歐盟發(fā)布面向2050年氫能路線圖推動大規(guī)模部署氫能與燃料電池

歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織（FCH-JU）在2月下旬發(fā)布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》，提出了面向2030、2050年的氫能發(fā)展路線圖，為歐洲大規(guī)模部署氫能和燃料電池指明方向，闡明了發(fā)展氫能的社會經(jīng)濟效益：到2030年氫能產(chǎn)業(yè)將為歐盟創(chuàng)造約1300億歐元產(chǎn)值，到2050年達到8200億歐元。報告最后為氫能產(chǎn)業(yè)各利益相關(guān)方提出了戰(zhàn)略性發(fā)展建議。現(xiàn)將主要內(nèi)容編譯如下，供領(lǐng)導(dǎo)決策參考。

一、歐洲能源轉(zhuǎn)型必須大規(guī)模部署氫能

1、氫能是建筑、交通和工業(yè)大規(guī)模脫碳的最佳選擇

（1）歐洲建有龐大的天然氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)、家庭供暖和發(fā)電提供服務(wù)，氫能將為這一網(wǎng)絡(luò)脫碳發(fā)揮重要作用。可以將氫氣混合到現(xiàn)有天然氣網(wǎng)中進行輸配，甚至直接輸送純氫氣，或者用氫氣和二氧化碳制成的合成天然氣代替天然氣。使用基于燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可提高天然氣供暖系統(tǒng)的能效。

（2）在交通運輸部門，氫氣是卡車、公共汽車、輪船、火車、大型汽車和商用車最有前途的脫碳選擇。燃料電池比電動汽車電池和內(nèi)燃機消耗的原材料少得多；與快速充電相比，氫燃料補給設(shè)施僅需要城市和高速公路的十分之一空間；供應(yīng)商可靈活供應(yīng)氫氣，而大規(guī)模部署快速充電設(shè)施需對電網(wǎng)進行重大升級。在航空領(lǐng)域，氫和合成氫燃料是大規(guī)模脫碳的唯一選擇。

（3）工業(yè)領(lǐng)域可以燃燒氫氣供熱，并可將氫氣或氫基合成燃料作為原料。例如，氫氣可作為煉鋼過程中的還原劑，還可用作煉油廠氨生產(chǎn)和加氫處理的原料。氫氣與二氧化碳一起，可取代烯烴和烴類溶劑生產(chǎn)中的天然氣。

2、氫能可實現(xiàn)跨部門、時間和地點靈活轉(zhuǎn)移能源，在向可再生能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮系統(tǒng)性作用

氫能是實現(xiàn)終端用能耦合的唯一大規(guī)模技術(shù)，利用可再生能源發(fā)電制氫，可進行靈活存儲，并分配至終端用能部門滿足能源需求；電網(wǎng)融合高比例可再生能源將加大短期和長期供需不平衡，雖然儲能電池和需求響應(yīng)可提供短期靈活性，但氫能是唯一可長期儲能的大規(guī)模技術(shù)；通過管道、船舶或卡車中長距離輸送氫氣，可將低成本可再生能源地區(qū)與需求中心連接起來，且成本遠低于輸電線路。

3、發(fā)展氫能與用戶的偏好和便利性需求相一致

在交通領(lǐng)域，燃料電池汽車能夠達到與內(nèi)燃機汽車同樣的續(xù)航里程和燃料補給速度。在電力領(lǐng)域，能源企業(yè)可以利用現(xiàn)有的管道，將氫直接或者合成甲烷混合到天然氣網(wǎng)絡(luò)中。

二、發(fā)展氫能具有重大的社會經(jīng)濟環(huán)境效益

1、發(fā)展氫能將為歐盟帶來巨大的社會經(jīng)濟和環(huán)境效益

到2050年，歐盟的氫氣需求約為2250太瓦時，約占總能源需求的四分之一，發(fā)展氫能將產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟和環(huán)境效益。到2030年，部署氫能將為歐盟創(chuàng)造1300億歐元的產(chǎn)業(yè)，出口潛力將達到700億歐元，凈出口額將達500億歐元，氫能產(chǎn)業(yè)將為歐洲創(chuàng)造約100萬個就業(yè)崗位。到2050年，歐盟氫能產(chǎn)業(yè)將達到8200億歐元，提供540萬個就業(yè)崗位，氫能將減少歐盟約5.6億噸碳排放。

2、歐盟氫能發(fā)展階段性目標

根據(jù)歐盟大規(guī)模發(fā)展氫能的愿景，報告提出了部署氫能的階段性目標：

（1）交通運輸部門，到2030年歐盟將擁有370萬輛燃料電池乘用車和50萬輛燃料電池輕型商用車，分別占乘用車的1/22和輕型商用車的1/12，此外約有4.5萬輛卡車和公共汽車由燃料電池驅(qū)動，將有約570輛燃料電池列車替代柴油列車。

（2）建筑部門，到2030年氫氣將取代約7%的建筑天然氣供應(yīng)，到2040年達到32%，還將分別在2030年和2040年滿足約250萬戶和超過1100萬戶家庭供暖需求。此外，到2040年還將部署超過250萬套燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

（3）工業(yè)部門，到2030年實現(xiàn)約三分之一的超低碳制氫。此外，必須對具有較大減排潛力的技術(shù)（如直接還原煉鐵）進行大規(guī)模可行性測試。

（4）電力部門，到2030年前實現(xiàn)將過剩可再生能源大規(guī)模轉(zhuǎn)化為氫氣、大規(guī)模氫氣發(fā)電示范以及可再生能源-氫氣發(fā)電廠。

