史无前例！德国：以铁形式进口可再生氢发电更便宜
发布日期：2024/11/6
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德国正寻求通过进口可再生氢来推动能源经济转型和能源密集型产业脱碳。根据一项最新研究，氢气可以以铁的形式进行运输，这为德国的能源战略提供了新的选择。
氢气被视为实现气候中和能源经济的关键，旨在取代煤炭、天然气和石油等化石燃料。目前，联邦政府计划在国内利用可再生电力生产氢气，并通过管道或船舶进口。然而，船舶运输氢气通常需要将其与其他物质结合，如氨或甲醇，以增加其稳定性。
现在，一项由气候中和基金会(SKN)委托的研究提出了另一种选择：将氢气以铁的形式进行运输。
拥有铁矿藏的国家可以通过直接还原获得纯铁，然后将其运输到德国。在德国，通过添加水、热量和催化剂，纯铁可以再次氧化，从而释放出氢气。这个过程不仅比运输氨等腐蚀性物质更安全，而且铁作为一种能量存储装置，可以相对容易且廉价地存储，并根据需要用于产生大量的气候中性氢气。
为了验证这一概念的可行性，德国-纳米比亚公司Hy Iron正在纳米比亚启动一个试点项目。该项目将利用大型地面光伏系统作为能源，直接还原铁并运输到德国。SKN董事Rainer Baake表示，这一过程使得氢发电的价格比德国电解法或以氨的形式运输氢的价格更便宜。
DNV代表气候中和基金会发布的一份报告也显示，进口绿铁来获取氢气发电更有成本效益。该报告未与邻国的管道进口氢进行比较，而是侧重于使用电解槽电解水制氢、铁制氢的国内生产以及通过氨作为氢载体的进口三个情景。
DNV 的分析将成本按照三种不同的情景进行细分，并涵盖价值链的各个要素，例如：发电、运输、储存和再转换为电能：
德国绿电电解水：国内发电成本为425欧元/兆瓦时；
进口绿色氨：该价值链的成本为581欧元/兆瓦时，是三种方法中最高的，主要是因为氨裂解成本非常高，氨储存成本也较高；
进口直接还原铁 (DRI)：发电成本为402欧元/兆瓦时，这种氢气供应方式有可能成为所考察的三个价值链中成本最低的。
此外，DRI 还适合长期储存，即使在没有连接到氢气主干网的地方，也能实现氢气的分散供应。
然而，报告指出，进口直接还原铁的能源效率低于德国的绿色氢气生产或氨的进口。为了每年向德国电网提供10太瓦时 (TWh) 的电力，供应国每年需要生产近60TWh 的可再生能源。
具体来看，进口直接还原铁价值链的总能源效率为17%，而国内生产绿氢的能源效率为31%，氨进口则为19%。对于进口直接还原铁，大约21%的原始能量在氢气生产过程中损失，32%在直接还原铁生产过程中损失，7%在运输过程中损失，3%在再转化过程中损失，21%在发电过程中损失。
SKN董事Baake强调，绿铁作为一种创新的能源存储方式，不仅适用于远离氢气管道的发电厂，还可以为工业领域提供可持续的能源解决方案。因此，他建议政治家在设计《电厂安全法》时考虑到生铁的使用，以推动这一创新技术的广泛应用。
随着全球对可持续能源解决方案的需求不断增长，德国的这一探索无疑为可再生能源领域带来了新的机遇和挑战。
来源：cleanenergywire、DNV、维度网
