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

烏克蘭戰爭后,德國希望減少來自俄羅斯的能源進口
 
自從烏克蘭戰爭開始后,德國開始減少對俄羅斯石油、天然氣氣進口的依賴,把石油進口從35%減少到12%,天然氣進口從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)的數字顯示,在烏克蘭戰爭開始后最初的兩個月當中,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-紐倫堡大學的經濟學教授弗洛尼卡·格林姆(Veronika Grimm)是德國聯邦政府的3個特殊顧問之一,被稱為經濟圣人。
 
她說,“我們的能源獲得渠道需要比最初設想的更迅速地實現多樣化和去碳化。” 為了達到這個目標,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,在工業過程中替代天然氣,用于卡車,列車或飛機使用的燃料電池,這種電池沒有排放污染,只釋放達到飲用標準的水蒸氣。
 
格林姆的執著正在產生影響。國際能源署(IEA)說,十多個國家已經公布了國家氫能源戰略,或者即將公布這種戰略。
 
盡管多方表現了興趣,但是還不清楚大規模使用氫能源是否可行。
 
在1970年代經過兩次石油危機后,以及在1990年代隨著對氣候變化擔憂的加劇,人們曾經對氫能源產生過類似的熱情。但那兩次都沒有最后帶來實質性結果。那么,今天關于氫能源的熱情是否不一樣呢?
 
持懷疑態度的人警告說,工業界的代表主宰了世界上大多數氫能源機構,他們通常會青睞氫能源,因為它能帶來補貼,而且能夠繼續對諸如管道,油輪,風扇或鍋爐等現有的資產保持需求。
 
他們還說政界人士在未來遠景規劃中喜歡大型、聽上去像綠色環保的計劃,而不喜歡更困難的解決方案。
 
但環保組織則比較謹慎,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把水分解為氫和氧分子。但是這些機器設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%。
 
另外一種相關的技術被稱為藍氫。它依賴同樣的生產過程,但在生產中能將碳排放中的60-90%捕獲,重復使用或儲存。
 
這種方法的缺點是它的成本大約高了兩倍,而且也缺乏大規模的生產設施。全球的氫產量當中藍氫僅占0.7%。
 
因此,盡管氫對環境友好而且潛力巨大,但全球氫生產目前的二氧化碳排放相當于法國整個國家的排放。
 
具體國家決定如何生產氫能源十分重要。
 
一些國家已經有了明確的優先發展目標,陽光充足的國家寄希望于太陽能,用太陽能驅動電解機獲得氫,而法國則主要依賴核能源。
 
中國則優先發展廉價的灰氫,即從煤炭和天然氣中提取氫,同時投資發展其他綠色能源。
 
美國,加拿大,英國和挪威是力推藍氫的主要國家,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增加產量。
 
但德國的情況并不明朗。
 
柏林工程應用科學大學的專家沃爾克·夸施寧(Volker Quaschning)教授批評了德國的氫能源戰略。他說,“默克爾政府把它當作幌子,掩蓋他們在能源轉型方面的失敗。”
 
他認為應該迅速擴大太陽能和風能,推動未來的綠氫生產,這是德國新政府已經承諾的舉措。
 
不過在氫能源問題上,德國聯合政府當中的三個政黨,三個主管部門和國家氫能委員會都在內部討論是否應該集中搞綠氫,或者,是否應該接受藍氫的選擇方案,臨時解決供應不足的問題。
 
格林姆女士和氫能委員會成員大多數持一樣的觀點,即贊同搞多顏色的氫。
 
她說,“接受藍氫有將助于促進供應,滿足我們工業發展的需要,會鞏固德國的技術突破,鼓勵潛在的供應商投資綠氫生產。”
 
德國經濟部長羅伯特·哈貝克(Robert Habeck)在1月宣布了一個雄心勃勃的計劃,即推進再生能源,把國內綠氫生產過去的兩年目標翻倍,也就是說,把從現在70兆瓦增加到150兆瓦的目標變成在2030年前達到100億瓦的目標。
 
這個目標占整個歐盟的400億兆瓦目標的1/4,大于法國65億瓦的目標。
 
因此在國內產量擴大的時候,德國正從國外尋找氫的供應來源。
 
德國能源署署長安德烈亞斯·庫爾曼(Andreas Kuhlmann)說,德國已經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調,促進能源轉型。
 
上述談判包括發展氫輸送管道,同南歐相連,因為南歐的太陽能和風電更充足,生產氫的成本效益更好。
 
羅伯特·哈貝克目前正繁忙出訪能源出口國。在3月的一周當中,他就去挪威達成一項建設氫輸送管道的可行性研究協議,去卡塔爾敲定能源合作協議,還訪問了阿聯酋簽訂了5個合作協議。
 
首批來自阿聯酋的進口預計今年晚些時候抵達德國。
 
在氫能源進口方面受到羅伯特·哈貝克關注的國家還有冰島,沙特阿拉伯,阿曼,智利,納米比亞和澳大利亞。
 
雖然他承認需要進口氫,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口氫并非高效,廉價的做法。”
 
供應鏈的每個環節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,德國當地的輸送管道,再把氫轉換成電力。
 
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電80%,但是途中消耗如此大,結果就是一開始就在德國進行太陽能發電的效率會高兩倍。”
 
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,這點至關重要。”
 
他說,“因此我們應該首先在鋼鐵,化學和玻璃行業使用氫能。”
 
排在后面的行業可能是航運,長途汽車貨運,以及中遠程飛機。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,德國經濟部長羅伯特·哈貝克努力推動再生能源,會對平衡我們的電力供應提出更大需求,氫能源就能發揮作用,因為陽光和刮風天氣令電解設備生產氫并大量儲存,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口俄羅斯能源,但這是個復雜的過程。
 
很多人都在寄希望于氫能源,希望這一次氫能真能發揮潛力,讓德國更容易地實現轉型。

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