创新 • 创优 • 创见
现在的欧洲正处于氢能炒作周期的顶端，它是会把人们对氢能的热情加速转化为实际的脱碳项目，还是氢能会再次让支持它的人失望？
欧洲的经济刺激方案中，氢能发挥了关键作用，特别是在化工，钢铁和重型运输等低碳行业。在这些行业里，预计电气化将成为脱碳的一个重要途径。氢能将会创造新的工作机会。国际能源机构IEA估计，每投资100万美元，在像氢能这样的新兴产业可以创造6-8个工作岗位。
荷兰，德国，葡萄牙都制定了广泛了政策战略，促进氢能的研究，并协助创造对氢能的需求。欧盟将氢能视为实现其到2030年碳排放减少50%的承诺的关键。2020年7月欧盟通过的绿色协议达成的7500亿欧元的经济复苏计划，其中对氢能的投资达数十亿美元。欧盟绿色协议的负责人Frans Timmermans宣布说，氢能已开始蓬勃发展，并呼吁欧盟对管道加氢项目进行支持。
欧盟的战略设想，到2024年，将绿氢的生产能力提升6倍，绿氢是利用可再生能源电解水获得的。这将用于化学工业中对现有的氢进行生产脱碳并进行提炼，如今电解水制氢仅占需求氢气的4%。到2030年，制氢规模进一步扩至40GW的电解槽，年产氢能力达1000万吨，预计将会用于钢铁生产，火车，及道路交通运输。到这个阶段后，绿氢有希望和其它化石燃料生产的氢气形成成本竞争。所有这些可能需要高达3400亿欧元，用于80-120GW的风能和太阳能发电，同时还需要数亿欧元的氢气运输和现有的储氢基础设施，以及对停产的钢铁厂的改造。
欧盟也在关注非洲廉价的太阳能制氢场景，同时加速非洲大陆的能源转型。欧盟的设想是到2050年，氢能占整个欧洲能源结构的13%-14%。
彭博社工业建筑脱碳全球主管Kobad Bhavnagri说：“到2030年，将需要约1500亿美元的累计补贴，及3000亿美元的总投资，扩展工业级制氢规模，并到达每公斤2美元的交付成本里程碑。” 他说，现有迹象表明，补贴有投资的水平可以让氢气的价格到达这个水平，或是会更低。他还说，虽然很多国家制订了氢能发展战略，但还没有对投资进行限制。不过随着欧盟的目标越来越清晰，当下的这种情况有可能会发生改变。
英国气候变化委员会碳预算的负责人David Joffe，说，在英国过去的十年或是更久的时间里，氢燃料一直是不错的备选方案，可能是备选方案B或是C。到2050年实现零碳排放的承诺，吸引了人们的注意力，每个人都意识到了，不论你在哪里，都需要尽自己最大的努力。这也让我们清楚的意识到氢能的作用。
从造纸业到匹萨生产，这些示范项目展示了氢能的力量：对风能和太阳能进行了大规模的投资。上个月，Iberdrola宣布了一个价值为1.5亿欧元的项目，为西班牙的化肥生产商Fertiberia打造一座10MW的太阳能发电厂，为其绿氢工厂提供电力。这家工厂将于2021年投入运营。
能源咨询公司PWR的绿氢说客，Mike Parr认为，欧盟的战略为2030年后留下了太多的工作。要考虑到可再生能源项目的建设速度，氢能战略看起来并不是基于如今的技术层面。比如说，他预计将在海上风力涡轮机上安装电解槽。
在英国和欧洲大陆，港口当局正和工业用户和氢气生产商合作，打造可满足需求的绿色产业集群：例如帮助Humber和Piillips66炼油厂，或是塔塔钢铁厂在荷兰Ijmuiden的炼油厂脱碳。该公司正和Nouryon及阿姆斯特丹港一起，计划打造一个100兆瓦的制氢工厂，每年产氢能力达1.5万吨，预计将于2024年投入使用。这是到2030年减排30%的垫脚石，也是在2050年成为气候中性钢铁生产商的一系列的新技术之一。但让钢铁行业利用氢能进行运转并非易事，重要的是加氢站基础设施建设得以启动，我们希望可以从中吸取教训，我们认为转折点在2040年左右，运营总监Annemarie Manger告诉《化学世界》说。
为利用绿氢，这家钢铁厂最终将需要6GW的风力发电-如今世界最大的海上风电场，风力发电能力为1.2GW。在有足够的能源可利用之前，塔塔钢铁被认为是碳捕捉和碳存储技术，是对天然气能源的过渡。它们还加入了欧洲的另一个财团组织，旨在开发北海海底运输和存储CO2的基础设施。
蓝氢VS绿氢
