氫能源:德國減少依賴俄羅斯天然氣的新途徑?

文章來源:BBC加尼克·施密特(2022-06-05 08:55

烏克蘭戰(zhàn)爭后,德國希望減少來自俄羅斯的能源進(jìn)口
 
自從烏克蘭戰(zhàn)爭開始后,德國開始減少對俄羅斯石油、天然氣氣進(jìn)口的依賴,把石油進(jìn)口從35%減少到12%,天然氣進(jìn)口從55%減少到35%。
 
不過,能源出口仍然是莫斯科收入的重要來源。芬蘭赫爾辛基的“能源與清凈空氣研究中心”(CREA)的數(shù)字顯示,在烏克蘭戰(zhàn)爭開始后最初的兩個月當(dāng)中,德國支付了將近90億歐元購買俄羅斯的石油和天然氣。
 
德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)教授弗洛尼卡·格林姆(Veronika Grimm)是德國聯(lián)邦政府的3個特殊顧問之一,被稱為經(jīng)濟(jì)圣人。
 
她說,“我們的能源獲得渠道需要比最初設(shè)想的更迅速地實現(xiàn)多樣化和去碳化。” 為了達(dá)到這個目標(biāo),格林姆女士希望德國能夠加大利用氫能的力度。
 
氫包含大量能源,在工業(yè)過程中替代天然氣,用于卡車,列車或飛機(jī)使用的燃料電池,這種電池沒有排放污染,只釋放達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)的水蒸氣。
 
格林姆的執(zhí)著正在產(chǎn)生影響。國際能源署(IEA)說,十多個國家已經(jīng)公布了國家氫能源戰(zhàn)略,或者即將公布這種戰(zhàn)略。
 
盡管多方表現(xiàn)了興趣,但是還不清楚大規(guī)模使用氫能源是否可行。
 
在1970年代經(jīng)過兩次石油危機(jī)后,以及在1990年代隨著對氣候變化擔(dān)憂的加劇,人們曾經(jīng)對氫能源產(chǎn)生過類似的熱情。但那兩次都沒有最后帶來實質(zhì)性結(jié)果。那么,今天關(guān)于氫能源的熱情是否不一樣呢?
 
持懷疑態(tài)度的人警告說,工業(yè)界的代表主宰了世界上大多數(shù)氫能源機(jī)構(gòu),他們通常會青睞氫能源,因為它能帶來補(bǔ)貼,而且能夠繼續(xù)對諸如管道,油輪,風(fēng)扇或鍋爐等現(xiàn)有的資產(chǎn)保持需求。
 
他們還說政界人士在未來遠(yuǎn)景規(guī)劃中喜歡大型、聽上去像綠色環(huán)保的計劃,而不喜歡更困難的解決方案。
 
但環(huán)保組織則比較謹(jǐn)慎,他們指出,氫能源不能大量獲取成為主要的燃料。氫獲得的主要途徑有兩種,各有不同的顏色代碼。
 
綠氫指由再生能源獲得的電力通過電解機(jī)把水分解為氫和氧分子。但是這些機(jī)器設(shè)備和電力的成本很高。
 
國際能源署的資料顯示,成本高昂意味著沒有排放的氫能源僅占全球氫產(chǎn)量的0.03%。
 
灰氫的價格便宜5倍,它是從天然氣中獲取,一些情況下也能從石油和煤炭中獲取。但是由于生產(chǎn)過程中的流失,二氧化碳排放比直接燃燒天然氣多大約約50%。
 
另外一種相關(guān)的技術(shù)被稱為藍(lán)氫。它依賴同樣的生產(chǎn)過程,但在生產(chǎn)中能將碳排放中的60-90%捕獲,重復(fù)使用或儲存。
 
這種方法的缺點是它的成本大約高了兩倍,而且也缺乏大規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)施。全球的氫產(chǎn)量當(dāng)中藍(lán)氫僅占0.7%。
 
因此,盡管氫對環(huán)境友好而且潛力巨大,但全球氫生產(chǎn)目前的二氧化碳排放相當(dāng)于法國整個國家的排放。
 
具體國家決定如何生產(chǎn)氫能源十分重要。
 
一些國家已經(jīng)有了明確的優(yōu)先發(fā)展目標(biāo),陽光充足的國家寄希望于太陽能,用太陽能驅(qū)動電解機(jī)獲得氫,而法國則主要依賴核能源。
 
中國則優(yōu)先發(fā)展廉價的灰氫,即從煤炭和天然氣中提取氫,同時投資發(fā)展其他綠色能源。
 
美國,加拿大,英國和挪威是力推藍(lán)氫的主要國家,他們把二氧化碳注入油氣田長期儲存,或用所謂的提高石油采收率技術(shù)增加產(chǎn)量。
 
但德國的情況并不明朗。
 
柏林工程應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的專家沃爾克·夸施寧(Volker Quaschning)教授批評了德國的氫能源戰(zhàn)略。他說,“默克爾政府把它當(dāng)作幌子,掩蓋他們在能源轉(zhuǎn)型方面的失敗。”
 
