朱宏康，劉 凡

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

1 前 言

氫能作為一種零碳能源，對(duì)于減少碳排放、應(yīng)對(duì)氣候變化具有重要作用。氫能也被視為歐盟國(guó)家推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域極具潛力。德國(guó)已著手成為相關(guān)氫能技術(shù)的全球領(lǐng)先者，政府已制定了一項(xiàng)國(guó)家氫能戰(zhàn)略來實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。2020年，德國(guó)政府制定了首個(gè)《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》[1]，為未來氫能的制取、運(yùn)輸、使用和再利用，以及相應(yīng)的創(chuàng)新和投資制定了統(tǒng)一的行動(dòng)框架。俄烏沖突爆發(fā)后，德國(guó)對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴受到了巨大沖擊，加劇了德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的緊迫性。正是在這樣的背景下，2023年7月，德國(guó)聯(lián)邦內(nèi)閣提交了一份戰(zhàn)略更新，以加快氫經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)增長(zhǎng)。更新版德國(guó)《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》旨在推動(dòng)和加快德國(guó)氫能市場(chǎng)的發(fā)展，以適應(yīng)更高的氣候保護(hù)目標(biāo)和迎接能源市場(chǎng)的新挑戰(zhàn)(圖1)[2]。

圖1 2023年更新版德國(guó)《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》[2]Fig.1 The 2023 update of Germany’s national hydrogen strategy[2]

2 德國(guó)《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》更新內(nèi)容

2023年《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》更新確定了截至2030年的幾個(gè)目標(biāo)[3，4]：一是加快氫能市場(chǎng)發(fā)展；二是到2030年，將德國(guó)綠色氫氣的電解產(chǎn)能目標(biāo)從5提高到10 GW；三是到2027/2028年，在德國(guó)內(nèi)建成1800 km的氫能管道以及在歐洲境內(nèi)建設(shè)氫能管道(通過“歐洲氫骨干”倡議與鄰國(guó)連接)；四是將建立氫能在工業(yè)、重型商用車、航空、海運(yùn)及天然氣發(fā)電制氫廠中的應(yīng)用；五是到2030年，使德國(guó)成為氫能技術(shù)領(lǐng)先國(guó)；六是在歐洲和國(guó)際層面創(chuàng)造合適的框架條件，盡可能在國(guó)際層面上設(shè)立一致的法規(guī)框架，以支持市場(chǎng)發(fā)展。

新版的《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》最重要的是制定了使氫能市場(chǎng)加速的具體方案，在確定較高目標(biāo)的同時(shí)增強(qiáng)了氫能的實(shí)用性。戰(zhàn)略更新列出了4個(gè)不同行動(dòng)領(lǐng)域，關(guān)于2023年的短期措施、2024/2025年的中期措施以及2030年前的部分長(zhǎng)期措施清單，具體措施見圖2。

2.1 確保到2030年氫氣供應(yīng)充足

德國(guó)在2020年首次發(fā)布的《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》，當(dāng)時(shí)預(yù)估到2030年該國(guó)氫能需求量為90～110 TWh。新版《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》則預(yù)測(cè)稱，氫能需求量屆時(shí)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至95～130 TWh。面對(duì)大幅增加的氫能需求，德國(guó)希望從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和國(guó)際進(jìn)口兩方面共同努力。

在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)方面，德國(guó)計(jì)劃到2030年電解水生產(chǎn)綠色氫氣的能力達(dá)到10 GW(2020年首版《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》中為5 GW)。由于德國(guó)國(guó)內(nèi)氫生產(chǎn)潛力有限，其大部分需求將不得不長(zhǎng)期依靠進(jìn)口氫及其衍生物來滿足。根據(jù)評(píng)估，在2030年的預(yù)測(cè)需求量中，約50%～70%的氫將通過從國(guó)外進(jìn)口來滿足。在進(jìn)口方面，德國(guó)制定了相應(yīng)的氫氣進(jìn)口戰(zhàn)略，建立了多元化供應(yīng)以及安全、可持續(xù)的氫供應(yīng)鏈和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，加強(qiáng)歐盟層面的合作，利用南歐、北海、波羅的海、地中海和黑海生產(chǎn)氫氣的潛力，通過歐洲氫能銀行(European Hydrogen Bank)，加強(qiáng)德國(guó)與歐盟在第三國(guó)進(jìn)口氫能方面的合作。

