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近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及制造和運(yùn)輸成本的降低，全球氫經(jīng)濟(jì)開始興起。
2020年7月，歐盟委員會(huì)正式發(fā)布《歐洲氫能戰(zhàn)略》，明確將綠色氫作為未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，并要求歐盟范圍內(nèi)的電解綠色氫產(chǎn)能到2024年達(dá)到6GW，到2030年達(dá)到40GW。
作為巴黎氣候協(xié)定的簽署國(guó)，荷蘭正在積極采取措施，不僅啟動(dòng)了歐洲最大的綠色氫能項(xiàng)目，還率先出臺(tái)了國(guó)家氫能政策，力爭(zhēng)按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)，履行國(guó)際承諾。
荷蘭的愿景和優(yōu)勢(shì)
荷蘭正努力為全球氫經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型作出重大貢獻(xiàn)，這種野心并非憑空而來(lái)，而是基于它的諸多優(yōu)勢(shì)：
高起點(diǎn)：荷蘭目前是歐洲第二大工業(yè)副產(chǎn)氫生產(chǎn)國(guó)；
基礎(chǔ)好：荷蘭擁有世界上最密集、最復(fù)雜的天然氣管網(wǎng)之一；
荷蘭在氫價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都有數(shù)百家公司；
荷蘭擁有眾多的研究機(jī)構(gòu)和發(fā)達(dá)的產(chǎn)業(yè)合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)；
荷蘭是通往西北歐的門戶，占據(jù)全球油氣貿(mào)易重要樞紐的戰(zhàn)略地位；
荷蘭人具有創(chuàng)新基因，尤其擅長(zhǎng)將想法和概念快速轉(zhuǎn)化為可行的綜合解決方案；
荷蘭人向來(lái)善于合作與分享...
結(jié)合上述優(yōu)勢(shì)，荷蘭能夠掌握涵蓋氫價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)，從水的電解到氫的運(yùn)輸和儲(chǔ)存，以及氫在工業(yè)、道路和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、住宅供暖等各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
小分子，大潛力
作為自然界中最小的分子，氫的熱值是除核燃料外最高的（142.5MJ/kg），是同等質(zhì)量的焦炭和汽油等化石燃料的3-4倍。
氫能具有多源（原料為水）、用途廣泛、易儲(chǔ)存、靈活（
綠色氫（也稱為清潔氫或零碳?xì)洌┦峭ㄟ^(guò)可再生能源（或光解水、熱化學(xué)水溶液、生物制氫等）中的水電解得到的，在生產(chǎn)過(guò)程中完全不產(chǎn)生碳。整個(gè)過(guò)程，也被稱為全球能源轉(zhuǎn)型中的缺失環(huán)節(jié)。
政府主導(dǎo)的綠色氫戰(zhàn)略
大力發(fā)展清潔制氫技術(shù)
目前，荷蘭是歐洲第二大工業(yè)副產(chǎn)氫（灰氫）生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)氫量超過(guò)900萬(wàn)噸。
今年4月，荷蘭政府公布了其氫能戰(zhàn)略，計(jì)劃投資3.38億歐元綠氫項(xiàng)目，到2025年完成500兆瓦（MW）可再生能源制氫（綠氫）項(xiàng)目，并進(jìn)一步提升至4吉瓦（GW）。
目前，荷蘭已有近100家企業(yè)在綠色氫產(chǎn)業(yè)開展活動(dòng)或計(jì)劃進(jìn)入該市場(chǎng)，包括電解槽組件（如膜）制造商、電堆集成商、配套技術(shù)供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商。
