2023年德國《國家氫能戰略》助推能源轉型

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，對于減少碳排放、應對氣候變化具有重要作用。氫能也被視為歐盟國家推進能源結構向低碳轉型的關鍵，在工業、交通、建筑等領域極具潛力。德國已著手成為相關氫能技術的全球領先者，政府已制定了一項國家氫能戰略來實現這些目標。2020年，德國政府制定了首個《國家氫能戰略》[1]，為未來氫能的制取、運輸、使用和再利用，以及相應的創新和投資制定了統一的行動框架。俄烏沖突爆發后，德國對傳統能源的依賴受到了巨大沖擊，加劇了德國能源轉型的緊迫性。正是在這樣的背景下，2023年7月，德國聯邦內閣提交了一份戰略更新，以加快氫經濟的市場增長。更新版德國《國家氫能戰略》旨在推動和加快德國氫能市場的發展，以適應更高的氣候保護目標和迎接能源市場的新挑戰(圖1)[2]。

圖1 2023年更新版德國《國家氫能戰略》[2]Fig.1 The 2023 update of Germany’s national hydrogen strategy[2]

2 德國《國家氫能戰略》更新內容

2023年《國家氫能戰略》更新確定了截至2030年的幾個目標[3，4]：一是加快氫能市場發展；二是到2030年，將德國綠色氫氣的電解產能目標從5提高到10 GW；三是到2027/2028年，在德國內建成1800 km的氫能管道以及在歐洲境內建設氫能管道(通過“歐洲氫骨干”倡議與鄰國連接)；四是將建立氫能在工業、重型商用車、航空、海運及天然氣發電制氫廠中的應用；五是到2030年，使德國成為氫能技術領先國；六是在歐洲和國際層面創造合適的框架條件，盡可能在國際層面上設立一致的法規框架，以支持市場發展。

新版的《國家氫能戰略》最重要的是制定了使氫能市場加速的具體方案，在確定較高目標的同時增強了氫能的實用性。戰略更新列出了4個不同行動領域，關于2023年的短期措施、2024/2025年的中期措施以及2030年前的部分長期措施清單，具體措施見圖2。

2.1 確保到2030年氫氣供應充足

德國在2020年首次發布的《國家氫能戰略》，當時預估到2030年該國氫能需求量為90～110 TWh。新版《國家氫能戰略》則預測稱，氫能需求量屆時預計將增長至95～130 TWh。面對大幅增加的氫能需求，德國希望從國內生產和國際進口兩方面共同努力。

在國內生產方面，德國計劃到2030年電解水生產綠色氫氣的能力達到10 GW(2020年首版《國家氫能戰略》中為5 GW)。由于德國國內氫生產潛力有限，其大部分需求將不得不長期依靠進口氫及其衍生物來滿足。根據評估，在2030年的預測需求量中，約50%～70%的氫將通過從國外進口來滿足。在進口方面，德國制定了相應的氫氣進口戰略，建立了多元化供應以及安全、可持續的氫供應鏈和可持續標準。同時，加強歐盟層面的合作，利用南歐、北海、波羅的海、地中海和黑海生產氫氣的潛力，通過歐洲氫能銀行(European Hydrogen Bank)，加強德國與歐盟在第三國進口氫能方面的合作。

2.2 建立強有力的氫能基礎設施

除了氫的供應之外，發展氫氣運輸、儲存和應用基礎設施對于市場的發展也至關重要。在氫能戰略中，德國主要從國內氫能基礎設施建設、歐洲氫氣骨干網、第三國氫進口基礎設施3方面來發展氫能。到2027/2028年，德國將初步建立起氫能基礎設施網絡，包括超過1800 km長的改建和新建氫氣管道；在整個歐洲將增加約4500 km氫氣管道。

在國內氫能基礎設施建設方面，德國將協調電力、天然氣和氫氣的網絡規劃框架，在“歐盟共同利益重要項目”(IPCEI)之外發展國家氫電網。在歐洲氫氣骨干網方面，歐盟成員國的新興網絡將通過歐洲氫骨干網連接起來。此外，在第三國氫進口基礎設施方面，德國計劃將在其沿海建造船舶運輸進口碼頭，以滿足國內的氫氣需求。通過氫能基礎設施網絡的擴建，德國計劃在2030年前連通氫能生產、儲運、進口和消費的各個環節。