2.2 建立強(qiáng)有力的氫能基礎(chǔ)設(shè)施

除了氫的供應(yīng)之外，發(fā)展氫氣運(yùn)輸、儲(chǔ)存和應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于市場(chǎng)的發(fā)展也至關(guān)重要。在氫能戰(zhàn)略中，德國(guó)主要從國(guó)內(nèi)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、歐洲氫氣骨干網(wǎng)、第三國(guó)氫進(jìn)口基礎(chǔ)設(shè)施3方面來發(fā)展氫能。到2027/2028年，德國(guó)將初步建立起氫能基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，包括超過1800 km長(zhǎng)的改建和新建氫氣管道；在整個(gè)歐洲將增加約4500 km氫氣管道。

在國(guó)內(nèi)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，德國(guó)將協(xié)調(diào)電力、天然氣和氫氣的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃框架，在“歐盟共同利益重要項(xiàng)目”(IPCEI)之外發(fā)展國(guó)家氫電網(wǎng)。在歐洲氫氣骨干網(wǎng)方面，歐盟成員國(guó)的新興網(wǎng)絡(luò)將通過歐洲氫骨干網(wǎng)連接起來。此外，在第三國(guó)氫進(jìn)口基礎(chǔ)設(shè)施方面，德國(guó)計(jì)劃將在其沿海建造船舶運(yùn)輸進(jìn)口碼頭，以滿足國(guó)內(nèi)的氫氣需求。通過氫能基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)建，德國(guó)計(jì)劃在2030年前連通氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、進(jìn)口和消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.3 推動(dòng)氫能在各領(lǐng)域的落地應(yīng)用

在電力行業(yè)，氫能有助于保障能源安全，可以將現(xiàn)有天然氣電廠改造為以氣候中和氣體為燃料的“適用氫”燃?xì)怆姀S(H2-ready)，以及將電解槽作為靈活電力或彈性負(fù)荷服務(wù)于電力系統(tǒng)，增加電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。到2030年，氫及其衍生物將主要用于工業(yè)領(lǐng)域，如化工和鋼鐵行業(yè)，其次是用于燃料電池或作為可再生燃料用于交通領(lǐng)域。

2.4 創(chuàng)造有效的框架條件

在德國(guó)和歐洲以及國(guó)際層面上建立完善的管理措施。其中重點(diǎn)包括，建立可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證，在歐盟層面設(shè)定藍(lán)氫溫室氣體排放閾值，以及制定技術(shù)和投資路線圖等。

3 德國(guó)氫能戰(zhàn)略行動(dòng)

自首部氫能戰(zhàn)略推出以來，德國(guó)政府也不斷出臺(tái)各項(xiàng)支持政策，推進(jìn)海外的氫能項(xiàng)目建設(shè)，積極開展與其他國(guó)家的氫能合作[5]。

3.1 德國(guó)聯(lián)邦內(nèi)閣決議通過關(guān)于建設(shè)氫能核心網(wǎng)絡(luò)的立法草案

2023年5月24日，德國(guó)聯(lián)邦內(nèi)閣通過了《能源經(jīng)濟(jì)法》的修正案，該修正案規(guī)定了關(guān)于德國(guó)未來氫能核心網(wǎng)絡(luò)的法律和監(jiān)管框架。氫能核心網(wǎng)絡(luò)的第一階段將包含重要的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施將在2032年前投入使用。

3.2 “歐盟共同利益重要項(xiàng)目”氫能項(xiàng)目推動(dòng)了氫能市場(chǎng)的快速發(fā)展

在“歐盟共同利益重要項(xiàng)目”氫能項(xiàng)目(下文簡(jiǎn)稱“IPCEI氫能項(xiàng)目”)框架下，整個(gè)氫能價(jià)值鏈上的各類項(xiàng)目——從綠氫生產(chǎn)，到必要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，再到氫能在工業(yè)和交通等領(lǐng)域的應(yīng)用，都得到了資助?！癐PCEI氫能項(xiàng)目”由德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部、德國(guó)聯(lián)邦數(shù)字化和交通部和各聯(lián)邦州共同資助，資金總額超過100億歐元。

