“氢”国之力！当氢能成为法国的地缘政治使命
发布日期：2023/9/21
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化石能源是如今的主要能源来源。石油及其衍生品、天然气和煤炭占总能源消耗的65%以上（2021年为75%）。这些化石能源无法保证欧洲的能源独立性：在2020年，俄乌冲突爆发前，欧洲有95%的石油供应来自进口（其中有26%来自俄罗斯，现已下降至5%以下），84%的天然气需要进口（其中43%来自俄罗斯，现在下降至15%以下），36%的煤炭需要进口（其中约50%来自俄罗斯）。
到了2023年，欧盟国家对化石能源进口的依赖性仍很大，石油资源将占90%以上，天然气资源将占80%以上。欧盟暂停了进口俄罗斯的石油进口，增加了美国、挪威、英国的石油，特别是液化天然气的进口。
摆脱化石燃料存在多方面的挑战：能源独立、脱碳和可持续发展。氢能是实现可持续目标的不可或缺的因素。实际上绝大部分的应用领域无法进行电气化，需要替代化石燃料。全球氢能市场目前已超过1000亿欧元，主要用于炼油和化肥生产。从这个意义上来说，氢能可帮助脱碳密集型工业，通过替代天然气、煤炭、石油等方式进行脱碳。氢能可助力欧洲提升能源主权，部分重复利用现有的天然气基础设施。让我们可利用世界某些地区可再生能源，或是氢或是氢气衍生物的形式进口这些资源，拓展能源供应，加强法国发展能源友邦的能力。在这方面，法国的能源混合演变的战略选择，特别是氢能方面，已成为新的地缘政治标杆，主要包括欧洲的伙伴和东北亚地区。
通过氢能或衍生物和合成燃料替代化石燃料的方式是系统性的。而这种转型需要我们立即采取行动，包括氢的制储运加的基础设施，法国需要在20年内实现这种转型。据欧盟委员会的预测，从现在开始到2050年，欧洲的能源独立意味着要使用4000万吨-6000万吨氢，其中法国有200-400万吨的氢。
俄乌冲突暴露了欧盟能源的弱点。2022年5月开始，欧盟提出一项计划，目标是到2030年前结束对俄罗斯化石燃料的依赖，在2050年实现碳中和。为实现该标准，REPowerEU计划在多个领域采取行动：节能、多样化供应来源、加速可再生能源的推广以及减少工业和交通运输领域的化石能源消耗。加速欧洲本土氢气生产，和地中海地区的合作伙伴建立（氢气）进口战略（管道）和其他地区氨进口。欧盟计划到2030年使用2000万吨低碳氢，其中50%来自欧洲本土生产，50%来自进口。这2000万吨的可再生氢将根据使用情况替代25到50亿立方米的天然气（占欧洲消耗的天然气的10%～15%）。
多种能源策略以利用氢能似乎是巩固欧洲和法国能源主权的可持续方式，同时保持欧洲大陆能源密集型产业的竞争力。
在欧洲和法国生产脱碳氢
到2030年，在欧洲土地上生产1000万吨的氢需要建设和安装100 GW的电解槽，并广泛使用可再生能源和核能以保证氢气的可持续性，这只能通过克服众多挑战来实现。
大规模电解槽的生产是发展强大而自主的欧洲工业的第一个障碍。欧洲已计划中的电解槽工厂总产能为20GW/年，到2025年相当于增加10倍的产能。同时为支持供应，需要在2024年2GW的基础上，加倍提升电解槽产能。假设在2024年已达2GW的电解槽容量，实现该目标长期以来一直依赖IPCEI（欧洲共同重大项目）决策，该验证程序和国家流程在项目的初级阶段耗费了大量时间。
为了赢得这场竞赛，法国可以率先加强对最雄心勃勃的“GIGA超级工厂”项目的支持。除了计划中的投资支持，融资还可以采取保证进入CCFD的形式，以便为决定在法国建立生产基地的厂商提供竞争优势。
欧洲法规在现有氢气生产转型方面仍然不明确，尽管它确实预见了未来工业需求或可持续运输燃料所需的脱碳氢气的转型。它可能会在国家法规的支持下得以强化，这些法规将根据明确的时间表使基于天然气的氢气生产单位的运营取决于必要的碳捕获和储存项目的实施。对于向电解技术转型，支持机制采用多年合同的形式，这些合同覆盖了首批大规模装置（100MW或更多）的运营的前10年，其中包括了与灰氢相比绿氢的额外成本的全部或部分，采用了与避免的二氧化碳价格上升相关的机制。这些机制目前正在讨论中，从效果上来说，它们与美国(IRA)实施的机制类似，而且在财政负担方面可能更容易受到限制，只要欧洲和国家法规同时要求切换到绿色或低碳氢气基准。
