德國(guó)實(shí)現(xiàn)2045年氣候目標(biāo) 綠色氫能成為轉(zhuǎn)型核心

德國(guó)的化工行業(yè)體量龐大，發(fā)展繁榮，但它同時(shí)也是最大的溫室氣體排放源之一。如果德國(guó)要實(shí)現(xiàn)2045年的氣候目標(biāo)，就需要改變這種情況——而綠色氫能是解決方案的核心。

關(guān)鍵點(diǎn)

德國(guó)希望推動(dòng)其溫室氣體密集型的化工行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。氫能將成為這一轉(zhuǎn)型的核心，而擁有現(xiàn)成解決方案的國(guó)際企業(yè)將迎來新的商機(jī)。

要想一窺德國(guó)化工行業(yè)的未來，請(qǐng)將目光投向西班牙南部陽光普照的廣闊地帶。這里有一家專門研發(fā)可再生能源裝置的德國(guó)公司 Viridi RE，正計(jì)劃利用幾十公頃的光伏板和風(fēng)力渦輪機(jī)的電力來生產(chǎn)氫氣和甲醇。該公司的目標(biāo)是到2025年底，綠色氫的年產(chǎn)量能超過6萬噸，所有這些氫氣都將通過火車運(yùn)往北部2000多公里外的巴登-符騰堡州的德國(guó)化學(xué)工廠。

Viridi公司政策與創(chuàng)新高級(jí)經(jīng)理丹尼爾·阿伊羅普洛斯（Daniel Argyropoulos）估計(jì)，當(dāng)他們?cè)?025年開始運(yùn)營(yíng)時(shí)，公司每年將減少超過20萬噸的二氧化碳排放。通過購買使用再生能源生產(chǎn)的甲醇，Viridi的化工客戶可以更加靠近他們的碳中和目標(biāo)。

阿伊羅普洛斯說道：“目前，化工業(yè)對(duì)天然氣依賴程度依然很高，而天然氣是化石燃料，逐步被替代是大勢(shì)所趨。作為綠色甲醇供應(yīng)商，我們預(yù)計(jì)市場(chǎng)將對(duì)我們的產(chǎn)品有巨大的需求?！?/p>

綠色氫氣（H2）和甲醇（CH3OH）的市場(chǎng)增長(zhǎng)是德國(guó)政府旨在推動(dòng)的一個(gè)新領(lǐng)域，即政府希望利用氫的生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)該國(guó)工業(yè)大部分行業(yè)的脫碳，涵蓋從汽車到化工行業(yè)的方方面面。

“為了進(jìn)一步去碳化，氫氣必須是綠色的，這意味著可再生能源的目標(biāo)已經(jīng)大幅提高。同時(shí)，工業(yè)領(lǐng)域也需要更多的脫碳?xì)怏w?！卑⒁亮_普洛斯說道。

現(xiàn)在正是改變之機(jī)

德國(guó)龐大的化工行業(yè)體量排名世界前四，占德國(guó)GDP的10%以上。從不利的方面來看，化學(xué)合成產(chǎn)生了德國(guó)15%的碳排放，而且化工生產(chǎn)商也是全球最大的天然氣、石油和電力的工業(yè)消費(fèi)者。

“整個(gè)化學(xué)合成過程都伴隨著能源的使用，主要來自化石燃料。為了擺脫這種情況，化學(xué)合成的所需能源需要來自可再生能源?！盫ivevo能源公司負(fù)責(zé)人羅爾德·諾伊曼（Gerold Neumann）說道。

最近當(dāng)選的德國(guó)政府，制定的新氣候目標(biāo)加速了改變的進(jìn)程。德國(guó)化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)（VCI）能源、氣候變化和原材料部門負(fù)責(zé)人、化學(xué)家約克·羅塞邁爾（J?rg Rothermel）說：“德國(guó)的行業(yè)面臨著很大的壓力，因?yàn)橐?045年之前實(shí)現(xiàn)碳中和，在歐洲則是2050年之前。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)并不遙遠(yuǎn)，特別是當(dāng)談及今日正規(guī)劃的新化學(xué)工廠要在2045年仍能運(yùn)作時(shí)。”

然而還有另一個(gè)因素在加快工業(yè)脫碳的進(jìn)程。隨著全世界對(duì)石油的依賴程度接近峰值，化石燃料價(jià)格的波動(dòng)將比以往更大，這促使化工企業(yè)轉(zhuǎn)向更加可預(yù)測(cè)的能源和原材料。

改變方程式

德國(guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署化學(xué)品專家拉斐爾·戈德斯坦（Raphael Goldstein）解釋說：“氫能將是這一進(jìn)程的核心?！彼念A(yù)測(cè)是基于長(zhǎng)期以來的實(shí)踐得出的。他還說道：“化工行業(yè)已成為德國(guó)最大的氫消費(fèi)者?！?/p>

作為德國(guó)最大的二氧化碳排放領(lǐng)域之一，化工行業(yè)至少應(yīng)該按比例承擔(dān)相應(yīng)的脫碳責(zé)任。目前，絕大多數(shù)用于制造化學(xué)制品的氫氣是通過將天然氣分解為氫氣和二氧化碳來生產(chǎn)的。其結(jié)果就是導(dǎo)致數(shù)百萬噸溫室氣體的排放?；ば袠I(yè)意識(shí)到，這個(gè)方程式將不得不改變。

