氣并網(wǎng)發(fā)電。這種電氫并網(wǎng)的混合方式，可以緩解電網(wǎng)的容量約束，在電力需求低于生產(chǎn)的時刻吸收電力。歐洲電力和天然氣TSOs協(xié)會ENTSO－E和ENTSO－G最近進(jìn)行的一項研究表明，到2050年，需要向電解槽提供300到800 TWh的電力，以穩(wěn)定電力系統(tǒng)（Collins， 2020）。

歐洲市場設(shè)計的氫與其他地區(qū)市場相互聯(lián)系，可以從天然氣和電力市場設(shè)計中了解，但需要將適當(dāng)?shù)撵`活性機(jī)制使市場參與者開關(guān)將電能轉(zhuǎn)換為氫，不同的角色有生產(chǎn)商，基礎(chǔ)設(shè)施公司，TSOs和DSOs，獨立的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，國家與其他地區(qū)之間的跨境市場機(jī)制，以及電網(wǎng)接入、定價、清算、天然氣質(zhì)量、安全等方面的明確規(guī)則。

2030年歐盟40GW電解槽容量路線圖

表1描繪了歐盟到2030年達(dá)到40GW電解槽容量的發(fā)展路線圖。到2030年，這40GW的氫氣總產(chǎn)量將達(dá)到440萬噸，100萬噸的專屬電解槽容量將達(dá)到6GW，340萬噸的市場電解槽容量將達(dá)到34GW。根據(jù)歐洲氫路線圖（FCH JU， 2019）， 440萬噸氫氣（173 TWh）占?xì)W盟總氫氣需求（665 TWh）的25％。這將確保歐洲在新興的全球氫經(jīng)濟(jì)中的領(lǐng)先地位，這對于成為并保持這一新興技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者至關(guān)重要。

到2030年，歐盟的電解槽產(chǎn)能將達(dá)到40GW，這一路線圖既顯示出60GW的專屬產(chǎn)能，也顯示出34GW的氫氣市場。到2030年，這40GW的電解槽將生產(chǎn)440萬噸或173千瓦時的氫，占?xì)W盟氫市場總量的25％。

表1． 2030年歐盟40GW電解槽產(chǎn)能發(fā)展路線圖顯示了壟斷市場（6GW＝ 6000MW）和氫氣市場（34GW＝ 34000MW）。

2030年北非和烏克蘭的40GW電解槽容量路線圖

北非有非常有利的太陽能和風(fēng)能資源，而烏克蘭有良好的風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能資源。這兩個國家都有大規(guī)模生產(chǎn)可再生能源的空間，也有潛力生產(chǎn)必要的可再生能源供自己使用，并成為可再生能源的大規(guī)模凈出口國。北非和烏克蘭都是歐盟的鄰近地區(qū)，這使得通過管道向歐盟輸送氫氣成為可能，也有利于向歐盟輸送氫氣。因為用管道運輸氫氣比用輪船或電纜運輸更便宜，這就有了一個競爭優(yōu)勢。

在北非和烏克蘭，氫氣生產(chǎn)將接近大規(guī)模的可再生電力生產(chǎn)基地。在北非和烏克蘭，綠氫的一個有吸引力而可行的用途是用于氨／化肥的生產(chǎn)。例如，摩洛哥沒有化石資源，目前每年進(jìn)口100萬噸氨，花費超過4億美元（Trendeconomy，2018）。我們估計，到2030年，電解槽的裝機(jī)容量可以達(dá)到7．5GW，接近氨／化肥的生產(chǎn)。利用這一裝機(jī)容量，在北非，埃及、阿爾及利亞和摩洛哥可生產(chǎn)約300萬噸“綠色氨”。在烏克蘭，預(yù)計可生產(chǎn)100萬噸“綠色氨”。

40GW的另一部分，大約32．5GW的電解槽容量將用于大規(guī)模的氫氣生產(chǎn)，最終輸送到出口氫氣管道。根據(jù)歐洲氫路線圖（FCH JU， 2019），到2030年，大約有300萬噸（118 TWh）的氫可以出口到歐盟，占?xì)W盟2030年氫總需求的17％。在北非和烏克蘭40 GW電解槽容量開發(fā)路線圖如表2．中所示。

通過與歐盟和北非／烏克蘭合作開發(fā)這種電解槽能力，歐洲電解槽行業(yè)可以開發(fā)一個重要的市場，這對于成為并保持這種新興技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者至關(guān)重要。

