德国氢能战略：在能源转型中引领世界
蒋再正
前言 : 德国在国家氢气战略中，将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志，其明确将重心放在"绿色"品种上，而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存（CCS）技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法，却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为，这一战略开启了德国能源转型的新篇章。
德国政府已经同意一项国家氢气战略，其重点是利用可再生能源制造的氢气，以推动具有里程碑意义的能源转型，并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准，内容主要是：" 只有基于可再生能源（'绿色'氢）生产的氢气才能长期使用 。 在德国备受争议的使用碳捕获和储存（CCS）的 天燃气 制氢只能以"过渡的方式"使用 。在应对气候变化的斗争中，用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标，其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段，而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。
德国经济和能源部长彼得•奥尔特迈尔（Peter Altmaier）表示，这一战略是一个"量子飞跃"，将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上，他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克（Anja Karliczek）说，全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇，建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。
氢能用途
新篇章
《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展：
· 提升氢能作为替代能源的经济性竞争力
· 开拓使用德国本土氢能技术的国内市场
· 建立完善氢能供应网络
· 助力氢燃料成为替代能源整体
· 加强氢能相关技术培育
· 加强氢能相关市场国际合作
· 完善氢能储运安全规范建设
"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章，"德国能源机构（dena）负责人安德烈亚斯·库尔曼（Andreas Kuhlmann）表示。" 国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础 。其为能源转型创造了先决条件，这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步"，但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式，包括那些使用天然气和CCS的氢气。
新的生产方法
越来越多的国家努力追求气候中和，大量押注于用可再生电力制氢，以减少顽固的工业排放。但是，生产极其富能源的天然气需要大量的电力，使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际"氢经济"的问题。
通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料，例如使用电动 汽车 而不是内燃机模型，可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况，这种方法行不通。例如由于重量原因，没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰，例如，化学品或炼钢，因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法， 用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者 。
与该战略相吻合的是，德国钢铁制造商蒂森克虏伯（Thessenkrupp）表示，已扩大水电解产能，将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前，世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。
电解槽容量增加200倍
