2019年2月，歐洲燃料電池和氫能聯合組織(FCH-JU)發布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉型的可持續發展路徑》報告，指出歐洲已經踏上向脫碳能源系統轉型的道路，大規模發展氫能將帶來巨大的經濟社會和環境效益，是歐盟實現脫碳目標的必由之路。報告提出了歐洲發展氫能的路線圖，明確了歐洲在氫燃料電池汽車、氫能發電、家庭和建筑物用氫、工業制氫方面的具體目標，并為實現所設目標提供了8項戰略性建議。

 

(一)歐洲必須發展氫能的三大原因

 

首先，氫能是工業、交通運輸和建筑等特定行業部門大規模脫碳的最佳選擇，甚至可能是唯一選擇。

 

(1)目前歐洲建有龐大的天然氣網絡為工業、家庭供暖和發電提供服務，氫能將對這一網絡脫碳發揮重要作用。生產商無需進行大幅升級換代就可以將氫氣加入現有天然氣網絡進行配送，甚至可以直接輸送純氫氣，或者用氫氣和二氧化碳生產的合成天然氣替代天然氣。使用基于氫燃料電池的熱電聯產裝置(該裝置是分布式發電裝置，安裝在用戶端進行發電，在產電的同時也副產熱能，滿足家庭用熱需求)可以提高天然氣供暖系統的能效。

 

(2)在交通運輸領域，氫氣是卡車、公共汽車、船舶、火車、大型轎車以及商用車輛最具前景的脫碳手段。氫燃料電池比充電電池和內燃機消耗的原材料少很多;加氫基礎設施具有顯著優勢，例如在城市和公路沿途修建加氫站所需的空間僅占快速充電站的1/10;氫氣供給具有很大的靈活性，而大規模的快速充電基礎設施需要大幅改造電網。

 

(3)工業部門可以燃燒氫氣供熱，而且在多種工藝過程中可將氫氣當作原料使用，既可以直接使用，也可以與二氧化碳混和成為合成燃料。

 

其次，氫能可實現跨部門、時間和地點靈活轉移能源，在向可再生能源轉型中發揮重要作用。

 

氫能是實現終端用能耦合的唯一大規模技術，利用可再生能源發電制氫，可靈活存儲，并分配至終端用能部門滿足能源需求;電網融合高比例可再生能源將加大短期和長期供需不平衡，氫能發電啟動快且靈活度高，對調節用電峰荷極其有利，是確保電網彈性的關鍵技術;通過管道、船舶和卡車中長距離運輸氫氣，可將低成本可再生能源地區與需求中心連接起來，且成本遠低于輸電線路。

 

第三，向氫能轉型符合用戶偏好，而且具有便利性。

 

這一點很關鍵，因為不符合用戶偏好的其它低碳能源選項已經被證明很難被用戶接受。在交通運輸領域，氫能汽車的續航里程和燃料補給速度都與內燃機汽車相當。在電力領域，能源企業可以利用現有管道將氫氣直接或合成甲烷混合到天然氣網絡中。

 

(二)歐洲實現氫能潛力的路線圖

 

報告指出，如果歐盟從現在開始雄心勃勃地大力發展氫能，那么將帶來巨大的社會經濟和環境效益：到2050年，歐洲氫能發電總量能夠達到2250太瓦時，占歐盟能源需求總量的1/4;氫能生產及相關設備的產值將達到8200億歐元(2030年預計為1300億歐元);整個氫能行業可提供540萬個高技能就業崗位(2030年預計為100萬個);歐盟碳排放量將減少約5.6億噸，公路交通相關氮氧化物排放將減少15%。

 

具體指標包括：

 

(1)在交通運輸領域中:到2030年，氫燃料電池乘用車將達到370萬輛，占乘用車總量的1/22;氫燃料電池輕型商業運輸車將達到50萬輛，占輕型商業運輸車總量的1/12;氫燃料電池卡車和公共汽車將達到4.5萬輛;使用氫燃料電池火車可替代約570列柴油火車。

 

(2)在建筑物中:到2030年，氫氣可替代7%的天然氣，相當于提供30太瓦時氫電;到2040年，氫氣可替代32%的天然氣，相當于提供120太瓦時氫電;到2040年，部署250萬臺氫燃料電池熱電聯產裝置，可節省電網電量15太瓦時。屆時，除供電外，氫能還能滿足所有商用建筑以及1100萬個家庭的供暖需求。