到2030年，北非和烏克蘭的電解槽產(chǎn)能將達(dá)到40GW，其中包括7．5GW的國內(nèi)市場和32．5GW的出口市場。國內(nèi)市場主要以合成氨生產(chǎn)為主，出口市場主要通過管道向歐盟出口，2030年約300萬噸或118TWH氫氣，占?xì)W盟2030年氫氣市場總量的17％。

表2 2030年北非和烏克蘭的40GW電解槽容量路線圖顯示國內(nèi)市場的發(fā)展（7．5GW）和出口市場的發(fā)展（32．5GW）

可再生氫的成本更具競爭力

堿性電解槽槽被認(rèn)為是一種成熟的技術(shù)，目前用于生產(chǎn)氯。PEM和SOEC電解槽正在經(jīng)歷一個陡峭的學(xué)習(xí)曲線。堿性電解槽、PEM電解槽和SOEC電解槽可用于水電解制氫。這些電解槽技術(shù)由電解槽單元組成，這些電解槽單元組合在一起構(gòu)成一個電堆。要構(gòu)建GW規(guī)模的電解槽，需要將多個電堆并行放置。這些電解槽技術(shù)有望在未來十年中取得顯著的技術(shù)進(jìn)步。其中，更高的效率、更少的老化、更高的可用性、更大的電池尺寸、更高的操作壓力、更少的關(guān)鍵材料使用以及整體材料使用的減少，將降低電解槽的制氫成本。

然而，隨著這些技術(shù)的進(jìn)步，尤其是裝機(jī)容量和工廠規(guī)模的擴(kuò)大，電解槽的成本將會降低。電解槽廠的技術(shù)結(jié)構(gòu)與太陽能發(fā)電廠類似。電解槽和太陽能電站都是通過生產(chǎn)電池、將大量電池組裝到太陽能模塊／電解槽堆中，并安裝大量模塊／堆來實現(xiàn)所需的電站容量來建造的。雖然不同，類似太陽能發(fā)電廠的成本降低過程可以預(yù)見電解槽廠的情況。電解槽、電池組件、電池和電堆的自動化生產(chǎn)將降低成本，GW規(guī)模電解槽工廠的建造會減少工廠每千瓦成本。工廠成本費用的降低包括壓縮機(jī)、氣體凈化，去除礦物質(zhì)水生產(chǎn)、變壓器和安裝成本。大量的電解槽市場容量以及實現(xiàn)GW規(guī)模的電解槽，是顯著降低成本的關(guān)鍵因素（IEA， 2019）（氫化理事會，2020）。

電解槽廠的成本固然重要，但制氫成本的主導(dǎo)因素是電價，決定了制氫成本的60－80％。因此，盡可能降低可再生電力的成本是非常重要的。同時，實現(xiàn)大規(guī)模的可再生能源發(fā)電－制氫一體化也是降低成本的重要途徑。整合可再生電氫生產(chǎn)可以減少成本，由于技術(shù)整合， 如 避免AC－DC和DC－AC轉(zhuǎn)換成本和損失，并由于業(yè)務(wù)整合， 如集成項目發(fā)展，建設(shè)，也減少交易成本、許可成本，電網(wǎng)成本和稅收。

總而言之，技術(shù)發(fā)展、容量、GW規(guī)模、低可再生電力生產(chǎn)成本以及一體化的可再生電制氫，將使電解槽生產(chǎn)的可再生氫在2025年左右與低碳?xì)湫纬筛偁帯Ｊ褂肅CS（碳捕獲與封存）的SMR（蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化）或ATR（自動熱轉(zhuǎn)化）天然氣生產(chǎn)的低碳?xì)湓跉W洲的成本為每公斤1．5－2．0歐元（氫化委員會，2020年）。

到2025年，可再生氫將與低碳?xì)洌?．5－2．0歐元／公斤）或灰氫競爭，每噸二氧化碳的價格為50歐元（氫化委員會，2020年）。（從天然氣中生產(chǎn)氫氣時，每噸二氧化碳價格上漲10歐元，氫氣價格就會上漲約0．1歐元／公斤。）

到2030年，可再生氫燃料有望與灰氫燃料形成競爭，價格為每公斤1．0－1．5歐元。

在北非，太陽能和風(fēng)能發(fā)電的成本很可能比歐洲低，因為那里有更好的太陽能和風(fēng)能資源，而且土地成本更低。因此，制氫成本將低于歐洲。但是來自北非的氫氣必須通過管道或船運到歐洲。大規(guī)模的長距離氫氣管道運輸將使每公斤氫氣增加約0．2歐元。海運比管道運輸貴。

