波恩大学一项研究显示:德国迄今为止几乎没有使用过绿氢。

当利用风能或太阳能产生的电力分解水时,就会产生绿色氢气。氢被认为是未来的能源之一。当前的分析显示德国正在迈向绿氢经济。据了解,目前只有少数制氢工厂正在建设或运营,大多数项目仍在规划或者已被否决。

"绿色"氢不仅与化石燃料竞争,还要与"灰色"氢以及太阳能和风能竞争。研究人员认为,以目前可用的技术和财政资源,德国联邦政府不太可能实现国家氢战略的目标。

氢是能源转型的一部分,旨在从天然气或汽油等破坏气候的化石原材料转向可再生和可持续能源。德国在2020年提出国家氢能战略,到2030年建设电解槽工厂,生产氢气产能要达到10吉瓦。在这些工厂中,水被电分解为氢气和氧气,这些系统将由风能或太阳能等可再生能源提供电力。

但是,到目前为止,德国的氢气实际上主要由天然气生产,天然气会产生二氧化碳排放,然后用于生产氨和燃料。从长远来看,这种"灰色"氢将被"绿色"氢取代。此外,根据联邦教育和研究部(BMBF)的计划,到2032年将建成一个超过11000公里长的输氢核心网络,将所有主要氢生产商与所有主要消费者连接起来。

在绿氢方面,德国处于什么位置?

波恩大学Benedikt Walker(沃克)领导的团队仔细研究了德国氢经济的现状。研究人员对全国电解生产氢气的电解槽的位置,以及计划在何处建立电解槽进行调查研究。他们还调查了哪些公司需要购买氢气,以及哪些研究机构正在研究更便宜的制氢技术。沃克和他的同事分析统计了德国地图中的数据,这些地图可以通过在线获取并且部分是交互式的。

地图显示,在不久的将来,"绿色"氢气将主要在德国北部生产。大多数大型电解槽都规划在那里,因为那里还有大型风能和太阳能系统。由于北部地区需要用氢的工厂少于南部地区,而且由于输送网络瓶颈,北部地区生产的电力无法输送到德国南部地区,因此北部地区有过剩的风能和太阳能(弃电),可用于产生绿色氢气。

德国各地都在计划建设较小的氢气生产系统,即所谓的电解槽。然而,研究人员表示,从长远来看,这些公司是否能够真实开展制氢行业还值得怀疑。

研究小组的报告显示,这些工厂规划生产的绿色氢气可能只会用于无法直接使用可再生能源电力的行业,例如钢铁或化学品的生产。为了弥补其他行业在没有风和阳光的时期对能源的需求,还计划建造可以储存氢气的大型洞穴,这些地下洞穴过去用于天然气储存。

计划很多,实现很少

目前,大多数规划中的生产和储存绿氢的工厂仍然是未来才能实现的事情。沃克和他的同事表示,一些计划甚至被取消,导致投资者撤出,"围绕绿氢的兴奋现在已经消散"。

但该团队也表示,仍有一些工业规模生产绿氢的项目已经在建设或运营中。迄今为止最大的两个制氢工厂位于科隆附近的韦瑟灵和埃姆斯兰的林根。至于规划的氢气管网草案,联邦政府于2024年10月批准了该草案。

氨、甲醇、合成燃料等氢衍生物生产项目也在规划中,电子燃料(eFuels)主要在德国国外生产。然后,这些燃料将通过北海和波罗的海港口进口到德国,主要用于为无法直接利用风能或太阳能运行的船舶和飞机提供动力。

"然而,此类出口导向型项目需要多年时间来规划和建设,因此不太可能在2030年之前投入运营。"该团队报告道。

钱的问题

为了实现德国氢能战略目标,联邦政府自2020年起已拨出超过百亿欧元用于氢能项目的发展。然而,科隆大学能源经济研究所(EWI)最近的一项研究表明,这些投资每年有数亿至10亿欧元级别的损失。

沃克和他的同事还得出结论,绿氢的生产、运输和使用现在仍然比直接使用风能和太阳能更昂贵。到目前为止,它也比使用灰氢和化石燃料更昂贵。

目前的技术和创新不足以提供更便宜的绿氢。沃克预测:"至少需要十年时间,由可再生能源生产的'绿色'氢气才能成为一种经济的替代品。"因此,如果绿氢发展不提速,现有政策可能将无法实现其既定目标。

当然,所有的规划都是要提前数年做部署。因此,研究团队认为,为了如期实现德国的气候政策雄心,并确保绿氢的电力成本不转移到公民的生活成本,政府需要投入更多的资金在绿氢技术研发,以及项目落地上。(Wissenschaft.de)