该战略表示，德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦（GW）的工业制氢设施，包括必要的陆上和海上可再生能源供应，大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外，德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外，还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的"德国制造"制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢，因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。
联邦政府在提出《德国氢能战略》时，正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础，这些投资在经济上是可行的和可持续的，这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段，为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时，研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始，稳定新兴的国内市场的同时，塑造欧洲和国际的氢能市场。
在该战略的介绍中，政府网络宣布与Marocco建立联盟，参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设，该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说，该战略"是世界上首个 远远超出氢的最终用途的战略 之一，并涵盖了全部动力燃料，这种方法考虑了合成甲烷，煤油，甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。"
有风险的赌注？
目前的清洁氢气的成本仍然很高，无法被广泛使用，其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产，伴随着大量的碳排放，该类型被称为 灰色氢 。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜，但它的二氧化碳排放成本较高。 蓝色氢 的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获，再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存（CCS）成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。 绿色氢 的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中，太阳能和风能的发电成本已显着下降，这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。
克劳斯·斯特拉特曼（Klaus Stratmann）在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道，该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义，但他警告称，该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道："因为德国政府完全致力于一种变种，即绿色氢，给自己施加了沉重负担。" 他认为，要实现这一目标将需要大量的可再生能源，而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说，蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。
参考文献：
German hydrogen strategy aims for global leadership in energy transition……Journalism for energy transitiion
The clean hydrogen future has already begun …… IEA
The National Hydrogen Strategy…… Nationale Wasserstoffstrategie
近日，国家能源局在国新办发布会，会上表示我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一，可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时，较2012年增长14.6个百分点。据了解，可再生能源具体包括太阳能、风能、水能等。
由于世界人口在不断增多，像石油、煤这些不可再生能源终有一日会枯竭，不可再生资源不仅资源量有限，对大气的污染也不容忽视，现如今已经造成了全球能源紧张和环境恶化。要寻求可持续性发展不能只看眼下，更要着眼未来。随着环境问题和能源危机问题的日益突出，发展可再生新能源刻不容缓。近日，国家能源局在国新办发布会上表示我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一，这和我国对可再生能源开发的重视分不开。
