报告概述与核心观点

9 月 1 日，德国能源工业协会（Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft）新发布了一份报告，名叫《氢能作为能源载体：重要事实概览》，从官方角度，对氢能相关进行了定义和解析。

里头有个观点特别关键——现在发展氢能，真正卡脖子的不是技术，而是政治层面的问题。

铂道阅读了这份报告，摘其主要观点，加入个人解读，给大家分享。

报告从氢能的生产开始，一直聊到它具体能用到哪些地方，把这种用途挺广的能源载体，给大家梳理得明明白白。

氢能发挥什么作用？

千万别觉得氢能就只是个“装能源的容器”，它的本事大着呢——能把可再生能源发电、能源安全供应，还有创新经济基地这几块都串起来。

你想啊，现在咱们一边要保证能源够用来，一边得实现气候中性，还得让经济更扛得住风险，而氢能刚好能在这些事儿上帮上大忙。以后的现代能源系统里，电力网络和氢能网络肯定是两大顶梁柱，少了谁都不行。

氢能在自然界中的存在？

在宇宙里，氢经常是“单打独斗”的游离状态，但到了地球就不一样了，这儿的氢大多得跟别的物质“搭伙”，形成化合物。比如氢和氧凑一块儿变成的水，就是最常见的含氢化合物。

除了水，像天然气、石油这些咱们常用的能源，其实也都是含氢化合物。而且你可能不知道，现在已经发现的矿物里，一半多都含有氢元素。就连地球的大气层里，氢也以水蒸气的形式存在着。

这么看来，要找氢的话，总量根本不是问题，难就难在怎么把氢从这些化合物里“拆”出来，拆出来之后还得好好存着。

氢能是如何生产的？

在地球上，你基本见不着游离状态的氢。咱们说的生产氢能，其实就是造出分子氢（H₂）的过程。要得到这种分子氢，得用专门的技术，从现有的含氢化合物里提取，电解法就是咱们常用的一种办法。

不过有个事儿得注意，不管用哪种分离工艺，把氢气提出来都得消耗能源。这就意味着，只有用来生产氢能的能源是可持续的，整个氢能生产过程才算得上真正的可持续。

平时生产氢能常用的原料有这些：

  • 天然气，比如咱们常说的甲烷（CH₄）
  • 其他碳氢化合物，像石油和煤炭都在里头
  • 生物质
  • 水（H₂O）
  • 还有其他各种含氢化合物

氢能是实现碳中性能源生产的解决方案吗？

作为能源载体，氢能在使用的时候不会排出二氧化碳。要是用风能、太阳能这种可再生电力来生产氢能，那它就特别符合环保要求，能避免产生那些对气候不好的排放。

尤其是有时候绿色电力多出来了，没人马上用，这时候把多余的电拿来制氢，就能把这些电能存起来，一点不浪费。

氢能的用法也不少，既能直接用到工业生产里，也能通过燃料电池，把氢里存的化学能再转成电力和热能，供咱们使用。

不过，想靠氢能实现气候友好型的能源供应，还有不少麻烦事儿得解决。比如说，氢是种密度特别小的气体，体积大得很——12 立方米没压缩过的氢，所含的能量才跟 1 升汽油差不多。

虽然咱们可以把氢压缩，或者在高压下把它变成液体，但液化这个过程也得消耗能源。但一旦压缩好了，氢体积大的缺点就变成优点了，因为 1 公斤氢含的能量，差不多能顶 3 公斤汽油。

德国国家氢能战略包含什么内容？

德国在 2020 年就推出了国家氢能战略，2023 年又做了更新。这份战略里说得很清楚，到 2030 年，德国自己得建至少 10 吉瓦的电解产能，而且还得大量进口氢气，不然满足不了国内的需求。

