系统工程

选择可再生能源制氢 欧洲能源巨头启动一场新的脱碳运动 丹麦已走在前列

2020-05-29 10:41:25 风能专委会CWEA

脱碳(Decarbonisation)成为经济复苏关键词,十家欧洲能源利益相关方发起“选择可再生氢”活动(Choose Renewable Hydrogen),认为使用可再生能源制得的氢气作为燃料是使欧洲工业完全脱碳的关键。

(来源:微信公众号“风能专委会CWEA”ID:gh_d49e90990fd4)

2020年5月25日,8家欧洲领先的能源巨头EDP,Enel,Iberdrola,Vestas和欧洲太阳能协会、欧洲风能协会联合发起一项名为“选择可再生氢”的活动,通过强调可再生能源在确保经济复苏方面起到关键作用,以与欧洲绿色协议(European Green Deal)提出的到2050年使欧洲成为全球第一个气候中和大陆目标保持一致。

签署方呼吁欧盟委员会为欧洲即将到来的能源系统整合和氢能战略做出正确选择,挖掘可再生电力的全部潜力以使欧洲完全脱碳。

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RH10家首批签署的企业和机构

目前已有10家公司和协会成为“选择可再生氢”倡议活动的首批签署方,包括:Akuo Energy、BayWa re、EDP、Enel、Iberdrola、MHI Vestas、Ørsted、Vestas、欧洲太阳能协会SolarPower Europe和欧洲风能协会WindEurope。

该倡议敦促,在新冠疫情危机带来的经济影响中,欧洲应优先考虑最有效、可持续和最具成本效益的方法来对经济进行脱碳。加快推进成本高效的商业模式,从而保证在就业和增长方面为欧洲创造最大价值,并最终实现《欧洲绿色协议》目标。

直接电气化是最快且最具成本效益的解决方案,可实现经济中各个关键部门的二氧化碳排放量大幅减少,并加速实现基于可再生能源的能源系统。直接电气化是供热和道路运输行业进行脱碳的主要手段,但仍然存在一些难以直接缓解碳排放的行业,比如一些重工业、长途公路运输、航空和航运等,这些行业并不太容易直接电气化(比如受电动车的续航里程限制等)。在上述行业,使用可再生能源氢作为全面脱碳的手段,不光具有成本效益,也是一种可持续性解决方案。

风能和太阳能绿色制氢,可成欧洲经济完全脱碳的关键

在欧洲,通过以100%可再生电力(例如太阳能和风能)为动力的电解槽生产氢气,温室气体排放量或其他污染为零,不光可以提高欧盟的能源安全,并且通过并网的可再生能源电力制氢,还可以优化电力构成的结构。

创造就业,减排,增强能源安全,引领可持续技术进步

欧洲太阳能协会(SolarPower Europe)临时首席执行官Aurelie Beauvais表示:“可再生能源技术已准备好成为欧洲绿色协议的支柱。可再生能源具有成本竞争优势、高度可扩展性,可以提供完全可持续的氢能解决方案,最终帮助欧洲完全脱碳。即将到来的“能源系统整合战略”和“清洁氢战略”,对于为欧洲提供正确的脱碳途径至关重要:不光可充分利用可再生电力的巨大潜力,还可促进各电力结构的整合,并创造数百万个就业机会,最终为欧洲工业的现代化和脱碳,提供可持续的可再生氢。”

欧洲风能协会WindEurope首席执行官吉尔斯·迪克森(Giles Dickson)说:“目前,可再生能源已占到欧洲电力的将近一半。但是电力只占我们总能源消耗的四分之一。其余大部分为化石能源,效率不如电力。我们需要使其他能量也尽可能地电气化,其中风能将起到关键作用。欧盟委员会和国际能源署表示,到2050年,风能将占欧洲电力的一半。但是,我们无法使一切都电气化。比如一些工业过程和繁重的运输将不得不依靠天然气。可再生能源制造的氢是最好的燃气,是一种完全洁净的能源。使用可再生能源制氢,可以使之更便宜。这些可再生能源在欧洲制造,同样可在欧洲创造就业机会和增长。在使欧洲经济复苏的方法包中,显然已包括使用氢气做能源,但建议使用可再生氢!”