德國(guó)共有62個(gè)項(xiàng)目獲得“IPCEI氫能項(xiàng)目”資助。其中包括電解能力超過2 GW的綠氫制備項(xiàng)目，以及長(zhǎng)約1700km的氫氣管道建設(shè)項(xiàng)目。阿塞洛米塔爾鋼鐵集團(tuán)(Arcelor Mittal)、SHS鋼鐵集團(tuán)(Stahl Holding Saar)、薩爾茨吉特集團(tuán)(Salzgitter Stahl)和蒂森克虜伯公司(Thyssenkrupp Steel)在內(nèi)的德國(guó)主要鋼鐵生產(chǎn)商都入選了該資助項(xiàng)目。預(yù)計(jì)到2030年，這些項(xiàng)目每年可減少1000多萬噸二氧化碳排放。

3.3 針對(duì)“氣候保護(hù)合約”的資助計(jì)劃啟動(dòng)

德國(guó)政府于今年6月初啟動(dòng)了“氣候保護(hù)合約”資助計(jì)劃的籌備程序，以支持德國(guó)污染工業(yè)向脫碳技術(shù)轉(zhuǎn)型。“氣候保護(hù)合約”將推動(dòng)能源密集型行業(yè)(如鋼鐵、水泥、造紙或玻璃行業(yè))使用氫能等可再生能源，促進(jìn)工藝流程的綠色、低碳發(fā)展。

“氣候保護(hù)合約”為當(dāng)下德國(guó)開發(fā)和建設(shè)必要的氫能技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施提供了動(dòng)力。由此，制氫設(shè)備和氫氣運(yùn)輸管道得到搭建和鋪設(shè)，氣候友好型工廠在融資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面的經(jīng)驗(yàn)得到了積累，由氣候友好型終端產(chǎn)品組成的市場(chǎng)，綠色主導(dǎo)的市場(chǎng)也建立了起來。

3.4 H2Global將成為歐洲氫能項(xiàng)目

H2Global是德國(guó)為推動(dòng)氫能市場(chǎng)增長(zhǎng)而成立的基金會(huì)，通過提供進(jìn)口補(bǔ)貼來加速擴(kuò)大歐洲和全球綠色氫能和電轉(zhuǎn)X(Power-to-X)產(chǎn)品(例如氨、甲醇)的市場(chǎng)和進(jìn)口?，F(xiàn)在將德國(guó)“H2Global”項(xiàng)目打造成歐洲氫能項(xiàng)目，并在未來對(duì)所有希望開展氫能招標(biāo)的歐盟國(guó)家開放。歐盟能源專員卡德瑞·希姆森和德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候保護(hù)部部長(zhǎng)哈貝克于2023年6月1日決定將最新成立的歐洲氫能銀行和德國(guó)H2Global相銜接，雙方達(dá)成的這一合作被視為確保德國(guó)和歐洲氫能需求擴(kuò)大以及全球綠氫市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要一步。

3.5 德國(guó)和挪威深化關(guān)于工業(yè)脫碳的伙伴對(duì)話

2023年1月初，德國(guó)和挪威在奧斯陸達(dá)成大型氫能合作協(xié)議，雙方將建立氫能合作伙伴關(guān)系，共同建造氫能發(fā)電站。此外還計(jì)劃在兩國(guó)之間鋪設(shè)一條氫能輸送海底管道，以減少對(duì)德國(guó)對(duì)俄羅斯能源供應(yīng)的依賴。

4 結(jié) 語(yǔ)

2023年德國(guó)《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》重點(diǎn)在于確保氫能及其衍生產(chǎn)品的充足供應(yīng)，推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及促進(jìn)氫能在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。其戰(zhàn)略措施涵蓋整個(gè)氫能價(jià)值鏈，這些措施將加速氫能以及氫能應(yīng)用技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展，進(jìn)一步提升德國(guó)在氫能技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。