如今世界上绝大多数的氢都是化石燃料获得的，主要是通过甲烷重整制氢的方式，如果和CCUS技术相结合，这种方式获得的氢气被称为蓝氢。欧盟预计每年约需要有110亿欧元来改造现有的CCUS制氢系统。尽管蓝氢不受环保组织的欢迎，但壳牌和英国石油都预计对天然气的需求将会持续上涨。上个月，挪威能源公司Equinor承诺对亨伯河的Saltend一个主要设施进行投资，利用天然气制氢。它将和CCUS持续相结合，让工作用户每年可减少90万吨的CO2排放。
庄信万丰研发了一种更有效的过程-将燃气加热转化炉和一种自热转化炉配对，利用氢气生产CO和氢气。更高的温度则意味着每单位甲烷生产更多的氢气，排放更少的CO2.庄信万丰业务创新发展总监Eugene McKenna解释说，该反应过程产生的CO2是在高压和高浓度下进行的，CO2捕获效率高，成本也更低。有超过95%的CO2可以被捕获。庄信万丰是HyNet财团的核心的企业。该财团旨在为英格兰西北一工业集群进行脱碳。该工业集群为埃萨石油的Stanlow炼油厂提供氢气。
McKenna说，如果我们想快速行动起来，蓝氢是关键。我们现在是利用已有的基础设施，所以不必重新打造新的基础设施。我们可把制氢设备安置在现有的棕色地带的炼油厂，这是个天然气管道的末端，氢气可用于国内供应，这附近有很多高耗能用户，这里有良好的交通基础设施，还有一个即将耗尽的天然气在另一端吸收CO2.这确实是证明这项技术的好机会，或许英国还能成为世界上首个利用这项技术的国家。
但他强调说，蓝氢和绿氢都是必须的。“在一些地方，可能会选择绿氢，而在一些地方可能会选择蓝氢。我们应当关注的是最终的结果，在这个过程中尽可能减少温室气体排放，同时以我们需要的方式提供能源”。
然而，据Bhavnagri预计，市场动态和最终成本将意味着可再生氢将占据主导地位。他说，我认CCS氢能项目在未来10年没多大的市场，但在10年后，可再生氢能将会变得更便宜。”
我们需要把发展氢能的热情转为项目。
Hynet财团还得到了政府的资助，在位于圣海伦的联合利华的阳光港口进行氢能实验。阳光港口生产家庭和个人护理用品。如果成功的话，联合利华将为目前使用高压蒸汽的化工，汽车，食品和饮料行业的脱碳提供了较好的示范，每年可避免2000多万吨的碳排放-相当于英国工业排放的25%。
Joffe说：“我们认为工业集群是一个非常好的地方，我们可以集中建设加氢站基础设施”。在会议上提交的最新报告中，CCC敦促英国政府在本世纪初就开始大规模的试验。时间非常关键：如果选择到2040年打造产业集群，可能大部分的交通部门，建筑部门或是其它部门都错过了发展氢能的机会。如果从2025年就开始做，我们将会更有多选择的机会。
目前我们还不清楚氢气是否会取代天然气运输的基础设施，也不太清楚氢能可以发挥多大的作用。可再生能源成本的剧烈下降，意味着说电气化现在是主要的竞争者。为使建筑物达成零排放，需要在这个十年中期就做出决定。
Joffe在工业领域，答案可能会有所不同：我认为是有一定范围的，而且会根据具体的工艺而有所不同，当地是否有氢气供应，是否需要升级电网以允许电气化替代等。他强调说，我们并不认为氢能是万能的。
政策支持
McKenna说，从规模示范到广泛实施都需要财政和政治的投资支持。他说，技术就在那里，希望成功的合作伙伴也在那里，但关键是，商业模式是怎么样的？人们会把钱投进去吗？
Hynet 和 Equinor的计划都依赖于英国政府的支持。无论是蓝氢还是绿氢都需要政府的支持。“我们确实需要将目前支持氢能的热情转化为项目。但同时也需要持久的政策机制，才能真正的让经济运转起来”。
英国政府和欧盟都是考虑以差异化合同的形式进行实收，该机制已用于支持可再生能源，方法是在固定的时间内支持可再生能源和化石燃料发电之间的差额，或是通过支付CO2价格和排放交易系统中价格相比。欧盟也在考虑边境碳排放调整，将有助于保护能源密集型产业，像是钢铁，免受气候政策变化不那么严格国家廉价钢铁的进口。第三种选择是，打造对低碳替代产品（例如钢）的需求标准。Joffe指出，离岸风力涡轮机需要低碳钢，这本身就增加了对氢气的需求。
考虑到实现净零排放的承诺和可利用的时间，很明显，我们要早点做出决定，比晚些时候做决定要好。