这份战略特别看重基础设施（像管网、储存设施、终端这些都算）和市场机制，也提到了工业、交通、能源这几个部门对氢能的需求。

它确实给德国氢能发展搭了个政治框架，但还有好多核心问题没解决，比如监管的具体细则、各个地区该怎么落实，还有氢能核心网络之外的项目，钱该从哪儿来。

现在最关键的是，得制定出有约束力、能落地，而且不盯着某一种技术的实施步骤，不然氢能市场根本转不起来。

什么是氢能核心网络？

氢能核心网络的作用，就是把氢能的生产基地、大型消费中心、储存设施还有进口站点都连起来。像威廉港、罗斯托克这些港口，都是氢能进口的重要枢纽。

整个核心网络大概有 9000 公里的管道，其中 60% 左右的管道，能通过改造现有的天然气管道来建设，剩下 40% 就得新修了。

有人估算过，建这个核心网络得花 189 亿欧元，不过利用现有的基础设施，能帮咱们省不少钱。

按照计划，到 2032 年这些建设工作得全部完成，核心网络也得正式投用——当然了，要是氢能实际供应情况不一样，时间也可能推迟到 2037 年。

另外，氢能核心网络还能跟欧洲的氢能走廊连起来，这样一来，氢能进出口就灵活多了，从长远看，也能保证德国的能源供应。

在欧洲范围内，还会额外修大约 4500 公里的管道，也就是“欧洲氢能骨干网”，到 2030 年前，得把第一批大型氢能生产基地、进口站点、储存设施和用户都连起来。

氢能瓶颈是政治性的——而非技术性的

现在氢能相关的技术已经挺成熟了，市场上大家对氢能的接受度也高，也愿意用，但当前的监管政策却拖着后腿，阻碍了氢能发展。

特别是对于可再生氢能，规定又多又复杂，还有些要求短期内就得落实，这就让氢能生产多花了不少钱，结果用氢能反而不划算。

而针对低碳氢能的那些框架条件，要么也让成本涨了一大截，要么直接让一些氢能项目没法推进。

其实，氢能的供应价格和大家愿意付的价格之间有差距，这个差距完全能通过政治手段缩小。

只要能制定出清晰、好用的规则，氢能的生产成本就能降下来，也不用太依赖补贴，这样市场对氢能的需求很快就能被激发出来。

目前，在高压层面的氢能基础设施建设上，靠着氢能核心网络，相关工作已经在推进了。但在配电网络这块，尤其是氢能储存领域，相关的政治框架条件还没建立起来，这可是个不小的问题。

氢能市场现在需要什么：三个要点

要让氢能市场正常运转起来，技术、监管、经济这三方面的条件必须都满足才行。从德国能源工业协会（BDEW）的角度来看，下面这三点特别重要：

名称 说明
缩小价格差距关键是把监管流程简化一下，制定出符合实际情况的监管框架，让氢能的生产成本能跟其他能源竞争
有针对性的需求激励现在就有企业想投资建氢能相关项目，得给这些企业吃颗定心丸，保证未来氢能市场能顺利运作，这样他们才敢放手干
法律确定性氢能核心网络之外的基础设施，比如储存设施和配电网络，这些项目的融资前景得明确下来，让投资者知道有法律保障，不用担心钱的问题

氢能的颜色分类

什么是绿色或可再生氢能？

说简单点，就是用风能、太阳能这种可再生能源，通过电解水的方式造出来的氢能。

什么是灰色或蓝色氢能？

  • 灰氢：主要是用天然气这类化石燃料生产的，生产的时候会排出二氧化碳。
  • 蓝氢：生产过程中也会产生二氧化碳，但这些二氧化碳会被收集起来存好，这样就能减少排放了。

什么是青绿色氢能（也有叫青氢）？

这种氢能是通过给天然气做热解处理生产的，生产的时候不会产生二氧化碳，反而会生成固体碳。

氢能的应用领域

工业中：不可电气化过程的脱碳

像钢铁生产、化工这些行业里，有些生产步骤没办法完全用电来解决，这时候氢能就能派上用场，帮着实现脱碳目标。

供暖

有些建筑想用电来供暖不太现实，这时候氢能就能当供暖能源用。

交通运输

在重型运输、长途运输这些领域，氢燃料电池能给车辆提供动力，满足运输的需求。

发电

有时候可再生能源发的电不够，满足不了电网的需求，这时候就能用氢能来发电，给电网补点电。

氢能作为能源储存

氢能有个本事，能把能源存起来，还能运走，等需要的时候再把能量释放出来。就因为有这特性，氢能成了储存可再生能源的好技术。

现有的天然气储存设施，原则上也能用来存氢能这种可再生和低碳气体。不过，像地下多孔储存这种其他类型的天然气储存设施，能不能用来存氢能，能存多少，现在还在研究，没得出最终结论。

另外，用可再生能源生产出来的氢能，还能做甲烷化处理。就是在这个过程中，氢和二氧化碳会发生反应，变成能储存的甲烷，这样一来，就能像存传统天然气一样存氢能了。

【信息来源：德国能源工业协会BDEW官网】