然而，從北非進(jìn)口氫肯定會與歐洲的氫生產(chǎn)競爭。

如果能在2030年之前在歐盟、北非和烏克蘭建立一個2x40GW的電解槽市場，電解槽行業(yè)將致力于電解設(shè)備的資本支出、運營成本和效率發(fā)展，如表3所示。資本支出和電力成本在一個范圍內(nèi)。低資本支出和電力成本將在“離網(wǎng)”數(shù)GW的太陽能和風(fēng)能氫能工廠實現(xiàn)，這些工廠位于良好的可再生能源基地。高資本支出和電力成本將被用于太陽能／風(fēng)能發(fā)電廠和電網(wǎng)相連的多兆瓦規(guī)模電解槽上，該電解槽位于氫需求附近。雖然資本支出和運營成本的降低是重要的，但電力成本的降低是最重要的。（當(dāng)電解效率達(dá)到80％時，每減少10／MWh的電力成本HHV（較高的熱值），轉(zhuǎn)化為氫成本降低0．5／kg）

需要運輸?shù)臍涞臓顟B(tài)是30 bar壓力，99．99％純度

HHV＝高熱值

表3綠色制氫成本開發(fā)

氫的價格是每公斤1歐元

7／GJ H2

0．025／kWh H2

0，09／m3 H2

0．24歐元／立方米天然氣當(dāng)量

綠色制氫成本開發(fā)

在良好的風(fēng)能和太陽能集成電制氫基地，GW規(guī)模的電解槽可以生產(chǎn)可再生的氫，其成本可與低碳?xì)洌?025年1．5－2．0歐元／公斤）和灰氫（2030年1．0－1．5歐元／公斤）相媲美。

2x40GW的綠氫氣生產(chǎn)的影響

可再生氫的生產(chǎn)不會排放二氧化碳等溫室氣體，而且在工業(yè)和重型運輸?shù)入y以減少的行業(yè)，可將實現(xiàn)能源使用的脫碳。

最重要的是，到2030年實現(xiàn)2x40GW的電解槽產(chǎn)能，可以在歐洲打造世界領(lǐng)先的電解槽產(chǎn)業(yè)。這一工業(yè)不僅將促進(jìn)歐盟的經(jīng)濟(jì)增長和就業(yè)，而且還將促進(jìn)北非和烏克蘭的經(jīng)濟(jì)增長和就業(yè)。在北非創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)增長和就業(yè)機(jī)會可能有助于減少移民。

減少二氧化碳排放

太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生的氫氣不會增加大氣中的二氧化碳排放。假設(shè)用綠氫氣代替由甲烷蒸氣重整生成的灰氫氣。根據(jù)CertifHy對氫的認(rèn)證，灰氫的平均溫室氣體排放因子（CO2當(dāng)量排放）為10．9 kg／kg H2 （CertifHy， 2019）。

總氫氣產(chǎn)量為2x40GW，H2估計為930萬噸。因此，避免的二氧化碳排放總量為9000萬噸二氧化碳。然而，在北非和烏克蘭生產(chǎn)的部分氫氣是自用的，并不出口到歐盟。歐盟綠色制氫和從北非和烏克蘭進(jìn)口的二氧化碳排放量約為8200萬噸。

2x40GW綠氫氣生產(chǎn)的總二氧化碳排放量為每年9000萬噸。通過在歐洲制氫和從北非和烏克拉導(dǎo)入綠氫氣，歐盟每年減少8200萬噸 CO2排放。

投資2x40GW電解槽產(chǎn)能

根據(jù)歐洲和北非／烏克蘭電解槽產(chǎn)能發(fā)展路線圖和表3所示的電解槽資本支出，可以計算電解槽投資總額。對于接近氫需求的圈養(yǎng)制氫和分散制氫，使用較高的資本支出數(shù)字來計算這些電解槽投資。對于多GW的太陽能和風(fēng)能綜合制氫工廠，較低的資本支出數(shù)據(jù)用于計算這些電解槽投資。2×40GW電解槽產(chǎn)能的總投資預(yù)計在250億到300億歐元之間。根據(jù)路線圖，超過85％的電解槽產(chǎn)能將在2025－2030年期間實現(xiàn)，這就解釋了相對較低的總投資成本。

