中歐之間在零排放氫能技術上的競賽可能成為全球氣候行動中的關鍵一章。
文 | 瑟倫·阿梅朗
譯 | Estelle
圖片來源：Alamy
歐洲曾經(jīng)以高昂的成本開發(fā)了太陽能光伏技術，但是這個產(chǎn)業(yè)后來卻在中國發(fā)展壯大，這個慘痛的教訓讓歐洲決定不會讓氫能發(fā)展“重蹈覆轍”。為了超越中國并實現(xiàn)區(qū)域碳中和目標，歐洲發(fā)起了一場大規(guī)模綠色氫能行動，推動工業(yè)和航空業(yè)脫碳，確保獲得更好的出口機會。綠色氫能被許多人視為實現(xiàn)“凈零排放”目標的關鍵，但是如果價格不能大幅下降，就不可能在全球范圍內推廣這一技術。因此，中歐在這一領域的競賽或許將成為全球低碳轉型的關鍵。
對重工業(yè)、航空業(yè)等減排難度特別大的排放密集型產(chǎn)業(yè)來說，利用可再生能源水解制氫的綠色氫能技術正逐漸成為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)減排的一劑良方。目前，這項技術的成本還很高昂，尚無法應用于全球抗擊氣候變化的行動中。但是希望還是有的：中歐之間的商業(yè)競爭或許會帶動綠色氫能價格的快速下降。
彭博社新能源財經(jīng)（BloombergNEF，后文簡稱BNEF）工業(yè)脫碳領域負責人科巴德·巴夫納格利（Kobad Bhavnagri）告訴德國清潔能源通訊社（Clean Energy Wire）：“中歐之間的氫能競爭對開啟全球氫能經(jīng)濟至關重要，因為競爭會降低這項技術的成本，從而使其在多個fe部門發(fā)揮重要的減排作用?！?
“反過來，這將使得更多國家做出凈零排放的承諾。太陽能光伏技術的發(fā)展就是先例——中歐制造業(yè)的競爭推動太陽能技術價格大降，改變了該技術的經(jīng)濟可行性，為今天這項技術的全球推廣和很多國家可再生目標的實現(xiàn)鋪平了道路。”巴夫納格利說[采訪全文詳見],“未來幾年，氫能領域的競爭發(fā)展也同樣令人期待?！?
相比于傳統(tǒng)的化石燃料制氫技術，綠色氫能因為使用的設備造價高昂，制備過程耗電量大而價格更高。因此，私營企業(yè)目前還沒有參與大規(guī)模生產(chǎn)綠色氫能的動力。
▎ “冉冉升起的新能源明星”
為了解決上述問題，已經(jīng)計劃在本世紀中葉實現(xiàn)碳中和的歐洲還提出了一項雄心勃勃的計劃，要在國家支持下建立“氫經(jīng)濟”。這項計劃明確指出，要把歐洲大陸打造成全球技術先驅，確保歐洲企業(yè)從中受益。
歐盟委員會副主席、歐盟氣候事務委員弗蘭斯·蒂默曼斯（Frans Timmermans）在7月初出席氫能戰(zhàn)略會議時表示：“鑒于目前歐洲的技術水平、經(jīng)濟狀況和政策措施，歐洲有能力引領全球氫能發(fā)展。”他還表示，綠色氫能已經(jīng)成為“全世界，尤其是歐洲新能源領域的一顆明星”。
歐洲政策制定者和業(yè)內人士經(jīng)常將中國視為歐盟實現(xiàn)自身目標道路上的最大競爭對手。歐洲氫能（Hydrogen Europe）商業(yè)協(xié)會的喬戈?查齊馬克基斯（Jorgo Chatzimarkakis）今年春天對歐洲動態(tài)（Euractiv）表示：“我們歐洲目前還處于領先狀態(tài)。但是，我們的地位正在受到挑戰(zhàn)，尤其是來自中國的挑戰(zhàn)。”他還對清潔能源通訊社（Clean Energy Wire）表示：“競爭正在加劇，我們認為中國只需兩到三年就能趕上我們?！钡聡?jīng)濟部長彼得·阿爾特邁爾（Peter Altmaier）也指出，德國必須跑贏亞洲國家，比如中國，才能在這項技術上取得全球領先地位。阿爾特邁爾說道：“我們的目標很明確，就是希望德國成為全球氫能技術領域的老大?！?
