一位老工程师眼中的氢能宿醉

都说宇宙中到处是氢气——某些人的脑袋里也是。后一种情况我职业生涯里见得不少,所以今天氢能界这股宿醉气氛,我一点都不意外。

早在上世纪八十年代,德国研究界和工业界就有几个嗓门很大的氢能布道者。

其中最典型的是颇有名望的工程师路德维希·伯尔科夫,他笃定氢能时代就在门口等着了,对我这个德国联邦研究部的负责参事官颇有怨言——因为我不赞同花大钱帮他推开那扇门。

研究部长里森胡贝尔在项目决策上给了我相当大的空间,也替我的保守立场撑了腰。他警告过我一句话:“别制造生存谎言。”

对氢这个神奇分子的过热炒作,闹出了不少梗。

八十年代末的一次新闻发布会上,一位广播记者问我,人们至今无法在街头随处加氢,是不是石油公司暗中搞鬼。我当时大概是这么回答的:

“氢气嘛,是一种很轻的气体——轻到只要飘进人的脑袋,人就开始飘起来了。”

那位记者第一反应想到的是加氢站,这倒也说明当时社会对电动车普遍没什么信心,倒是对燃料电池抱着挺大的期待。

2006 年,戴姆勒还计划把氢燃料电池汽车推上市。结果是,包括我在内的很多人都没看到锂离子电池的潜力,没料到它最后真的把电动车这条路走通了。

关于氢气,还流传着另一些误解。就在不久前,还有政客认为,往现有天然气管网里注入电解氢,就能实现供暖系统的绿色转型。

问题是,电解氢归根结底是用可再生电力生产的,换成氢气再输送,能量损耗只会更大、成本只会更高——还不如直接用电供暖来得实在。

氢能的位置,比想象中窄

说归说,氢能在未来可持续能源体系里确实有它的位置,只是这个位置要比大家想象的要窄。

德国既然决定要实现气候中和,在可持续电力供应的储能环节,氢能确实绕不过去。

但如果还想让冶金和化工也跟着脱碳,光靠“氢气替代化石燃料”这条逻辑还不够,还得想清楚一个问题:这样生产出来的钢铁和“绿色”化工品,究竟有没有人买?

当然可以强制欧洲的机械和汽车制造商只用绿色钢材,但接下来呢——这些车卖得出去吗?

国际市场是不讲情面的,它只认低成本和竞争力。

那些既要进口原材料、又要进口氢气的地区,能源密集型产业的日子只会越来越难过。产业——包括所谓的绿色产业——最终会流向能源便宜的地方,那里的太阳能和风能往往也比中欧便宜。

这个方向上的质疑其实一直都有,我自己也持保留态度。

现在真金白银要投进去了,业界的迟疑就更明显了——毕竟美国已经在选举中放弃了对气候保护议程的推进,其他竞争对手也远没打算像我私下里希望的那样认真走氢能这条路,哪怕是为了下一代。

绿色航煤是另一个缩影

另一个类似的案例,是欧盟航空业的绿色航煤计划:2030 年起强制掺混 1.2%,2035 年起 5%。通过电力合成液体燃料工艺(PtL)生产的绿色航煤,报价每吨 7600 欧元,差不多是化石航煤的四倍。

这些能量通过费托合成从绿色电力中提取,过程中损耗相当大,参与合成的 CO₂ 本身不贡献任何热值。

从生态角度看,掺混要求没什么问题,但现实情况是:当这个行业最大的玩家不仅拒绝配合,还威胁要对别国的气候政策动用关税手段,整件事的前景就很难说了。

欧盟靠碳边境税给高碳产品加压的计划,也因此岌岌可危。PtL 设施的建设进度严重滞后,不是没有原因的。

其他交通领域的情况大同小异。电池技术一直在进步,氢能应用的空间一直在被挤压——不光是乘用车,重型卡车、公共汽车也在往电池方向走,甚至小型飞机未来可能也是电池赢。

阿尔河谷铁路的电气化改造,氢燃料电池机车一开始就没被纳入选项。

储能这块也一样。大型电网储能也好,住宅和车辆里的分散储能也好,能做这件事的越来越是电池;再加上智能电表和分时电价,真正需要大规模氢储能的场景其实越来越少,基本上只剩下太阳能和风能连续多天出力不足的极端情况。

将来如果真有规模较大的氢储能中心,倒是也可以承担一部分短期调峰功能,届时家里装个分散电池就没什么必要了。

至于要不要让车载电池给电网反向供电,我觉得这说到底是个生活水平的问题。

只要我还能在面包店付得起账,我不太想让人随便给我的车放电。

结语

德国和欧盟当初设定这些目标,是有勇气的。但世界变了——美国通过选举结果放弃了气候保护议程,而在此之前,气候保护在美国本来就没多少市场。所以现在回头看哪些阶段性目标真的紧迫,是应该做的。

我的建议是:清洁电力这条路要继续走,而且要走快,因为这本身就够难的了。交通和供暖的电气化转型,加上信息技术、特别是 AI 对电力的胃口,已经把中欧的能源资源压得很紧。

在这种情况下,再去叠加大规模电解槽,眼下不是好时机。

氢能进口协议必须和真实的产业竞争力挂钩。以目前报出的每公斤 8 到 15 欧元(折合每度电约 0.24 到 0.50 欧元)来看,进口氢气的价格大概要再便宜将近一个数量级,才有可能支撑起有竞争力的工业生产。

当然,也可以把所有额外成本都用补贴填上。

只不过在我看来,教育、医疗和安全那边,钱更缺。

关于格尔德·艾森贝斯

格尔德·艾森贝斯博士(工学博士),1942 年出生。

在完成物理学术课程后,他曾在卡尔斯鲁厄核研究中心担任科学研究工作,并获得卡尔斯鲁厄大学工程学博士学位。

自 1973 年起,他担任德国联邦总理府和联邦研究部的顾问,负责众多研究政策问题,尤其是在能源技术与能源政策、信息技术和欧洲研究政策领域。1977 年至 1979 年,他担任该部执行机构内阁和议会事务处处长。

1990 年至 2001 年,他担任德国航空航天中心(DLR)能源与交通研究项目主任;2001 年至 2006 年,他担任于利希研究中心能源与材料研究董事会成员。

1996 年,他荣获德国太阳能学会(DGS)太阳能奖。

2008 年之前,他曾任欧盟委员会能源咨询小组委员。自 2006 年退休后,他从事咨询、讲座和私人创作,主题涵盖气候保护、宗教、经济等领域,以及短篇小说、讽刺作品和小诗等其他题材。

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