2.3 推動氫能在各領域的落地應用

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

2.4 創造有效的框架條件

在德國和歐洲以及國際層面上建立完善的管理措施。其中重點包括，建立可持續性標準和認證，在歐盟層面設定藍氫溫室氣體排放閾值，以及制定技術和投資路線圖等。

3 德國氫能戰略行動

自首部氫能戰略推出以來，德國政府也不斷出臺各項支持政策，推進海外的氫能項目建設，積極開展與其他國家的氫能合作[5]。

3.1 德國聯邦內閣決議通過關于建設氫能核心網絡的立法草案

2023年5月24日，德國聯邦內閣通過了《能源經濟法》的修正案，該修正案規定了關于德國未來氫能核心網絡的法律和監管框架。氫能核心網絡的第一階段將包含重要的氫能基礎設施，這些設施將在2032年前投入使用。

3.2 “歐盟共同利益重要項目”氫能項目推動了氫能市場的快速發展

在“歐盟共同利益重要項目”氫能項目(下文簡稱“IPCEI氫能項目”)框架下，整個氫能價值鏈上的各類項目——從綠氫生產，到必要的基礎設施建設，再到氫能在工業和交通等領域的應用，都得到了資助。“IPCEI氫能項目”由德國聯邦經濟和氣候保護部、德國聯邦數字化和交通部和各聯邦州共同資助，資金總額超過100億歐元。

德國共有62個項目獲得“IPCEI氫能項目”資助。其中包括電解能力超過2 GW的綠氫制備項目，以及長約1700km的氫氣管道建設項目。阿塞洛米塔爾鋼鐵集團(Arcelor Mittal)、SHS鋼鐵集團(Stahl Holding Saar)、薩爾茨吉特集團(Salzgitter Stahl)和蒂森克虜伯公司(Thyssenkrupp Steel)在內的德國主要鋼鐵生產商都入選了該資助項目。預計到2030年，這些項目每年可減少1000多萬噸二氧化碳排放。

3.3 針對“氣候保護合約”的資助計劃啟動

德國政府于今年6月初啟動了“氣候保護合約”資助計劃的籌備程序，以支持德國污染工業向脫碳技術轉型。“氣候保護合約”將推動能源密集型行業(如鋼鐵、水泥、造紙或玻璃行業)使用氫能等可再生能源，促進工藝流程的綠色、低碳發展。

“氣候保護合約”為當下德國開發和建設必要的氫能技術和基礎設施提供了動力。由此，制氫設備和氫氣運輸管道得到搭建和鋪設，氣候友好型工廠在融資、建設和運營方面的經驗得到了積累，由氣候友好型終端產品組成的市場，綠色主導的市場也建立了起來。

3.4 H2Global將成為歐洲氫能項目

H2Global是德國為推動氫能市場增長而成立的基金會，通過提供進口補貼來加速擴大歐洲和全球綠色氫能和電轉X(Power-to-X)產品(例如氨、甲醇)的市場和進口。現在將德國“H2Global”項目打造成歐洲氫能項目，并在未來對所有希望開展氫能招標的歐盟國家開放。歐盟能源專員卡德瑞·希姆森和德國聯邦經濟和氣候保護部部長哈貝克于2023年6月1日決定將最新成立的歐洲氫能銀行和德國H2Global相銜接，雙方達成的這一合作被視為確保德國和歐洲氫能需求擴大以及全球綠氫市場增長的重要一步。

3.5 德國和挪威深化關于工業脫碳的伙伴對話

2023年1月初，德國和挪威在奧斯陸達成大型氫能合作協議，雙方將建立氫能合作伙伴關系，共同建造氫能發電站。此外還計劃在兩國之間鋪設一條氫能輸送海底管道，以減少對德國對俄羅斯能源供應的依賴。

4 結 語

2023年德國《國家氫能戰略》重點在于確保氫能及其衍生產品的充足供應，推進氫能基礎設施建設，以及促進氫能在各個領域的實際應用。其戰略措施涵蓋整個氫能價值鏈，這些措施將加速氫能以及氫能應用技術的市場發展，進一步提升德國在氫能技術領域的領先地位。