這些電解槽的投資成本，不包括太陽能和風(fēng)力發(fā)電場的投資。此外，在基礎(chǔ)設(shè)施、管道、壓縮機(jī)、鹽穴儲存和必要的氫應(yīng)用設(shè)備方面的投資費用不包括在這個數(shù)字中。特別是在必要的和額外的太陽能和風(fēng)能容量大約100－150GW的投資成本將大大超過電解槽容量的投資成本。根據(jù)太陽能、陸上風(fēng)能和海上風(fēng)能的份額，總投資成本大概在1000億到3000億歐元之間。

2x40GW電解槽的總投資在250億到300億歐元之間

創(chuàng)造工作

電解槽的生產(chǎn)和維護(hù)可以創(chuàng)造工作崗位，一項研究估計FCH JU（燃料電池氫聯(lián)合企業(yè)）電解槽生產(chǎn)每百萬歐元價值（FCH居，2019年9月）大約產(chǎn)生5．5等效全職工作（直接和間接就業(yè)）。這是整個電解槽供應(yīng)鏈中所創(chuàng)造的工作崗位。如果我們假設(shè)2x40GW電解槽的全部產(chǎn)能將在歐盟生產(chǎn)和維護(hù)，那么到2030年，歐盟將創(chuàng)造14萬至17萬個全職工作崗位。通過發(fā)展一個強(qiáng)大和有競爭力的歐洲電解槽行業(yè)，到2030年將創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會，但在2030年后將創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會。此外，實現(xiàn)可再生能源的互聯(lián)互通將創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會。

到2030年，2x40GW電解槽的制造和維護(hù)工作崗位在14萬至17萬之間

?我們提供什么，我們需要什么

我們，氫工業(yè)，致力于發(fā)展一個強(qiáng)大的和世界領(lǐng)先的電解槽工業(yè)和供應(yīng)鏈，并承諾到2030年在歐洲、北非和烏克蘭實現(xiàn)2x40GW的電解槽產(chǎn)能。但我們需要歐盟及其成員國設(shè)計、創(chuàng)造和促進(jìn)氫市場、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)。

2030年綠氫計劃2x40GW

我們能提供什么

▲電解槽成本顯著下降

▲可再生氫的競爭力在2025年與低碳?xì)洌?030年與灰氫相比有競爭力

▲在歐洲擁有GW規(guī)模的電解槽和部件生產(chǎn)設(shè)施

▲具備投資條件和資金來源的技術(shù)和項目

▲投資2X40GW電解槽產(chǎn)能

▲增加與氫相關(guān)的研究和創(chuàng)新的行業(yè)預(yù)算

▲更多的綠色工作

▲實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕娏Ω臁⒏阋说娜诤?/span>

▲通過進(jìn)口廉價的可再生氫，一個有競爭力的可持續(xù)能源系統(tǒng)可以更快更便宜地實現(xiàn)。

▲世界領(lǐng)先和有競爭力的電解槽和可再生氫工業(yè)

我們需要什么

▲氫氣市場設(shè)計，靈活和綜合的市場監(jiān)管。

▲執(zhí)行歐盟能源政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

▲通過改造部分天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)氫氣基礎(chǔ)設(shè)施

▲開放使用公共氫氣基礎(chǔ)設(shè)施

▲金融部門、銀行、養(yǎng)老基金、歐洲投資銀行、投資基金、歐盟基金（IPCEI基礎(chǔ)設(shè)施基金等）支持

▲大型儲氫設(shè)施

▲大量的氫研發(fā)和創(chuàng)新預(yù)算

▲刺激氫氣市場的計劃，例如脫碳?xì)怏w的清潔氫氣配額

▲歐盟可再生電力－氫生產(chǎn)的招標(biāo)

▲需要設(shè)計和實現(xiàn)歐盟與北非之間在政治、社會和經(jīng)濟(jì)層面上新的、獨特的、持久的相互合作。

歐盟面臨著發(fā)展綠氫經(jīng)濟(jì)的獨特機(jī)遇，這將有助于經(jīng)濟(jì)增長、就業(yè)以及可持續(xù)、可負(fù)擔(dān)和公平的能源體系?；谶@一地位，歐盟可以確保其電解槽和綠氫生產(chǎn)的世界市場領(lǐng)導(dǎo)者的地位。

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來源：OFweek氫能網(wǎng)? ??香橙會