可再生能源指的是来自大自然的能源，例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等，是取之不尽，用之不竭的能源，并且对环境无害或危害极小，同时资源分布广泛，适宜就地开发利用。一、太阳能。太阳辐射能的光热、光电和光化学可直接转换为能源。 二、地热能。地热能独立于太阳能，指来自地球内部的热能资源。三、水能。指的是运用水的势能和动能转换成机械能或电能。四、风能。风力能转化为机械能、电能、热能等各种形式的能量。五、生物质能。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部。六、潮汐能。海水在潮涨和潮落时形成的水能。
能源是我们现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力影响着国民经济的可持续性发展，也是国家战略安全保障的基础之一。因此，开发和利用好可再生能源已成为紧迫的课题。
根据国家能源局局长章建华30日在国新办发布会上表示，我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一，为能源绿色低碳转型提供强大支撑。
截至到2020年底，在我国，可再生能源发电装机总规模达增长14.6个百分点。而针对于可再生能源的利用水平，也持续的上升，占全社会用电量的比重达到29.5%，较2012年增长9.5个百分点，可再生能源的前景，可谓是一片光明。
可再生能源技术日益完善。利用可再生能源是未来发展的必然趋势，也是可持续发展的有效途径，在可探测的到的能力范围内，地球上的中石油，天然气，煤炭等能源，存储量是固定的，而且这些化石能源的使用，也会使全球温室气体的增加，导致气候变暖冰川融化。
海平面上升等自然灾害的发生，而可再生能源有风能，太阳能，潮汐能，电能等依靠大自然能力而创造的能源，这些新能源遍布世界各地，比如利用风力发电，风力发电的优势在于清洁，无污染。
最早利用风力的国家是丹麦，在1890年，而真正兴起，是世界各国对能源需要量剧增，不少国家也逐渐的注意到风力发电这种大自然神奇的力量，后来因为石油危机，环境恶化等情况的发生，世界各地环保呼声日益高涨。
在科技高速发展的强有力推动下，风力发电技术更是迅猛发展，到如今发展成就，令人瞩目。
近些年，我国能源战线坚定不移推进能源革命，建设多元清洁的能源供应体系，充分发挥自主创新第一动力功效，能源高质量发展迈出了新步伐，有力支撑服务了社会经济持续健康发展。在7月27日国信办举行的新闻发布会上，国家能源局相关负责人介绍了我国近些年能源发展建设相关情况。
01加快能源消费清洁低碳转型近些年来，我国能源消费持续加快清洁低碳转型。据资料显示，2014年至今，我国企业国民生产总值耗能累计减少20%，以年平均约2.9%的能源消费提高支撑了6.2%的国民经济增长。煤炭消费比例也从2014年的65.8%下降到2021年的56%，是在历史上降低最快的阶段。此外，可再生能源交易比例同时期从16.9%上升到25.5%，占能源消费增加量的60%之上。
“为深入贯彻党中央、国务院有关碳达峰、碳排放交易的决策部署，国家能源局紧抓‘十四五’能源规划和能源领域碳达峰方案的落地实施，促进能源翠绿色低碳转型和高质量发展。”国家能源局厅长章建华表明，在发展非化石能源层面，上年我国可再生资源攒机增强了约1.3亿千瓦时，上年10月超过10亿千瓦时价位。
今年上半年新增加攒机又超出5000亿千瓦，预估到2025年可再生资源占能源消费总量的比重将达到18%上下。与此同时提升终端设备用能的清洁取代，现阶段华北地区清洁取暖总面积突破了156亿平方米，清洁取暖率达到73.6%，累计取代散煤超出1.5亿多吨，对减少PM2.5浓度值、改善空气质量的增长率超出1/3。
上年12月的中央经济工作会议明确指出，发挥特长尽快完成耗能“双控开关”向碳排放量总产量和抗压强度“双控开关”变化。这也是促进社会经济全方位翠绿色低碳转型作出的重大制度设计。
国家能源局发展规划司厅长李福龙强调，这一变化一方面更明显地突显操纵不可再生能源消费的政策利好，有益于鼓励和促进可再生资源进一步发展，加快能源结构转型，另一方面有益于统筹发展和节能减排，综合能源问题和转型发展，“可以说，这一变化促使能源消费总量的延展性更大了，碳减排措施的精准性更强了。”
02保障能源安全可靠供应为实现能源长久的安全可靠供应，我国能源发展总体思路是在保证能源问题的前提条件下，深入推进能源翠绿色低碳转型。风力发电、光伏发电是能源绿色转型、低碳转型的一个重要的主力能源，但是它存有不确定性大、不可以持续平稳出力的特点。
对于此事，章建华表明，为保障能源问题供应，能源发展改革创新要平衡好发展趋势与安全、稳定增长与调结构，着眼于我国能源我国基本国情，解决好发展与节能减排、整体与局部、短期内与中远期的关系。
“在今后较长一段时间内，我国能源供应总产量也将稳步增长，所以要综合好非化石能源尤其是新能源与不可再生能源之间的相辅相成和合理配置。能源消费总量中，愈来愈多要来源于非化石能源，在能源靠谱供应层面，不可再生能源要发挥基本性缓冲作用。”
章建华还指出，要大力开展能源深化改革，完善融入新型电力系统的市场经济体制，推动融入能源结构转型的电力系统建设，大力开展能源领域“放管服改革”改革创新，利用市场化方法完成化石能源消费总量不断减少的与此同时，维持能源问题供应能力不降低。与此同时提升能源法制建设，完善能源领域法律法规体系，为建设能源大国搭建坚实的法治保障。
