1 ·風(fēng)電制氫的必要性和可行性
德國擁有全球第二大海上風(fēng)電發(fā)電裝機(jī)容量（德國2019年底為7.7GW，不過預(yù)計(jì)將在今年被中國趕超），目標(biāo)到2030年安裝15至20GW海上風(fēng)電。德國將在2022年前逐步淘汰核電，2038年前逐步淘汰燃煤發(fā)電，并致力于發(fā)展可再生能源，力爭到2030年將可再生能源在德國發(fā)電結(jié)構(gòu)中的比重提高到65%。
來源：微信公眾號“歐洲海上氫能”ID：EU_OffshoreHydrogen
在德國，大部分風(fēng)電場位于北部，而電力負(fù)荷中心位于南部。由于南北電力輸送能力的限制，德國積極推進(jìn)所謂的電力轉(zhuǎn)氫氣（PtG）項(xiàng)目，將可再生能源的電力轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣可用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域。由于海上風(fēng)電場也在德國北方，海上風(fēng)電場的進(jìn)一步擴(kuò)張將給本已嚴(yán)格的輸電限制帶來更大壓力。利用海上風(fēng)電制氫是解決電網(wǎng)約束的一種可行方法，越來越受到人們的重視。
· 2 ·風(fēng)電制氫的項(xiàng)目及規(guī)劃
2019年，煉油商Raffinerie Heide與Thyssenkrupp、EDF（德國）、Open Grid Europe（OGE）、OGE、Ørsted等合作伙伴在德國北部在石勒蘇益格-荷爾斯泰因州啟動了Westküste 100項(xiàng)目。
該項(xiàng)目目標(biāo)是在工業(yè)規(guī)模上規(guī)劃并實(shí)現(xiàn)區(qū)域性氫商業(yè)化應(yīng)用。這個項(xiàng)目的條件非常獨(dú)特，尤其是在石勒蘇益格-荷爾斯泰因州西海岸:這里擁有強(qiáng)大的風(fēng)能資源和優(yōu)良的地質(zhì)儲存條件，滿足了那些希望積極塑造未來并為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)做出重要貢獻(xiàn)的創(chuàng)新公司。
該項(xiàng)目計(jì)劃用綠色氫和附近一家水泥廠收集的二氧化碳來生產(chǎn)碳中性合成航空燃料，而綠色氫將由附近海上風(fēng)電場產(chǎn)生的多余電力來生產(chǎn)。這個真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的特別和創(chuàng)新之處在于，在一個已經(jīng)存在區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施中，不同的物質(zhì)循環(huán)是相互關(guān)聯(lián)的，通過綠色能源生產(chǎn)合成碳?xì)浠衔铮瑥亩纬赡茉聪到y(tǒng)脫碳轉(zhuǎn)換可持續(xù)性的商業(yè)模式。
在項(xiàng)目的初期階段，一個30兆瓦的電解槽系統(tǒng)將在項(xiàng)目5年首期內(nèi)安裝。根據(jù)最初階段的經(jīng)驗(yàn)，電解槽的容量可能進(jìn)一步擴(kuò)大到700兆瓦，綠色氫的更多應(yīng)用也在考慮之中。
由于電力傳輸?shù)南拗坪蛯o二氧化碳?xì)涞娜找嬖鲩L的需求，德國的海上風(fēng)能制氫預(yù)計(jì)將進(jìn)一步增加。2020年6月發(fā)布的《國家氫戰(zhàn)略》中提到，將進(jìn)一步改善有效利用可再生能源的框架條件。德國政府表示，將“研究”取消制氫用電的稅收。
· 3 ·氫氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
在氫氣基礎(chǔ)設(shè)施方面，德國高度重視利用現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。德國允許氫氣以2-10 vol%的比例混合到天然氣管道中（不同地區(qū)有所不同），并且已經(jīng)有許多將氫氣混合到天然氣管道中的示范。利用綠色氫氣和二氧化碳生產(chǎn)碳中性合成燃料（如甲烷和液體燃料）的項(xiàng)目（如上述Westküste 100項(xiàng)目）也正在實(shí)施。碳中性合成燃料不僅有助于減少二氧化碳排放，而且這種燃料的利用不需要對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施或能源設(shè)備進(jìn)行重大改變。
德國龐大的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施從一開始就成為國家氫戰(zhàn)略的一部分，因?yàn)楝F(xiàn)有資產(chǎn)可以轉(zhuǎn)化為氫，需要建造較少的新項(xiàng)目。德國將在氫運(yùn)輸和儲存基礎(chǔ)設(shè)施方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并且德國在歐洲的鹽洞儲存能力也最大。
為了響應(yīng)這樣的政府政策，德國的一個天然氣輸送管道運(yùn)營商FNB Gas發(fā)布了一個氫氣網(wǎng)絡(luò)愿景，包括總長5900公里的專用氫氣管道。
在氫網(wǎng)絡(luò)愿景中，90%的氫網(wǎng)絡(luò)將是從現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施改造而來，包括管道或儲存洞穴。2020年5月，F(xiàn)NB Gas宣布了H2 Startnetz 2030計(jì)劃，該計(jì)劃提出到2030年在德國北部修建1200公里的氫氣管網(wǎng)（其中1100公里由現(xiàn)有天然氣管道改造而成，100公里為新建氫氣管道）。1200公里氫氣網(wǎng)絡(luò)的投資需求估計(jì)約為6.6億歐元。
利用現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)氫氣網(wǎng)絡(luò)的示范已經(jīng)開始。其中一項(xiàng)是GET H2 Nukleus項(xiàng)目，該項(xiàng)目由英國石油BP、萊茵集團(tuán)、化學(xué)制造商Evonic以及天然氣管道運(yùn)營商N(yùn)owega和OGE牽頭。該項(xiàng)目計(jì)劃在德國西北部下薩克森州林根地區(qū)建造一個綠色制氫設(shè)施（一個利用風(fēng)力發(fā)電的100兆瓦電解槽系統(tǒng)），并使用一條130公里長的管道將綠色氫氣輸送到威斯特伐利亞州蓋爾森基興的化工設(shè)施和煉油廠。該管道預(yù)計(jì)將于2022年底開始運(yùn)營。大部分管道將從現(xiàn)有的天然氣管道改造（一小部分新建管道），以處理運(yùn)100%含量的氫氣。
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