綠色氫能是通過利用可再生電力，對水進行電解,從而將水分解成氧、氫這兩種基本元素。因為氫燃燒只會釋放水，所以有望在不產(chǎn)生任何溫室氣體排放的條件下為當今一些污染最嚴重的經(jīng)濟活動提供動力。來自摩根大通的數(shù)據(jù)顯示，由于電解成本高，目前95%的市售氫能都是以化石能源為燃料，通過蒸汽甲烷重整工藝生產(chǎn)的。生產(chǎn)這種“灰色”氫能會排放出大量破環(huán)氣候環(huán)境的二氧化碳。雖然可以通過在上述生產(chǎn)過程中增加碳捕集和封存環(huán)節(jié)來生產(chǎn)“藍色”氫能，但是也無法消除所有碳排放。只有使用可再生能源生產(chǎn)的“綠色”氫能才被認為是完全可持續(xù)的。
電解槽。圖片來源：Alamy
這就是為什么可再生氫能的生產(chǎn)成本必須快速下降的原因。因為只有這樣，全球各行各業(yè)才能實現(xiàn)大幅減排，從而達成各自的凈零氣候目標。BNEF報告稱：“一旦行業(yè)規(guī)模擴大，就可以通過風能或太陽能，在歐洲和亞洲的大部分地區(qū)以等同于天然氣的價格生產(chǎn)可再生氫能。這樣的生產(chǎn)成本才能讓綠色氫氣變得價格合理，讓真正的清潔經(jīng)濟成為現(xiàn)實。”
商業(yè)信息服務機構IHS Markit預測，綠色氫能會在2030年之前具備成本競爭力。IHS Markit指出，“自2015年以來，綠色氫能生產(chǎn)成本已經(jīng)下降了50%，得益于規(guī)?；藴驶a(chǎn)等因素的推動，到2025年預計還會再下降30%?！彼€表示，綠色氫能在能源結構中的占比取決于脫碳意愿的強弱?！懊撎歼M程越徹底，氫能在能源未來中發(fā)揮的作用就越明顯?！?
▎ 迅速擴大的市場份額
從經(jīng)濟角度來看，全球氫經(jīng)濟的快速發(fā)展將為具有技術和競爭優(yōu)勢的國家?guī)碡S厚回報。歐盟已經(jīng)決意從中分得一杯羹。
蒂默曼斯說：“清潔氫能是建立強大、有競爭力、無碳化歐洲經(jīng)濟的關鍵。我們在這項技術上處于世界領先地位，我們也希望這個地位保持下去。但是這就需要付出更多努力，因為其他國家正在緊追猛趕?！?氫能有望成為一種用途極為廣泛的工具——它可以無限期地存儲能量，可以為許多領域提供能源。它還可以用來制造合成燃料，從而替代化石燃料，作為生產(chǎn)塑料等產(chǎn)品的原料。它的另外一個優(yōu)點就是，可以用來進行國際貿(mào)易，從而有可能成為一種全球貿(mào)易商品。
正是因為氫能的上述優(yōu)勢，該產(chǎn)業(yè)未來有望獲得指數(shù)級發(fā)展。BNEF指出，去年全球的電解槽綜合產(chǎn)能大約“猛增了1000倍”。世界能源理事會（World Energy Council）預計，從本世紀中葉開始，對綠色合成燃料的需求有可能達到當今全球原油需求的50%左右。
歐盟希望通過支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展來從這一趨勢中獲利，并在本世紀中葉為該地區(qū)帶來100多萬的就業(yè)崗位。據(jù)預計，僅歐盟，氫能行業(yè)的累計投資就將達到1800至4700億歐元。蒂默曼斯說：“未來幾年，清潔技術將成為全球增長引擎?！?