當(dāng)前綠色氫產(chǎn)業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是大型電解槽供不應(yīng)求，可再生能源發(fā)電成本仍然居高不下。
為了與灰氫
Hydrohub項(xiàng)目的參與者之一是位于帕滕的TNO獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室。TNO是全球領(lǐng)先的氫能應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)，擁有5大單位、15個(gè)研究部門、3200多名專業(yè)人才。僅2020年，TNO就參與了50多個(gè)氫能相關(guān)項(xiàng)目。
在 TNO 的法拉第實(shí)驗(yàn)室，研究人員和眾多行業(yè)合作伙伴致力于優(yōu)化各種現(xiàn)有的電解技術(shù)，提高效率和生產(chǎn)力，并開發(fā)新的更便宜的材料（以取代目前電解槽中使用的稀有材料）。
在動(dòng)力來(lái)源方面，荷蘭綠色氫能計(jì)劃將主要依靠海上風(fēng)電，也可以解決因風(fēng)能儲(chǔ)存困難而導(dǎo)致的棄風(fēng)問(wèn)題。
由于氫是電力儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)睦硐虢橘|(zhì)，荷蘭人開始在風(fēng)能附近安裝電解槽，以盡量減少傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的成本（以及傳輸過(guò)程中不可避免的能量損失）。該領(lǐng)域的最新創(chuàng)新包括配備 4 MW 電解槽的風(fēng)力渦輪機(jī)和首個(gè)北海海上風(fēng)力發(fā)電制氫平臺(tái)。
北海離岸風(fēng)電制氫平臺(tái)的概念是將廢棄的油氣平臺(tái)改造為海上電解水制氫平臺(tái)，雖然海水必須先脫鹽才能用于電解，但荷蘭研究人員正在研究直接利用海水的方法，這將為淡水稀缺地區(qū)的水電解開辟新的機(jī)遇，甚至可能對(duì)海水進(jìn)行大規(guī)模電解，遠(yuǎn)海制氫用水，同時(shí)，荷蘭也在探索在北海建設(shè)人工島的可能性，作為許多海上風(fēng)電場(chǎng)的制氫中心。
在政府的規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)下，荷蘭海上風(fēng)電價(jià)格從2013年的0.17歐元/千瓦時(shí)（同年電價(jià)0.04歐元/千瓦時(shí)）降至0.0545歐元。2018年，第一個(gè)不依賴政府補(bǔ)貼的海上風(fēng)能項(xiàng)目獲批。
據(jù)荷蘭能源轉(zhuǎn)型專家Remco de Boer先生介紹，規(guī)劃中的荷蘭北海項(xiàng)目可確保到2030年該國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到11.5GW；此外，仍處于研究和規(guī)劃階段的項(xiàng)目預(yù)計(jì)將使荷蘭的產(chǎn)能增加27GW。
綠氫 藍(lán)氫雙手抓
雖然前景廣闊，但目前綠色氫的制造成本仍然過(guò)高，量產(chǎn)尚需時(shí)日。
目前，世界上99%的工業(yè)氫仍然是所謂的灰氫，即以化石原料生產(chǎn)的氫，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳（約為氫氣的9倍）。
在這個(gè)過(guò)程中，增加了碳捕獲和儲(chǔ)存，以捕獲、儲(chǔ)存或再利用大部分排放的二氧化碳，由此得到的氫稱為藍(lán)氫。
根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)2020年12月的報(bào)告，目前綠氫的成本約為藍(lán)氫的3-4倍，根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)對(duì)2019年的預(yù)測(cè)，藍(lán)氫的這種價(jià)格優(yōu)勢(shì)至少會(huì)持續(xù)到2030年。
此外，與電解水制氫相比，碳捕集與封存技術(shù)規(guī)模化速度更快，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化?？梢?jiàn)，在綠氫實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性之前，藍(lán)氫是一個(gè)可行的過(guò)渡方案。
