近兩年來(lái)，氫被整個(gè)能源行業(yè)寄予厚望。甚至有人把氫稱為是碳中和的終極解決方案。現(xiàn)在來(lái)看，雖然大部分人不一定認(rèn)同整個(gè)觀點(diǎn)，但至少氫還是被視為減少全球能源碳排放的關(guān)鍵組成部分。然而，轉(zhuǎn)向可再生氫經(jīng)濟(jì)必須首先克服一系列不可忽視的挑戰(zhàn)。
所謂的綠氫是利用可再生能源電解水生產(chǎn)的，目前僅占全球產(chǎn)量的1%左右。它的價(jià)格也是灰氫——即由化石能源為原料生產(chǎn)出的氫氣——的3倍左右。
擴(kuò)大綠氫規(guī)模的主要難題之一是獲取大量的可再生能源和水。而這樣看來(lái)，海上風(fēng)電制氫會(huì)是一個(gè)很好的解決方案。
可再生氫生產(chǎn)商Lhyfe的海上項(xiàng)目經(jīng)理Stéphane Le Berre說(shuō)：“建設(shè)海上風(fēng)電的高成本有很大部分來(lái)自于建設(shè)從海洋到陸地的電纜。”在很多最新的大型項(xiàng)目中，僅這一部分成本就達(dá)數(shù)十億歐元。
Stéphane Le Berre表示：“海上風(fēng)電開發(fā)商降低成本的一個(gè)解決方案就是在海上直接制備氫氣。把產(chǎn)出從電力轉(zhuǎn)化為氫能。” 然后，氫氣可以通過(guò)現(xiàn)有的石油和天然氣管道運(yùn)輸?shù)酱箨懮稀?/p>
綠色獨(dú)角獸
Lhyfe由Matthieu Guesné于2017年創(chuàng)立，當(dāng)時(shí)只有6員工，如今總部位于南特的Lhyfe擁有員工200名，業(yè)務(wù)遍及16個(gè)國(guó)家。它已吸引了約8000萬(wàn)歐元的資金，并表示其使命是成為“綠色獨(dú)角獸”。
Lhyfe位于Bouin的陸上工廠自2021年下半年開始運(yùn)營(yíng)，目前每天生產(chǎn)300公斤綠氫。一公斤氫氣的能量相當(dāng)于一加侖(3.78升)汽油，而相同當(dāng)量汽油燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳略多于9公斤。氫則是0排放。
Lhyfe本來(lái)沒(méi)準(zhǔn)備成為綠氫生產(chǎn)商。Lhyfe成立之初是為了解決海洋氧氣消耗的問(wèn)題。在電解水制氫的時(shí)候，還會(huì)釋放氧氣作為副產(chǎn)品。Lhyfe打算將其抽回海洋，以緩解海洋生態(tài)系統(tǒng)被破壞的問(wèn)題。
“我們創(chuàng)辦Lhyfe時(shí)，希望通過(guò)生產(chǎn)氫氣的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)解決氧氣送回大海的問(wèn)題。”Stéphane Le Berre說(shuō)。
去年9月，Lhyfe啟用了世界上第一個(gè)海上可再生氫氣生產(chǎn)試點(diǎn)基地。6月，該公司宣布名為Sealhyfe的1MW示范項(xiàng)目已生產(chǎn)出第1公斤綠氫。(東方電氣幾乎在同一時(shí)間也成功了，可能比Lhyfe還要早幾周。)
Sealhyfe項(xiàng)目位于距法國(guó)Le Croisic海岸約20公里處。如今，它每天可以生產(chǎn)半噸氫氣。制氫設(shè)備安裝在SEM-REV風(fēng)電項(xiàng)目。這里也是歐洲最早的浮式風(fēng)電項(xiàng)目之一。
SEM-REV有一個(gè)水下電纜接頭，類似于一個(gè)帶有四個(gè)插座的巨大方塊。其中一根用于連接 SEM-REV項(xiàng)目的風(fēng)機(jī)，另一根用于連接現(xiàn)場(chǎng)與陸上電網(wǎng)的電纜。剩下的兩個(gè)插頭之一就被用來(lái)給Sealhyfe項(xiàng)目提供電力。
Sealhyfe電解槽坐落在一個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)上，經(jīng)過(guò)工程處理以穩(wěn)定海上生產(chǎn)單元，并使用淡化水進(jìn)行電解。生產(chǎn)1公斤綠氫大約需要9升水，在淡水資源越來(lái)越緊張的情況下，這也是海上制氫的重要推動(dòng)力。
Lhyfe需要在明年5月之前斷開與SEM-REV的連接之前，證明海風(fēng)制氫不僅在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上有效，而且能夠承受冬季大西洋的惡劣條件。