德國一直在歐盟內部積極提倡發(fā)展綠色氫能。德國擁有西門子、蒂森克虜伯、Sunfire等多家技術力量雄厚的電解設備制造商。德國經(jīng)濟研究所（German Economic Institute，簡稱IW）指出，如果德國能夠守住目前20%的全球電解設備市場份額，就能創(chuàng)造47萬個工作崗位，相當于該國標志性汽車行業(yè)目前提供的就業(yè)崗位的一半。可再生能源生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造的額外就業(yè)崗位中，負責氫能生產(chǎn)的職位將后來居上。
資料來源: Frontier economics/IW?注：2020年，德國的市場份額保持在20%左右。
經(jīng)濟學家薇羅尼卡·格林姆（Veronika Grimm）曾在氫能經(jīng)濟學方面進行過廣泛研究，并擔任德國政府經(jīng)濟顧問委員會成員。她表示：“許多供應商和工程公司對在這里生產(chǎn)有助于這種技術發(fā)展的關鍵部件寄予厚望?！彼€補充道，從生產(chǎn)和加工綠色氫能的機械設備，到通過管道、輪船或陸路進行的國內和國際運輸，再到其在燃料電池等各種領域中的最終運用，可以說與氫經(jīng)濟相關的商業(yè)機遇數(shù)不勝數(shù)。
▎ 未來計劃
歐盟委員會的氫戰(zhàn)略包括三個階段，首先是建設電解槽并在2024年前開始生產(chǎn)工業(yè)用（鋼鐵、化工、煉油廠）綠色氫能，然后是建立當?shù)氐臍淠苌a(chǎn)中心，并在2030年前將其與所謂“氫谷”中的工業(yè)用戶連接起來。隨著需求的增加，這些生產(chǎn)中心將聯(lián)合起來成為歐洲大型氫能基礎設施的骨干。
歐盟希望在2024年前至少建設6吉瓦的可再生電解槽，可生產(chǎn)多達100萬噸的可再生氫能，相當于利用6個大型發(fā)電廠的全部產(chǎn)能來生產(chǎn)氫能。歐盟還計劃到2030年將電解槽產(chǎn)能擴大到40吉瓦，可再生氫能產(chǎn)量達到1000萬噸。而根據(jù)其國家戰(zhàn)略，德國的目標是到2030年建設5吉瓦的可再生電解槽。
BNEF的巴夫納格利表示，這些計劃“徹底改變了全球氫經(jīng)濟的建設前景”。他說：“僅歐洲的行動就超過了我們所說的走上樂觀的成本消減途徑所需的規(guī)模。歐洲和德國在氫能領域發(fā)揮的領導作用正是推動氫能經(jīng)濟發(fā)展所需要的，而且也的確向其他國家，比如中國、日本、韓國、甚至美國部分地區(qū)，發(fā)出了強烈的信號，讓他們認識到‘好吧，我們不能落在后面。’”
他補充說：“歐洲戰(zhàn)略正在采取的方法在很大程度上是在努力為歐洲制造商的未來提供保障。它似乎是一種抵御中國和其他低成本制造商競爭的防御機制?！?
圖片來源：Alamy
歐洲企業(yè)欣然抓住了這個成為氫經(jīng)濟供應商的機會。在德國政府公布氫能戰(zhàn)略之際，鋼鐵制造商蒂森克虜伯就表示，要擴大水電解生產(chǎn)能力，將綠色氫能的生產(chǎn)規(guī)模提高到百萬千瓦級別。蒂森克虜伯化學與工藝技術業(yè)務部首席執(zhí)行官薩米?佩爾科寧（Sami Pelkonen）說：“世界上許多國家正在計劃進入氫經(jīng)濟時代。水電解正日益成為建立靈活、可持續(xù)的能源系統(tǒng)和無碳產(chǎn)業(yè)的一項關鍵技術。這為我們打開了新的市場?！痹摴具€與公用事業(yè)公司E.ON 建立了伙伴關系，共同建設氫基礎設施。
英國電解制造商ITM Power也表示，計劃與丹麥電力公司沃旭能源（?rsted）合作擴大生產(chǎn)。沃旭能源氫能業(yè)務副總裁安德斯·克里斯蒂安·諾德斯特龍（Anders Christian Nordstr?m）說：“現(xiàn)在需要的是擴大電解槽技術的生產(chǎn)規(guī)模，降低成本?！?