加强脱碳电力生产基础设施
对氢的需求加强了对可再生能源和核能的需求。事实上，支持在欧洲土地上生产脱碳氢气并不真正有益于我们，除非伴随着脱碳电力生产能力的增加。特别是，加速电力生产意味着简化授权程序，并加速离岸生产能力的发展。
到2030年，脱碳氢气的生产将需要近三分之一的新安装太阳能容量，近10%的陆上风电容量，以及50%的离岸风电容量，前提是欧洲坚持其可再生能源容量部署计划，涉及将几乎3倍的太阳能容量部署（+420 GW），超过2.5倍的陆上风电容量部署（+420 GW），以及5倍以上的离岸风电容量部署（+60 GW）。时间表非常紧张，项目通常难以实施，而电子（千瓦时）的成本并不总是如此有竞争力，如应有的竞争力。
进口欧洲缺少的能源，
使法国成为绿色和低碳能源中心
我们大陆从化石能源模式的逐步转型似乎不太可能带来完全摆脱任何形式的能源依赖。不过机会摆在我们面前，因为氢及其衍生物允许在适当的地理区域以低成本储存和运输大量生产的可再生能源。REPowerEU计划通过三个通道进口10吨氢气：北海(挪威、英国)、北非和墨西哥湾沿岸国家，以及可能的乌克兰。
法国还必须找到替代资源，以满足其交通和工业行业逐渐取代石油和天然气的需求。出于时间和竞争力的考虑，核能基地在可预见的未来似乎不够强大。计划使用来自地缘政治多样和有利地区更具竞争力的氢气，以满足法国的需求。
在这种背景下，为了确保法国也从欧洲北部和南部已经加速的这种动态中受益，H2 Global (为氢气进口提供融资的德国机构)在欧洲领土内扩大作用将是合适的。它还可能涉及增加欧洲氢能银行的资源和范围。欧洲天然气(可能还有石油)网络是我们工业和运输供应的支柱，在这种情况下，逐步转换欧洲天然气网络(可能还有石油)网络的计划非常重要。发展获取氢/氨资源的基础设施是尽可能广泛地开放获取未来能源的主要手段，这样法国就不再依赖于少数几个国家和单一的电网。目的是使工业为利用现有网络补充天然气、液化天然气和石油的能源做好准备，并确保能源密集型工业的初级和次级加工活动继续大部分设在法国和欧洲的土地上。
加强基础设施发展
如目前用于精炼和氨生产的非致命灰氢全部被低碳或绿氢气替代，以及部分综合钢铁工业也开始朝着基于绿氢的DRI发展（这可能代表了数百万吨），工业行业将吸收REPowerEU计划中约900万吨左右的氢气供应，大约为1500万吨。最有可能的情景是只有一部分现有用途将发生转变，因为对生产商来说，首先开发和实施已在进行中的碳捕获和储存项目可能更有利可图。其余的3/4（1500万吨）将需要通过将氢气注入气体管网（潜在能源为1到300万吨）、将氢气转化为电力（气电转换），或将氢气用于运输来储存和再分配。
建造氢气输送基础设施很重要，这可确保氢气能从生产地点有效地传输到需要的地方。这包括建设新的管道和氢气输送系统，更新和改进现有的天然气基础设施，以适应氢气的输送。氢气储存也是关键问题，氢气需要以适当的方式储存，以确保供应的稳定性和可靠性。
为了推动这些基础设施的建设和发展，法国政府可以采取一系列政策措施，包括提供财政激励措施、制定法规和标准、支持研发和创新，以及与私营部门和国际合作伙伴合作。此外，与能源、交通和工业部门的协调和合作也至关重要，以确保氢气基础设施的规划和发展与实际需求相匹配。
总之，将氢气纳入法的能源战略是具有挑战性但迫切需要的任务。氢气可帮助减少碳排放、提高能源独立性，促进可持续能源的发展。要实现这一目标，需要克服诸多技术、政策和基础设施方面的障碍。通过坚定的决策、战略规划和跨部门合作，法国可以在氢气领域取得重要进展，为未来的可持续能源体系做出贡献。
来源：FuelCellChina