三、氫能發(fā)展前瞻性戰(zhàn)略建議

鑒于歐盟能源轉(zhuǎn)型需求和發(fā)展氫能的益處，為了確保歐洲氫能發(fā)展順利推進，報告就歐洲地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)各利益相關(guān)方（決策者、監(jiān)管機構(gòu)、企業(yè)等）提出了八大戰(zhàn)略性建議：

1、監(jiān)管機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)聯(lián)合為所有應(yīng)用部門制定清晰、長期、現(xiàn)實和整體的脫碳途徑。

除了為終端應(yīng)用設(shè)定目標(例如車輛排放目標或建筑脫碳目標)，還應(yīng)考慮能源生產(chǎn)和分配的必要基礎(chǔ)設(shè)施。此外，應(yīng)為相關(guān)行業(yè)提供可靠的長期指導(dǎo)，以促進產(chǎn)品開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的投資。

2、工業(yè)界應(yīng)投資氫能和燃料電池技術(shù)，以保持競爭力，并抓住新機遇。

應(yīng)從長遠的角度看待氫能和脫碳問題，并需要橫向和縱向合作來克服困難。同樣，產(chǎn)業(yè)界應(yīng)與監(jiān)管機構(gòu)密切合作，發(fā)展強大的本土市場和價值鏈。還應(yīng)與亞洲(如中國、日本、韓國)快速增長的氫能和燃料電池市場參與者開展合作，以對沖市場風險。

3、監(jiān)管機構(gòu)和天然氣企業(yè)應(yīng)開始實施天然氣網(wǎng)絡(luò)脫碳。

應(yīng)對天然氣網(wǎng)絡(luò)中的可再生能源占比設(shè)定有約束力的目標，或使用其他手段，如差價合約、上網(wǎng)電價或?qū)Τ吞贾茪溥M行投資支持。實行此類政策沒有重大障礙：將合適濃度的氫氣混入天然氣可以與當前的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和電器兼容，不會大幅提高天然氣價格，還可降低碳排放。但是，由于各成員國存在差異，需要對相關(guān)法規(guī)進行協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。

4、電力系統(tǒng)監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)鼓勵電解制氫以平衡電網(wǎng)供需。

類似于在常規(guī)電力市場中使用上網(wǎng)電價措施，應(yīng)該采用靈活的氫氣生產(chǎn)等手段替代碳排放平衡機制。監(jiān)管機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該開發(fā)歐洲分布式電力-天然氣市場，以顯著降低生產(chǎn)成本，同時耦合終端用能部門穩(wěn)定價格和應(yīng)對季節(jié)性失衡。這也有助于提高可再生能源在電力系統(tǒng)的比例。此外，利益相關(guān)方應(yīng)制定季節(jié)性和長期儲能框架。

5、在交通運輸部門，監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)制定清晰可靠的路線圖、零排放交通政策和相應(yīng)的資金和擔保機制，解決氫燃料補給基礎(chǔ)設(shè)施的投資問題。

覆蓋整個歐盟的基本路線圖能夠為汽車企業(yè)及其供應(yīng)商帶來信心，擴大燃料電池汽車產(chǎn)量，從而降低成本。在開發(fā)氫燃料補給基礎(chǔ)設(shè)施的同時，應(yīng)投資產(chǎn)品開發(fā)，并在最適合的領(lǐng)域進行廣泛部署，如發(fā)展氫燃料卡車、公共汽車、貨車和大型乘用車。相關(guān)行業(yè)應(yīng)跨越傳統(tǒng)行業(yè)壁壘進行合作，提供解決方案，整合基礎(chǔ)設(shè)施。監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)提供激勵措施來促進投資，例如公共采購燃料電池公交車，實施燃料電池卡車、長途汽車和出租車運營商規(guī)章，以及對燃料電池汽車駕駛者進行非貨幣獎勵。

6、在工業(yè)領(lǐng)域，利益相關(guān)方應(yīng)該啟動從“灰色制氫”到低碳制氫的轉(zhuǎn)變，并通過擴展氫能的新用途促進氫能替代化石燃料。

監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)將無碳排放制氫納入可再生能源目標，并在氫能的所有主要用途中設(shè)定低碳排放目標。上述轉(zhuǎn)型會給氫氣生產(chǎn)技術(shù)帶來重大變革，擴大部署規(guī)模并降低成本，使氫能對工業(yè)外的其他領(lǐng)域也能夠具有吸引力。

7、為了大規(guī)模生產(chǎn)超低碳氫能，企業(yè)應(yīng)將電解水制氫擴大到商業(yè)水平，并證明碳捕集與封存技術(shù)有助于在未來十年內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)超低碳強度的氫。

在天然氣網(wǎng)絡(luò)中使用無碳氫的目標或差價合約/上網(wǎng)電價目標將激勵投資商對電解水制氫行業(yè)投資。電解制氫和為電網(wǎng)提供穩(wěn)定性的分布式解決方案都應(yīng)得到充分激勵。對于結(jié)合碳捕集與封存技術(shù)的甲烷水蒸汽重整制氫設(shè)施，利益相關(guān)方應(yīng)考慮開展行業(yè)規(guī)模的示范項目，為未來部署制定路線圖。

8、行業(yè)和監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)繼續(xù)聯(lián)合制定更多更詳細的氫能和燃料電池應(yīng)用發(fā)展計劃，加速氫能的規(guī)模化應(yīng)用。例如，最近氫氣列車的成功應(yīng)該是歐洲替代柴油列車的開始。在航運方面，監(jiān)管機構(gòu)還應(yīng)制定港口、河流和湖泊的氫能發(fā)展目標。促進熱電聯(lián)產(chǎn)在居民和商業(yè)住宅領(lǐng)域部署有助于提高建筑物的能源效率，同時有助于充分利用氫氣和天然氣。