▎ 價格戰(zhàn)
中國制造商在制造低成本氫能設備方面領先于歐洲——其電解槽成本目前只有歐洲的幾分之一。歐洲氫能協(xié)會（Hydrogen Europe）的查齊馬克基斯（Chatzimarkakis）表示：“由于中國市場非常龐大，與歐美的生產(chǎn)商相比，中國的生產(chǎn)商能夠更多地從規(guī)模經(jīng)濟、自動化等方面受益。”他補充說，規(guī)?！澳軌驅φ麄€價值鏈的成本產(chǎn)生巨大的影響。”但是，也有幾位業(yè)內專家對中國生產(chǎn)的電解槽的質量和可靠性表示了質疑。
歐洲某知名電解槽制造商的一位消息人士告訴清潔能源通訊社：“中國是我們在綠色氫能領域的重要競爭者，因為中國很早就將氫能作為氣候計劃的核心要素。歐洲制造商雖然在效率、規(guī)?；瘮U張能力和靈活性方面明顯領先，但是中國競爭對手使用的技術更簡單，成本優(yōu)勢明顯?！?
據(jù)BNEF介紹，目前中國的電解槽制造商基本上還沒有開始與歐洲公司競爭，因為他們主要面向國內以及西歐、澳大利亞和美國以外的市場。此外，據(jù)查齊馬克基斯介紹，中國目前仍然是歐洲氫技術的主要進口國。他補充說：“只要我們[在多項氫技術上]保持領先地位，中國就可以成為歐洲氫能設備和技術的巨大潛在出口市場?！?
德國經(jīng)濟部長阿爾特邁爾（Altmaier）將中國的成本優(yōu)勢歸結為廉價的勞動力，并補充說，德國的企業(yè)“不可能擁有這樣的機會”。不過大多數(shù)專家都認為，歐洲企業(yè)仍然可以在價格上與中國一較高下。BNEF預測，到2030年，西方企業(yè)可以通過“擴大規(guī)模、提高自動化程度、以及將生產(chǎn)轉移到低勞動力成本國家”這套組合拳，將成本降到中國的水平（見圖）。但BNEF的巴夫納格利也警告說：“我不敢說歐洲產(chǎn)品的制造價格必然會與中國產(chǎn)品持平，但是競爭和經(jīng)濟因素表明，這些歐洲企業(yè)如果不這樣做，就會失去競爭優(yōu)勢。”
專門研究氫能的能源和綠色技術顧問格涅沃米爾?弗利斯（Gniewomir Flis）也警告說，在價格上趕超中國將是一個艱巨而昂貴的過程。他告訴清潔能源通訊社，“電解槽組裝主要還是要靠手工，而自動化將是一個復雜的過程，至少在前期企業(yè)要投入大量的資金?！?
▎ 德國的太陽能產(chǎn)業(yè)之痛
業(yè)內專家說，歐洲，尤其是德國，已經(jīng)決心要防止剛剛起步的氫工業(yè)重蹈當年太陽能產(chǎn)業(yè)的覆轍。
在本世紀初，德國還是全球最大的太陽能電池板市場和技術先驅。在得到了大額的資金支持后，德國的太陽能產(chǎn)業(yè)在21世紀頭十年中期經(jīng)歷了可觀的發(fā)展。但是當投資大幅削減以及低廉的中國太陽能光伏組件進入市場后，德國太陽能產(chǎn)業(yè)崩潰了，成千上萬人失去了工作，Q-Cells、Solon、Conergy和SolarWorld等主要企業(yè)也紛紛倒閉。
數(shù)據(jù)來源： Earth Policy Institute
格涅沃米爾（Gniewomir）說：“通過氫能源戰(zhàn)略，德國不僅試圖履行其減排義務，而且還在積極嘗試成為領導者，并正在努力通過從太陽能產(chǎn)業(yè)的慘敗中吸取教訓來實現(xiàn)這一目標?！?