話雖如此，從投資回報(bào)的角度來(lái)看，究竟是投資綠氫還是藍(lán)氫，兩者都投資如何分配，在國(guó)際上仍存在爭(zhēng)議。
對(duì)此，歐洲商業(yè)與創(chuàng)新中心聯(lián)盟（EBN）能源專家荷蘭人Barthold Schroot表示：毫無(wú)懸念，綠氫遲早會(huì)成為最佳選擇，而我們今天對(duì)藍(lán)氫的投資可以早日完成，促進(jìn)氫價(jià)值鏈的成熟也將有利于綠色氫。
全球視野，合作共贏
建設(shè)氫能經(jīng)濟(jì)是任何國(guó)家都無(wú)法獨(dú)自完成的重大任務(wù)，荷蘭敏銳地意識(shí)到需要在研究、開發(fā)、示范項(xiàng)目和新技術(shù)的實(shí)施方面進(jìn)行密切的國(guó)際合作。
荷蘭是氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研一體化最強(qiáng)的歐盟成員國(guó)之一，中國(guó)目前是全球最大的氫生產(chǎn)國(guó)，兩國(guó)合作具有重要戰(zhàn)略意義。
2019年9月，在荷蘭國(guó)家企業(yè)局（RVO）的推動(dòng)下，第一個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)合作平臺(tái)——荷蘭氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（HyNed）成立，旨在將荷蘭先進(jìn)技術(shù)與龐大的中國(guó)市場(chǎng)連接起來(lái)，積極推動(dòng)兩國(guó)在氫能領(lǐng)域的知識(shí)交流、產(chǎn)業(yè)合作和商業(yè)交流。
該聯(lián)盟整合了東荷蘭地區(qū)的氫能應(yīng)用技術(shù)資源和供應(yīng)鏈系統(tǒng)，包括氫的生產(chǎn)和分配（壓縮、提純、分離）、燃料電池電堆、燃料電池系統(tǒng)開發(fā)和集成、燃料電池創(chuàng)新、氫法規(guī)和認(rèn)證， 等等。
荷蘭氫能公司（Nedstack）的成員之一，成立于1999年，是一家研發(fā)和生產(chǎn)質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池的科技公司，其產(chǎn)品的核心優(yōu)勢(shì)在于超長(zhǎng)的使用壽命——迄今為止的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到3萬(wàn)多小時(shí)（總部一個(gè)電堆甚至已經(jīng)運(yùn)行了7萬(wàn)多小時(shí)），系統(tǒng)衰減很小。
公司的主要產(chǎn)品是質(zhì)子交換膜燃料電池，用于重型汽車或固定發(fā)電設(shè)備，如質(zhì)子交換膜電站和備用電源。
荷蘭氫能公司為傳統(tǒng)化工（尤其是丙烷脫氫和氯堿化學(xué)品）的工業(yè)副產(chǎn)氫氣的高效利用提供了一套優(yōu)秀的解決方案：將副產(chǎn)氫氣提純后應(yīng)用于固定式燃料電池發(fā)電生成系統(tǒng)，一方面實(shí)現(xiàn)了最大的儲(chǔ)能規(guī)模，另一方面可回收用于工廠發(fā)電，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，降低能耗，減少排放。
另一家成員HyET Hydrogen B.V.是全球第一家提供量產(chǎn)電化學(xué)氫氣壓縮（包括電化學(xué)氫氣分離和提純技術(shù)）的公司，也是殼牌北美地區(qū)特選加氫站的合作伙伴。
與傳統(tǒng)機(jī)械氫氣壓縮相比，電化學(xué)氫氣壓縮設(shè)備成本低（壓縮機(jī)占加氫站建設(shè)成本的40-50%）、占地面積小、運(yùn)行無(wú)噪音（適用于市區(qū)建站）、維護(hù)成本低而顯著的優(yōu)勢(shì)。
強(qiáng)大的運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施
