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氢气能否减轻德国对俄罗斯天然气的依赖?

发布时间:2022/5/25
  克兰战争颠覆了德国的能源政策。
  自战争开始以来,德国已将其对俄罗斯石油的依赖从35%降低到12%,对俄罗斯天然气的依赖从55%降低到35%。
  然而,能源交易是莫斯科的一个巨大收入来源。根据芬兰智库 CREA的数据,在战争的前两个月,德国为俄罗斯的石油和天然气进口支付了近90亿欧元(77亿英镑;96亿美元)。
   
  Veronika Grimm是埃尔兰根-纽伦堡大学的经济学教授,目前是德国联邦政府的三位特别顾问之一,被称为经济贤者。
  “我们需要比最初计划的速度更快地实现能源多样化和脱碳,”她说。为了帮助实现这一目标,格林女士希望国家“增加”氢的使用。
  氢气可以储存大量能量,在工业过程中替代天然气,并为卡车、火车、轮船或飞机中的燃料电池提供动力,这些燃料电池只排放可饮用的水蒸气。
  如果没有俄罗斯的石油和天然气,世界能否应对?
  根据能源研究机构国际能源署 (IEA) 的说法,格林女士的热情正在获得牵引力,数十个国家已经发布或即将发布国家氢战略。
  尽管引起了人们的兴趣,但尚不清楚大规模使用氢气是否可行。
  毕竟,之前也有过类似的兴奋:在 1970 年代,两次石油危机之后,以及在1990年代,当气候担忧出现时。但两人都消退了。那么,今天的炒作有什么不同吗?
  怀疑论者警告说,在全球范围内主导大多数氢能委员会的行业代表往往偏向于氢能,因为它承诺提供补贴并保持对管道、油轮、涡轮机或锅炉等现有资产的需求。
  他们还认为,政客们更喜欢为更遥远的未来制定宏大的、听起来很环保的计划,而不是更困难的解决方案。
  同时,环保组织持谨慎态度,他们指出氢不能作为主要燃料。相反,它必须主要以两种方式制作,每种方式都用颜色代码标记。
  绿色氢是通过使用来自可再生能源的电力使用电解器将水分解成氢和氧分子来生产的。但是这些机器和运行它们的电力仍然很昂贵。
  根据国际能源署的数据,这些成本意味着,目前这种零排放的氢气仅占全球氢气产量的0.03%。
  所谓的灰氢便宜五倍,它来自天然气,或者在某些情况下来自石油或煤炭。但由于生产过程中的损失,二氧化碳排放量比直接燃烧天然气多50%。
  一种相关的技术被称为蓝色氢。这依赖于相同的过程,但捕获了生产中排放的约60-90%的碳,用于再利用或储存。
  这种方法的缺点是成本大约增加了三倍,并且缺乏大规模的生产设施。因此,全球生产的氢气中只有0.7%是蓝色的。
  因此,尽管它具有环保形象和潜力,但目前全球氢气生产排放的二氧化碳几乎是整个国家(例如法国)的三倍。
  届时很大程度上取决于各国如何决定生产氢气。
  一些国家已经有了明确的优先事项——为电解槽供电,大多数晒太阳的国家都押注太阳能,而法国则依赖核能。
  与此同时,中国珍视来自煤炭和天然气的廉价灰氢,并投资于绿色替代品。
  美国、加拿大、英国、荷兰和挪威正在引领蓝色氢的发展,将捕获的碳注入油气田进行长期储存,或用于促进开采的所谓提高石油采收率。
  然而,在德国,情况就不太清楚了。
  柏林应用科技大学可再生能源系统教授沃尔克·夸施宁(Volker Quaschning)批评德国的氢战略:“默克尔政府用它作为红鲱鱼来掩盖自己在能源转型中的失败。”
  他认为,太阳能和风能应该更快地扩大,以促进未来的绿色氢生产——这是德国新政府承诺采取的一步。
  然而,在氢问题上,执政联盟中的三个政党、三个负责的部委和氢能委员会都在内部争论是专注于绿色氢,还是接受蓝色替代方案,以暂时弥补有限供应的缺口。
  Grimm 女士代表了氢能委员会中的多数人赞成多色混合的观点。
  “接受蓝色氢将有助于为新兴行业创造我们所需的供应,”她争辩道。“这将促进德国的技术突破,并鼓励潜在供应商投资于绿色氢气生产。”
  1 月,经济部长罗伯特·哈贝克(Robert Habeck)宣布雄心勃勃地推动可再生能源,并将两年前的国内绿色氢生产目标翻一番,从今天的 70 兆瓦增加到 2030 年的10吉瓦,增长150倍。
  该目标占整个欧盟 40GW 目标的四分之一,高于法国 6.5GW 的目标。
  因此,在国内生产扩大的同时,德国正在寻求从国外采购氢气。
  德国能源署(一家与氢能委员会协调促进能源转型的国有公司)负责人安德烈亚斯·库尔曼(Andreas Kuhlmann)表示,德国已大大加快了购买氢的国际谈判。
  这可能包括开发连接南欧的氢气管道,那里太阳能和风能的有利条件允许以具有成本效益的方式生产氢气。
  哈贝克先生正在疯狂地拜访能源出口商。在三月的一周内,他前往挪威就建设氢管道的可行性研究达成一致,前往卡塔尔敲定能源合作伙伴关系,并访问了阿拉伯联合酋长国,签署了五项合作协议。
  预计来自阿联酋的第一批货物将于今年晚些时候抵达。
  哈贝克先生氢能雷达上的其他国家是爱尔兰、沙特阿拉伯、阿曼、智利、纳米比亚和澳大利亚。
  尽管他承认需要进口氢气,但Quaschning打破了Habeck的一些希望。“从沙漠植物中进口氢气将是缓慢、低效且昂贵的,”他解释说。
  供应链中的每一步都会消耗一些原始能源:海水淡化以获取淡水作为原料、电解、液化运输、通过油轮运输、通过德国管道进行本地运输以及将氢气重新转化为电能。
  “加起来,这些步骤将消耗至少 70% 的最初在沙漠中生产的电力,”夸施宁先生说。
  “因此,即使沙漠中的太阳能电池板比德国的太阳能电池板多产生80%的电力,但途中的损失是如此之大,以至于在德国直接生产太阳能的效率将提高一倍。”
  由于成本高昂,氢气通常被称为能源转型的香槟。那么,谁将获得第一口?
  对此,大多数观察家都同意。“至关重要的是,我们只将氢气分配给那些无法实现直接电气化的行业,”智库?ko-Institut的能源专家、德国氢能委员会成员Felix Matthes解释说。
  “所以,我们应该首先将它用于钢铁、化学品和玻璃的生产,”他说。
  后续部门可能是航运、长途卡车运输以及中长距离飞机。他补充说,汽车或供暖的其他用途是低效、昂贵且不切实际的干扰。
  “此外,哈贝克先生对可再生能源的新推动将产生更大的平衡我们的电力供应的需求,氢气可以通过在阳光明媚、刮风的日子生产氢气的电解槽作为多云冬季的大规模储存来实现,”马特斯先生说。
  德国面临的压力是停止在俄罗斯能源上花费如此多的钱,但这将是一个棘手的过程。
  许多人会希望氢能通过这次兑现其承诺来缓解这种转变。对李克强贺信表示欢迎 澳新总理强调对华政策不变
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