氫希望
Sealhyfe的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)將為未來(lái)的海上項(xiàng)目提供參考。在一系列海風(fēng)制氫項(xiàng)目中，就包括Lhyfe正在與另外八個(gè)合作伙伴協(xié)調(diào)的10MW HOPE項(xiàng)目。歐洲清潔氫合作伙伴計(jì)劃已為該項(xiàng)目獲得2000萬(wàn)歐元的資助。
HOPE項(xiàng)目每天將生產(chǎn)多達(dá)4噸的綠氫。計(jì)劃于2026年在比利時(shí)海岸外建成并運(yùn)行。到2030年，Lhyfe計(jì)劃將多個(gè)10MW項(xiàng)目增加到100MW。
綜觀整個(gè)歐洲，海上風(fēng)電制氫正在成為一股不容忽視的潮流。其中一個(gè)知名項(xiàng)目——H2Mare，就由西門子能源和西門子歌美颯合作運(yùn)營(yíng)。
“海上風(fēng)電制氫可以保證更加考慮人口稠密和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，同時(shí)減少占地和運(yùn)輸成本。”西門子能源H2Mare海上氫氣項(xiàng)目協(xié)調(diào)員兼項(xiàng)目經(jīng)理Mathias Mueller說(shuō)，“此外，海上的風(fēng)速通常更高且更穩(wěn)定，可以持續(xù)提高發(fā)電量。”
西門子能源已經(jīng)為此投資了1.2億歐元。該項(xiàng)目將建立一個(gè)位于公海上的測(cè)試平臺(tái)，而不是全面的離岸系統(tǒng)，同時(shí)還將建立一個(gè)電解水系統(tǒng)的岸上測(cè)試裝置。它將嘗試證明海上風(fēng)電制氫的經(jīng)濟(jì)可行性和最佳的技術(shù)、設(shè)備配置。
由于在電池技術(shù)領(lǐng)域落后，歐洲決定加強(qiáng)在氫能技術(shù)上的投入。
德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部選擇H2Mare作為三個(gè)旗艦氫項(xiàng)目之一，投入的總金額達(dá)7億歐元。作為德國(guó)到2030年實(shí)現(xiàn)30MW海上風(fēng)電制氫計(jì)劃的一部分，政府在北海劃出了一塊區(qū)域用于綠氫生產(chǎn)，容量高達(dá)可1GW。
然而，業(yè)界并不滿足于此雄心。今年5月，包括BP、西門子歌美颯、萊茵集團(tuán)和Lhyfe在內(nèi)的企業(yè)集體向德國(guó)政府簽署了一份呼吁，要求其在國(guó)家戰(zhàn)略和地區(qū)發(fā)展計(jì)劃中增加到2035年新增10GW海上風(fēng)電制氫的目標(biāo) 。
荷蘭政府也在推動(dòng)海上氫能議程。今年3月，它指定了位于該國(guó)北部瓦登群島附近的一個(gè)地區(qū)，用于建設(shè)500MW的風(fēng)電制氫項(xiàng)目。作為嘗試，該項(xiàng)目將開發(fā)一個(gè)電解容量在50MW至100MW之間的小型試點(diǎn)項(xiàng)目。
“我認(rèn)為歐洲足夠明智，早早地押注氫能，并支持其發(fā)展。”Stéphane Le Berre說(shuō)。“現(xiàn)在，歐洲各國(guó)已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，只要我們可以按時(shí)完成既定目標(biāo)，那么就可以實(shí)現(xiàn)綠氫領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的領(lǐng)先。”
歐盟委員會(huì)通過(guò)RePowerEU設(shè)定了到2030年生產(chǎn)1000萬(wàn)噸綠氫的目標(biāo)，并預(yù)測(cè)到2050年氫(歐盟本土生產(chǎn)和進(jìn)口)將占其能源結(jié)構(gòu)的14%。
為了支持這一目標(biāo)，它打算到2027年通過(guò)InvestEU計(jì)劃籌集3720億歐元。對(duì)于建造電解槽或通過(guò)開發(fā)氫動(dòng)力飛機(jī)和汽車的歐洲初創(chuàng)公司來(lái)說(shuō)，這種類型的行業(yè)支持可能會(huì)推動(dòng)他們起步——并且走向更清潔的未來(lái)。