他認(rèn)為應(yīng)該迅速擴(kuò)大太陽能和風(fēng)能,推動未來的綠氫生產(chǎn),這是德國新政府已經(jīng)承諾的舉措。
 
不過在氫能源問題上,德國聯(lián)合政府當(dāng)中的三個政黨,三個主管部門和國家氫能委員會都在內(nèi)部討論是否應(yīng)該集中搞綠氫,或者,是否應(yīng)該接受藍(lán)氫的選擇方案,臨時解決供應(yīng)不足的問題。
 
格林姆女士和氫能委員會成員大多數(shù)持一樣的觀點,即贊同搞多顏色的氫。
 
她說,“接受藍(lán)氫有將助于促進(jìn)供應(yīng),滿足我們工業(yè)發(fā)展的需要,會鞏固德國的技術(shù)突破,鼓勵潛在的供應(yīng)商投資綠氫生產(chǎn)。”
 
德國經(jīng)濟(jì)部長羅伯特·哈貝克(Robert Habeck)在1月宣布了一個雄心勃勃的計劃,即推進(jìn)再生能源,把國內(nèi)綠氫生產(chǎn)過去的兩年目標(biāo)翻倍,也就是說,把從現(xiàn)在70兆瓦增加到150兆瓦的目標(biāo)變成在2030年前達(dá)到100億瓦的目標(biāo)。
 
這個目標(biāo)占整個歐盟的400億兆瓦目標(biāo)的1/4,大于法國65億瓦的目標(biāo)。
 
因此在國內(nèi)產(chǎn)量擴(kuò)大的時候,德國正從國外尋找氫的供應(yīng)來源。
 
德國能源署署長安德烈亞斯·庫爾曼(Andreas Kuhlmann)說,德國已經(jīng)迅速加快了購買氫能源的國際談判。德國能源署是政府所有的公司,其目的是和國家氫能委員會協(xié)調(diào),促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。
 
上述談判包括發(fā)展氫輸送管道,同南歐相連,因為南歐的太陽能和風(fēng)電更充足,生產(chǎn)氫的成本效益更好。
 
羅伯特·哈貝克目前正繁忙出訪能源出口國。在3月的一周當(dāng)中,他就去挪威達(dá)成一項建設(shè)氫輸送管道的可行性研究協(xié)議,去卡塔爾敲定能源合作協(xié)議,還訪問了阿聯(lián)酋簽訂了5個合作協(xié)議。
 
首批來自阿聯(lián)酋的進(jìn)口預(yù)計今年晚些時候抵達(dá)德國。
 
在氫能源進(jìn)口方面受到羅伯特·哈貝克關(guān)注的國家還有冰島,沙特阿拉伯,阿曼,智利,納米比亞和澳大利亞。
 
雖然他承認(rèn)需要進(jìn)口氫,但沃爾克·夸施寧教授給哈貝克的熱情澆了一些冷水。他說,“從建在沙漠上的工廠進(jìn)口氫并非高效,廉價的做法。”
 
供應(yīng)鏈的每個環(huán)節(jié)都會耗用一些原始能源:海水除鹽淡化,為電解提供原料,再液化裝船,油輪運輸,德國當(dāng)?shù)氐妮斔凸艿?,再把氫轉(zhuǎn)換成電力。
 
夸施寧教授說,“所有這些步驟會把沙漠中的電量消耗掉至少70%。”
 
“因此,即使沙漠中的太陽能板比德國的太陽能板多發(fā)電80%,但是途中消耗如此大,結(jié)果就是一開始就在德國進(jìn)行太陽能發(fā)電的效率會高兩倍。”
 
由于成本代價高,氫能源被說成是能源轉(zhuǎn)換的香檳酒。那么,喝第一口香檳酒的是誰呢?
 
對此大部分觀察家都比較一致。德國氫委員會的成員,德國智庫奧科研究所(Öko-Institut)的能源專家費利克斯·馬特斯(Felix Matthes)說,“我們只把氫能源分配給那些不能直接電氣化的行業(yè),這點至關(guān)重要。”
 
他說,“因此我們應(yīng)該首先在鋼鐵,化學(xué)和玻璃行業(yè)使用氫能。”
 
排在后面的行業(yè)可能是航運,長途汽車貨運,以及中遠(yuǎn)程飛機(jī)。用于汽車和取暖的氫能效率并不高,昂貴而且目的不明確,不實際。
 
費利克斯·馬特斯說,“另外,德國經(jīng)濟(jì)部長羅伯特·哈貝克努力推動再生能源,會對平衡我們的電力供應(yīng)提出更大需求,氫能源就能發(fā)揮作用,因為陽光和刮風(fēng)天氣令電解設(shè)備生產(chǎn)氫并大量儲存,供冬天和多云天氣使用。”
 
德國面臨壓力要求他們停止向俄羅斯支付大筆款項進(jìn)口俄羅斯能源,但這是個復(fù)雜的過程。
 
很多人都在寄希望于氫能源,希望這一次氫能真能發(fā)揮潛力,讓德國更容易地實現(xiàn)轉(zhuǎn)型。
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