能源巨头Ørsted在丹麦启动针对运输业的绿氢项目

倡议活动签署的次日,全球最大海上风电巨头沃旭能源公司宣布在丹麦与哥本哈根机场、AP Moller–Maersk、DSV Panalpina、DFDS、SAS和哥本哈根市政府联手开发大型绿色氢电解项目,为哥本哈根大区的公路、海运和航空运输生产绿色燃料,这是全球第一个针对运输业的绿氢项目。哥本哈根也是全球首个宣称到2025年要实现碳中和的首都,丹麦在绿色能源转型方面无疑处于前列。

项目计划分3阶段建设总计1.3GW的电解设施,全部利用海上风能生产绿色氢气。绿氢直接作为卡车和公共汽车的燃料,或转化成用于船舶的可再生甲醇(e-methanol)和用于航空的可再生煤油(e-kerosene)。预计该工厂建成后每年可减少85万吨的碳排放量。

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绿氢产业示意图,来源herbertsmithfreehills.com

按计划,该项目第一阶段将使用10MW的电解槽为Movia的零排放巴士和DSV Panalpina管理的重型卡车提供可再生氢。第二阶段的目标是在2027年将电解槽的规模提高到250MW,主要为海运巨头AP Moller-Maersk的船只提供可再生甲醇;第三阶段到2030年将使用1.3GW的电解槽产能来提高各种可持续燃料的生产能力,包括为北欧航空公司SAS的飞机和哥本哈根机场航空运输提供可再生航空煤油(e-kerosene),据估算,届时哥本哈根机场使用的化石燃料将降低到只占30%。

该项目所需大规模的可再生电力供应,将来自于博恩霍尔姆岛(Bornholm)附近RønneBanke项目的海上风电,Ørsted希望在该岛周围开发5GW的海上风能项目。Ørsted主导的Bornholm能源岛计划主要围绕波罗的海发展海上风电。

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一个简化的海上风电制氢示意图

Ørsted首席执行官兼总裁Henrik Poulsen表示:对公路、航海和航空部门进行脱碳,是到2050年使欧洲经济体实现净零排放的关键,该项目无疑使丹麦生产可持续燃料取得一个明确的飞跃,将进一步巩固丹麦作为绿色技术领导者的作用。

去年,北欧宣布了一系列绿色氢和碳捕获提案,壳牌公司和英国石油公司也分别在荷兰和澳大利亚宣布了绿氢可行性研究。欧洲能源巨头不约而同选择“可再生能源制氢”作为战略,与去年9月国际可再生能源机构(IRENA)发布的一份关于氢的报告《氢:可再生能源的视角》所呈现的思路遥相呼应。IRENA预计,到2050年,氢在全球最终能源消耗中所占比例将达到8%。绿色氢气还有助于增加对可再生能源发电的需求,到2050年全球16%的发电量将用于生产氢气,约有4-6太瓦的太阳能和风能发电容量将用于生产绿色氢气和氢基产品。

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蓝氢可以为2030年后“绿氢”铺平道路,使绿色氢的运输和储存成为可能

在氢帮助脱碳方面,IRENA认为,想要脱碳,主要取决于氢是如何产生的。在制氢方面,目前和未来的能源选择可以分为灰色氢(化石燃料为主)、蓝色氢(化石燃料生产+碳捕获、利用和储存)和绿色氢(可再生能源为主)三种。IRENA指出,随着可再生能源成本的大幅下降,同时鉴于限制二氧化碳排放的紧迫性,绿氢的潜力将变得更为显著,特别是对所谓的“难以脱碳”行业以及钢铁、化工、航运和航空等能源密集型行业。在此背景下,IRENA支持“2030年零排放联盟”的工作,以在2030年前实现全球航运业的碳排放削减。CWEA



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