“加强中德两国在氢能研究领域的合作将大大促进行业的发展。”

德国能源署（dena）氢能国际市场项目负责人谈德国国家氢能战略实施

问题1：为什么绿氢对能源转型至关重要，并成为近几年国际能源政策的焦点？

和大力发展可再生能源、逐步实现电气化一样，绿氢是彻底实现零碳能源系统的一个关键组成。因为在很多交通运输领域，如航空、航运和载重车辆，无法直接利用电力进行燃料替代；一些工业工艺也不能直接使用电力，需要氢气作为燃料原料或用于高温作业。 提高能效和发展可再生能源是这一转型过程的先决条件。由于可再生能源已经提供了德国大部分的电力，而且德国在交通和工业电气化方面已经取得了进展，可再生电力制氢是实现碳中和的下一个合理步骤。鉴于这些条件，绿氢为运输、储存和交易可再生电力进一步提供了解决途径；它使地区可再生能源潜力得以在全球范围内释放和利用。

问题2：德国国家氢能战略的具体实施才刚起步，下一步工作有哪些？德国政府将如何发展氢能经济？

德国计划为氢能技术的市场化创造监管条件，即建立氢能生产、使用和运输的国内市场。重点关注领域包括那些具有或接近经济可行性，或不能以任何其他方式顺利脱碳的部门，如上文提到的工业和交通运输部门。 为了确保和构建未来德国国内绿氢及其下游产品的供应，德国国家氢能战略计划到2030年在德国部署500万千瓦、2040年1000万千瓦的电解装机容量。除了国内生产潜力外，德国政府也积极为氢能的生产和运输寻求和建立可靠的国际合作伙伴，尤其以欧盟国家为重点，并建立适当的合作和交易机制。在过渡时期则建立一个欧洲碳中和氢能市场，这将加速氢能技术在应用领域的市场转化。 绿氢将被应用于任何无法直接使用电力的产业领域，包括脱碳难度大的的工业、交通和供热。在德国，工业领域氢能的需求已经很大，达到约550亿千瓦时，目前这部分需求由甲烷水蒸汽重整制氢来满足。此外，如果钢铁行业也利用氢能实现减排，那么到2050年德国的氢能需求将进一步增长800亿千瓦时。基于不断出现的新应用领域，如重型运输、航空和航运，德国的氢能需求将继续增加。德国加氢站的数量在全球位居第二，目前正在就引入PtL（Power-to-liquid）配额制进行谈判，并且第一批氢燃料火车已经在几条铁路线上投入运行。

问题3：氢能战略应聚焦哪些领域？您觉得在应对气候变化方面氢能最大的潜力在哪儿？

德国国家氢能战略考虑到了绿氢的广泛应用可能。重点聚焦部门耦合和工业转型，但德国政府也支持未来氢能应用于交通领域，作为公路和铁路重型货物运输中的电池动力替代。最后，它还可助力德国的供热转型，例如，将私人住宅楼的现有供热系统从天然气转换为燃料电池技术，因为德国目前已经具备成熟、发达的天然气管网，可供直接利用。 在德国能源署，我们认为绿氢在工业、其他难以脱碳的部门（如航空和海上运输）以及作为化学工艺的原料方面潜力最大。这些领域几乎找不到氢能以外的其他燃料替代选择。

问题4：发展绿氢很大程度上需要一个国际市场，这一市场将如何建立，目前在标准、认证方面有哪些必须考虑的因素？

国际氢能市场的形成必须考虑两方面因素：可取性和可行性。当交易成本低，基础设施到位，对其低碳特性达成共识，以及生产成本差异足够高时，氢能交易才会变得有吸引力。随之而来，全球市场将推动成本下降，并使大范围使用氢能成为可能，无论是基于可再生能源还是化石燃料所生产的氢能。 市场运作的一个先决条件是对绿氢的低碳特性有一个共同的标准、文件记录和认证。对于生产者和消费者，这样的标准作为基准是必要的。一方面，从长远来看，它使氢能发展成一个有效的商品市场。另一方面，它能确保可持续性。我们必须找到可靠的方法来确保交易的氢能确实是以可持续的方式生产的。这不仅包括减排效果，也包括其他环境和社会影响，例如水资源稀缺的地区通过电解水制氢。目前，欧盟正在制定一个涵盖这些问题的氢能认证计划，该计划将提供关于哪些制氢技术将被视为低碳的指南。这将在全球范围内产生一个信号效应。

问题5：氢能战略将绿氢视为长远来看最可持续的（能源替代）。德国和欧盟正采取哪些措施来提升绿氢的竞争力？

绿氢价格的主要构成因素是电解器和可再生发电厂的投资成本。随着未来的规模化发展，这两者的成本预计将继续大幅下降，在风力和太阳能条件良好的地方，绿氢的长期价格预计为2欧元/公斤及以下。虽然，平价的化石燃料仍将会是挑战，但是严格的碳价将会使用户侧平价氢能有望实现。 监管措施对于促进绿氢需求非常重要。碳价和减排目标使绿氢相较于排放密集型工艺更具吸引力。欧盟委员会计划通过增加对绿氢的需求，使私营部门发挥促进市场发展的积极作用。根据可再生能源指令II，非生物来源的可再生燃料有资格应用于实现减排目标，这将有效刺激绿氢需求的增长。德国目前也在讨论航空部门的PtL（Power-to-liquid）配额。此外，碳边界调整机制（尽管还在计划中）或排放交易计划中的规则变化等措施，也会进一步增加对碳中和能源载体的需求。

问题6：德国的经验对计划出台的中国氢能战略有何启示，两国在如标准制定及保障绿氢在国际上自由交易和投资领域可以开展哪些合作？

中国制定了雄心勃勃的气候目标，除了继续扩大可再生能源发电和提高电气化水平外，同样需要大量的可再生或低碳氢能，来减少工业碳排放，和实现难以电气化部门的脱碳。与欧洲和德国的情况一样，发展碳中和氢能经济对中国实现碳中和来说同样至关重要。 中国氢能战略将大力推动全球氢能经济发展，并吸引更多的企业和研发部门进入市场，推动技术的创新和发展。德国和欧洲的氢能战略推出时间短，所以现在得出结论还为时过早。然而，今天已经很明显的是，随着监管措施的实施，氢能的发展势头已变得更为强劲。 中德两国都将从建立绿氢经济的合作和相互交流中受益，因为两国的挑战非常相似。中国在可再生能源发电领域潜力巨大，但要确保足量的低碳、绿色的可再生氢能仍然是一个巨大的挑战。加强两国在氢能研究领域的合作将大大促进行业的发展。尝试在多个领域开展研究合作也有利于从多元化的视角讨论。 此外，我们应加强各国在安全、质量和运输问题上的技术标准化交流。共同的标准将促进产品的全球贸易，特别是技术设备的贸易。 最后，两国都可从电解器技术和氢能经济规模化发展中获益。正如欧洲和中国的可再生能源发展使这些可再生能源发电技术的成本下降到比任何其他能源都低一样，对氢能技术的大量需求将大大降低电解器的价格。提高可再生氢能的竞争力，可以说是我们未来合作的最佳成果展望。

专家介绍

Kilian Crone是德国能源署dena的氢能国际市场团队的负责人。他还负责协调全球动力燃料联盟（Global Alliance Powerfuels）的相关工作，该联盟由行业发起和倡议，成立于2018年，旨在促进国际上基于电力的能源载体的市场发展。作为一名经济学家，他自2016年以来一直在dena工作。他撰写并参与了一些关于氢能和电力燃料在监管和能源系统方面的分析和研究。