除了制造，氫氣的運(yùn)輸也是另一個(gè)問(wèn)題。氫氣易燃，密度小，體積大，易與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成容器脆裂。因此，最佳解決方案是通過(guò)特殊管道運(yùn)輸，這反過(guò)來(lái)需要大量的初始投資。
目前，荷蘭氫氣專用管道總長(zhǎng)度已達(dá)到1000公里，預(yù)計(jì)到2030年將增加到1400公里。
此外，作為歐盟主要的天然氣生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，荷蘭擁有世界上最密集、最復(fù)雜的天然氣管網(wǎng)之一——格羅寧根地下鹽穴，可儲(chǔ)存數(shù)億立方米的天然氣，全長(zhǎng)約13.6萬(wàn)公里。優(yōu)質(zhì)管道幾乎覆蓋每一個(gè)家庭和企業(yè)，荷蘭計(jì)劃到2026年以可接受的成本將上述基礎(chǔ)設(shè)施改造為儲(chǔ)氫和管道，為轉(zhuǎn)向氫能奠定基礎(chǔ)。
創(chuàng)造需求
最后，氫經(jīng)濟(jì)的真正實(shí)現(xiàn)取決于供給側(cè)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施投資以及需求側(cè)合作。
Barthold Schroot 先生在對(duì)2020年的兩項(xiàng)獨(dú)立研究進(jìn)行綜合研究和分析后認(rèn)為，2050 年荷蘭的氫氣需求合理估計(jì)為 430 拍焦耳/年（120 TWh）。
目前，荷蘭的研究人員和公司正在積極致力于開發(fā)一系列潛在的氫應(yīng)用，自然專注于那些對(duì)碳排放影響最大的領(lǐng)域。
在工業(yè)應(yīng)用方面，目前高溫加熱的工業(yè)過(guò)程消耗大量的化石燃料（主要是天然氣）。改用氫能，最大的挑戰(zhàn)是氫氣和天然氣的燃燒特性相差很大，所以工業(yè)燃燒器系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)氫氣的燃燒特性。此外，氫氣與一氧化碳或二氧化碳的組合還可替代石油和天然氣，用于生產(chǎn)合成燃料和可持續(xù)大宗化學(xué)品（如甲醇、烯烴和芳烴）。
荷蘭的很多創(chuàng)新也集中在交通領(lǐng)域，尤其是那些還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)的交通方式，比如船舶和長(zhǎng)途公路運(yùn)輸。荷蘭高度發(fā)達(dá)的內(nèi)河航運(yùn)業(yè)計(jì)劃在未來(lái) 10 年內(nèi)引進(jìn) 150 艘氫動(dòng)力駁船。此外，作為南荷蘭省發(fā)起的泛歐項(xiàng)目的一部分，將在鹿特丹和熱那亞之間的航運(yùn)走廊沿線建設(shè)加氫站。道路交通方面的創(chuàng)新包括氫燃料公交車和卡車、電動(dòng)汽車增程器（如前述荷蘭氫公司與HyMove BV合作項(xiàng)目）、加氫站所需技術(shù)（如前述HyET Hydrogen BV技術(shù)）等等。
此外，上述天然氣管網(wǎng)改造，可以讓無(wú)法安裝太陽(yáng)能或地?zé)峁┡睦鲜椒课菀揽繗淠芄┡：商m的許多循環(huán)流化床鍋爐制造商在從天然氣到氫氣的過(guò)渡上投入了大量資金。
最后，隨著電源越來(lái)越依賴可再生能源和間歇性能源，確保足夠的碳中和電力緩沖變得至關(guān)重要。前面提到的地下鹽穴儲(chǔ)存方案和可用于電網(wǎng)平衡、頻率控制或應(yīng)急電源系統(tǒng)（如前面提到的荷蘭氫能公司的電廠發(fā)電系統(tǒng)）的柔性電解槽是解決這個(gè)問(wèn)題的兩種方案。
荷蘭能源部門是在清潔氫能領(lǐng)域擁有經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、產(chǎn)品和服務(wù)的理想合作伙伴，荷蘭為發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家提供應(yīng)對(duì)復(fù)雜能源供需的解決方案，與荷蘭的合作和業(yè)務(wù)意味著各方投資于雙贏的解決方案。公民、公司、研究機(jī)構(gòu)、投資者和政府都可以共同努力，取得有意義的成果。