“近年来，在当前国际形势对能源市场产生影响的情况下，我国能源业自始至终保障能源问题、能源稳价放到各项工作的第一位，持续加大能源领域的有效投资幅度，提升能源产供储销服务体系，强化措施提升能源提供水平，有力有效支撑点社会经济发展。”李福龙说。
03增强能源技术创新能力能源问题新战略明确提出至今，能源业充分运用自主创新在能源发展中的关键支撑作用，进一步推动创新驱动发展战略，提升了能源转型发展动力。
据了解，在能源装备技术方面，我国设立了完备的绿色能源装备制造产业链，取得成功产品研发生产制造世界最大单机容量100亿千瓦水电机组，具有较大单机容量达10兆瓦的系列产品风电机组生产制造水平，太阳能电池转换效率数次更新世界记录。
在能源科技创新层面，产生自主知识产权的华龙一号、国和一号等大型三代压水堆核电技术，系统掌握具备四代特征的高温气冷堆技术性，全球首台135亿千瓦煤电机组资金投入运作，具备彻底自主知识产权的5亿千瓦气轮机完成超负荷平稳运作。
新式储能是促进新能源经营规模综合利用、搭建新型电力系统、助推完成碳达峰碳中和目标的核心技术和基础武器装备，现如今，新式储能的市场需求经营规模平稳扩张，对能源转型的支撑作用在基本呈现。
国家能源局电力司厅长何洋表明，现阶段，新式储能的技术实力和装机规模在稳步增长，技术标准体系基本创建；新式储能的应用场景和商业模式不断拓展，“新能源+储能”“互联网+储能”“分布式智能电网+储能”等多元化应用场景层出不穷。
以上便是能源高质量发展对绿色转型的影响，能源的可持续发展至关重要，对此大家还有什么想法欢迎评论区留言讨论。
原标题：专家：高可再生能源比例、高能源效率、煤炭替代和绿色甲醇结合是实现碳中和最优路径
新华财经北京5月20日电（张磊）5月19日，由中国社会科学院数量经济与技术经济研究所和社会科学文献出版社组织的《中国能源转型：走向碳中和》发布会暨碳中和与绿色能源发展研讨会在北京举行。作为中国社会科学院碳中和与能源转型课题组的最新研究成果，《中国能源转型：走向碳中和》一书提出，高可再生能源比例、高能源效率、终端部门煤炭替代和绿色甲醇相结合的能源转型方案是实现我国碳中和的最优路径。
中国社会科学院数量经济与技术经济研究所所长李平介绍，以中国的市场规模和潜力，碳中和将成为一个万亿级的新兴产业，为中国经济的转型升级提供新的增长点。能源转型不是以减缓发展为代价，而是要通过创新能源新技术、创造能源新业态，来推动经济更好、更快、更绿色的发展。需要在满足经济与民生对能源需求的前提下，在经济上合理和安全稳定的前提下，推动从高碳化石能源为主向碳中性能源、低碳能源和高效能源转型。
中国社会科学院数量经济与技术经济研究所能源安全与新能源研究室主任刘强在介绍该书时指出，目前我国实现碳中和目标的难点有三个，一是我国碳基能源比例过高，且其中大半为煤炭。高比例含碳能源的使用意味着高碳排放，因此，加快推进对非碳能源的使用是减碳目标实现的重点。二是使用非碳能源可以实现减碳，但是没有达到碳中和及固碳效果。减少含碳燃料的使用应同时配合各类固碳方法，将二氧化碳重新纳入能源系统循环之中，这样才能更接近碳中和目标的实现。三是实现碳中和的各种技术成本居高不下，有待实现技术突破以降低成本。
针对以上难点问题，该书提出，通过节能实现减排是最经济、最直接的路径。通过节能实现减排可以分为两种方式：一种是提高能源使用效率，尤其是碳基能源的使用效率，如降低煤电的度电煤耗、提高电器等用能设备的能源效率等；另一种是通过减少终端产品的需求、减少建筑建设、减少出行距离等降低对能源的需求。
另一方面，低碳和非碳能源的发展，可以部分取代高碳能源，降低高碳能源尤其是煤炭在总能源消费中的比重，从而有效减少二氧化碳的排放。可再生能源是未来降低高碳能源使用和二氧化碳排放的主力，包括风电、光伏发电、地源热泵、生物质发电等。可再生能源的发展，将通过降低总体碳排放，大大减轻实现碳中和的压力。
再者，碳基能源的循环利用是我国实现碳中和的必由之路。化学碳循环是利用化学工业过程，把工业过程排放的二氧化碳捕集后合成为液体的醇醚化合物，一般为甲醇、乙醇、二甲醚。这三种醇醚化合物都可以作为能源使用。通过这一循环过程，可以实现碳中和或者部分碳中和。
此外，实现碳中和，除了节能、能源转型、工业碳中和之外，生态固碳也是重要的途径之一。
为找到实现碳中和的可行路径，该书利用中国社会科学院数量经济与技术经济研究所开发的中国能源系统模型（CEMS），把各种技术路径和发展情景纳入总体能源系统，并进行情景分析，最后得出高可再生能源比例、高能源效率、终端部门煤炭替代和绿色甲醇相结合的最优推荐路线。
结合以上观点，为实现2060年之前碳中和的目标，该书建议，一要大力发展碳中和技术体系，包括工业、交通、建筑能源碳中和技术，农业、分布式和移动能源技术；二是提高非碳能源和碳中和能源（二氧化碳制绿色醇醚燃料）在能源消费结构中的比重，为此，需加快建设风电，适度发展核电，实现氢能技术、储能技术和绿色醇醚燃料的商业化利用；三是到2060年实现能源结构接近80%非碳，可通过价格手段推动能源转型，如提高煤炭使用成本，加大对非碳能源的支持力度等；四是全面推进生态修复和改善工作。