戈德斯坦說：“用綠色氫能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氫能是未來十年的大勢(shì)所趨?！崩碚撋?，其化學(xué)原理十分簡(jiǎn)單：用可再生電力驅(qū)動(dòng)電解槽，將水分解成為氧氣和氫氣。

假設(shè)有足夠多的可再生電力，那么就能夠無限量地生產(chǎn)綠色氫能。并且，對(duì)氫能的需求也將十分龐大。德國(guó)經(jīng)濟(jì)與氣候保護(hù)部（BMWK）表示，到2030年，德國(guó)對(duì)氫能的需求將高達(dá)110太瓦時(shí)（TWh），且這些氫氣都必須由太陽能、風(fēng)能和地?zé)岬瓤稍偕茉瓷a(chǎn)。與之相較，德國(guó)目前電力總發(fā)電量約為500太瓦時(shí)。戈德斯坦認(rèn)為：“如果僅靠在德國(guó)生產(chǎn)，不可能滿足對(duì)氫的需求。”

這意味著德國(guó)必須大量進(jìn)口綠色氫能。因此，除了在德國(guó)可再生能源豐富的地區(qū)建電解槽外，Viridi和其他公司正在開展與德國(guó)之外的企業(yè)進(jìn)行合作。

物流解決方案

由于氫氣的大量運(yùn)輸在物流層面十分復(fù)雜，市場(chǎng)迫切需要這一領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和解決方案。中短期內(nèi)，投資者會(huì)持續(xù)看好由可再生能源生產(chǎn)的綠色甲醇作為能源載體。廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)存在，可以運(yùn)輸和儲(chǔ)存液態(tài)甲醇，而且甲醇的生產(chǎn)可以結(jié)合氫氣和二氧化碳——換句話說，它捕捉了碳，同時(shí)也是氣體密集型化學(xué)過程的化石燃料替代品。

Viridi已經(jīng)在西班牙找到了太陽能充足的地區(qū)，搭建起數(shù)百公頃的光伏板以生產(chǎn)甲醇。下一步，他們計(jì)劃用特殊的火車將甲醇運(yùn)往德國(guó)北方的化工行業(yè)重鎮(zhèn)卡爾斯魯厄一帶。一旦甲醇成功運(yùn)達(dá)，“它將成為各種化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)”，阿伊羅普洛斯說。

另一種方法是在靠近可再生能源的地區(qū)建造電解槽和化工廠。Vivevo正計(jì)劃在德國(guó)石勒蘇益格-荷爾斯泰因州（Schleswig-Holstein）的布倫斯比特爾化學(xué)工業(yè)園（ChemCoast ParkBrunsbüttel）建造一個(gè)氫氣工廠。該地區(qū)可以方便地獲得北海生產(chǎn)的風(fēng)能，該地區(qū)未來鋪設(shè)的輸氣管道亦可用用來運(yùn)輸綠色氫氣到德國(guó)各地的客戶。

投資者的巨大商機(jī)

上述兩個(gè)領(lǐng)域?yàn)橥鈬?guó)投資者提供了很大的靈活性?！凹夹g(shù)是有的，但現(xiàn)在需要進(jìn)一步提高效率。”羅塞邁爾表示，“目前的技術(shù)需要大量電力，而且設(shè)備比較昂貴?！?/p>

此次轉(zhuǎn)型可能會(huì)像30年前的可再生能源一樣得到補(bǔ)貼。目前，歐盟正在搭建一個(gè)框架，以歐洲共同利益重大項(xiàng)目（IPCEI）資金的形式對(duì)氫氣生產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)貼。

然而，一些重大問題仍未得到解答：例如，轉(zhuǎn)移老的化工廠并在靠近可再生能源的地方（如多風(fēng)的北海海岸線）建造新的化工廠是否更有意義，或者是否應(yīng)該建造電力管道將綠色電力輸送到現(xiàn)有的化工制造重點(diǎn)地區(qū)，如巴伐利亞州東南部的“化工三角區(qū)”或巴登-符騰堡州及卡爾斯魯厄等化工業(yè)中心。

Vivevo希望其所在的布倫斯比特爾化學(xué)工業(yè)園（Brunsbüttel）能成為未來的示范基地。工業(yè)園的100兆瓦電解槽用于生產(chǎn)氫氣，并將氫氣與附近垃圾焚燒廠產(chǎn)生的二氧化碳結(jié)合，進(jìn)而合成甲醇。隨后，合成的甲醇將作為傳統(tǒng)天然氣的綠色替代品，銷售給化學(xué)工業(yè)園的其他企業(yè)。

“我們的工業(yè)消費(fèi)者就在家門口，而綠色能源就在這里?！敝Z伊曼說，“這也是一個(gè)可以在其他地區(qū)復(fù)制的模塊化方案?！?/p>

隨著德國(guó)轉(zhuǎn)向氫經(jīng)濟(jì)，為化工業(yè)提供現(xiàn)成解決方案的公司將迎來新的商機(jī)。諾伊曼說，“德國(guó)是您理想的選址地。德國(guó)的市場(chǎng)非常大，提供給外國(guó)企業(yè)極大的機(jī)遇?！?/p>