 

(3)在工業部門中，到2030年，1/3的氫氣生產都可以實現超低碳，但仍需經過大規模可行性驗證。

 

(4)在電力系統中，到2030年，將種類繁多的可再生能源發電轉型為主要依靠氫能發電，并進行大規模氫能發電示范。

 

(三)政策建議

 

鑒于歐盟能源轉型需求和發展氫能的益處，為確保歐洲氫能發展順利推進，報告就歐洲地區氫能產業各利益相關方(政策制定者、產業界和投資者等)提出8項戰略性建議：

 

(1)政策制定者和產業界應聯合為所有行業和社會部門制定清晰、長期、明確和現實的整體性脫碳路徑。既包括為終端應用設定目標(例如車輛排放目標或建筑脫碳目標)，又包括能源生產和分配所必需的基礎設施。此外，還應為相關行業提供可靠的長期指導，以為產品開發和基礎設施建設相關投資指明方向。

 

(2)歐洲產業界應投資氫能和燃料電池技術，以保持競爭力，并抓住新機遇。首先，應從長遠角度看待氫能和脫碳問題，并建立縱向和橫向合作聯盟來克服重重障礙。其次，產業界應與政策制定者密切配合，發展歐盟強大的內部市場和價值鏈。第三，產業界應與亞洲(如中國、日本和韓國)快速發展的氫能和燃料電池市場參與者建立產業合作關系，以對沖市場風險。

 

(3)政策制定者和天然氣企業應著手實施天然氣網絡脫碳工作。應對天然氣網絡中的可再生能源占比設定有約束力的目標，或使用其它手段對超低碳制氫提供支持，如差價合約、上網電價、投資支持等。

 

(4)在電力系統中，政策制定者應鼓勵使用水電解制氫以平衡電網供需。例如，類似于在常規電力市場中使用上網電價措施，應該采用靈活的氫氣生產等手段代替碳排放平衡機制。政策制定者和產業界應開發歐洲分布式電轉氣市場，顯著降低生產成本，同時創建耦合終端用能部門穩定電價并應對季節性失衡，以讓電提高可再生能源在電力系統中的比例。此外，利益相關方應制定季節性和長期儲能框架。

 

(5)在交通運輸領域，政策制定者應制定明確可信的路線圖和零排放交通政策，并匹配相應資金和擔保機制促進加氫基礎設施投資。覆蓋整個歐盟的基本路線圖能夠為汽車公司及其供應商帶來信心，提高氫燃料電池汽車產量，從而顯著降低成本并擴大消費者的選擇空間。產業界應投資產品研發，并在最適合的領域進行廣泛部署，如研發氫燃料電池卡車、公共汽車、貨車。政策制定者應提供激勵措施促進氫能投資，如公共采購燃料電池公交車等。

 

(6)在工業部門，利益相關方應著手啟動從“灰色制氫”轉向低碳制氫，并進一步通過擴展新的氫能用途來取代化石燃料。政策制定者應確保將無碳排放制氫納入可再生能源目標，并在氫能所有主要用途中設定低碳排放目標。這一轉型能使制氫技術取得規模和成本方面的飛躍式進步，使氫能不僅對產業界，也對所有其它部門都能產生更大的吸引力。

 

(7)產業界應將水電解制氫技術提升至商業化水平，以實現大規模超低碳制氫，并證明碳捕獲與封存技術有助于在未來十年內大規模生產超低碳強度的氫氣。在天然氣網絡中使用無碳氫的目標或差異合同/上網電價目標能夠激勵投資者對水電解制氫行業進行投資，因此水電解制氫和為電網提供穩定的分布式解決方案應得到充分鼓勵。另外，利益相關方還應對結合碳捕集合封存技術的制氫設施進行大規模示范。

 

(8)產業界和政策制定者應繼續聯合制定更多更詳細的氫能和燃料電池應用發展計劃，并為經過成功驗證的技術制定規模化應用方案。例如，在近期氫能火車取得成功的基礎上，全歐洲應開始替換柴油火車。在航運方面，政策制定者應在國際海事組織規定的任務指標外，為港口、河流和湖泊設立氫能脫碳目標。 本文`內-容-來-自；中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om