歐盟和中國在許多技術領域都產(chǎn)生了激烈的競爭，但同時雙方經(jīng)濟從根本上來說是相互依存的。中國是僅次于美國的歐盟第二大貿(mào)易伙伴，而歐盟則是中國最大的貿(mào)易伙伴。兩個經(jīng)濟體之間日均交易額超過10億歐元，而且雙方目前正在推進達成《中歐全面投資協(xié)定》。歐盟委員會表示，該協(xié)定的目標就是讓歐洲公司進一步獲得中國市場準入。
但是雙方在各個領域的貿(mào)易關系并非總是那么一帆風順，尤其是在敏感的能源領域。歐盟試圖以關稅來遏制蜂擁而入的中國太陽能組件。2018年，德國政府“出于國家安全考慮”，購買了輸電系統(tǒng)運營商50Hertz的臨時股權，以防止中國入股這個其認為是關鍵基礎設施的公司。
數(shù)據(jù)來源: Strom Report
▎ 中國作何打算？
中國政府的決策決定著中歐之間這場綠色氫能競賽的走向。此前，中國早就開始在全國、省、市各級政策中推廣氫能技術。但是中國還沒有承諾要實現(xiàn)碳中和，因此中國對綠色氫能的重視程度與歐洲相比還相差甚遠。
中國尚未制定專門的綠色氫能發(fā)展戰(zhàn)略或詳細的目標，但中國業(yè)界已經(jīng)預見到這種零排放氣體將發(fā)揮越來越大的作用。例如，曾在一家中國能源集團工作、現(xiàn)任Agora能源轉型論壇中國項目經(jīng)理的張潤指出，由企業(yè)、高校和研究機構組成的中國氫能聯(lián)盟2019年發(fā)布的一份白皮書預測，到本世紀中葉氫能生產(chǎn)所使用的燃料將從以化石燃料為主轉變?yōu)橐钥稍偕茉礊橹鳌?
張潤表示：“考慮到中國對進口石油和天然氣的高度依賴，氫能技術應用的關鍵價值在于確保能源安全，這才是中國能源發(fā)展的重中之重?！彼a充說，中國國家發(fā)展和改革委員會的《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄》中也鼓勵高效制氫、運氫及儲氫技術的開發(fā)應用。
中國是世界上最大的氫能生產(chǎn)國，年產(chǎn)量達2200萬噸，相當于世界總產(chǎn)量的三分之一。但是，美國清潔技術集團（Cleantech Group）的一份報告顯示，中國大部分氫能來自煤制氫，并且有近千臺煤氣化爐正在運行，其耗煤量占中國煤炭消費總量的5％。
▎ 重點關注燃料電池
中國氫能政策的重點之一是促進燃料電池的發(fā)展，例如，通過燃料電池將氫能轉化為電能，用于為汽車、公共汽車提供動力，以及供暖。中國是這個領域公認的先行者，并制定了明確的目標，即到2020年和2030年，燃料電池汽車的規(guī)模分別達到5000輛和100萬輛。歐洲氫能協(xié)會的查齊馬克基斯說：“中國一直在大力推動氫能在移動出行領域的發(fā)展”。能源和商品信息服務公司普氏能源資訊（S＆P Global Platts）則表示：“中國可能在燃料電池車領域處于世界領先地位，但到目前為止在氫能方面還相對落后，但是現(xiàn)在中國正在努力追趕?！?
但是，普氏能源資訊數(shù)據(jù)顯示，中國還沒有對綠色氫燃料電池這一領域給予特別的關注。目前中國只有3％的氫能來自可再生資源?！爸袊枰谥茪洹⑦\氫和儲氫以及燃料電池技術等方面取得突破。只有這樣，中國才能不僅實現(xiàn)趕超，還能成為全球氫經(jīng)濟的領導者。”
在中國，相比于綠色氫能，煤制氫的價格非常便宜。美國清潔技術集團在一份報告中指出：“煤制氫的生產(chǎn)成本仍是水電解制氫成本的三分之一。這一成本差距給中國提出了一個需要不斷思考的問題，那就是能否大幅降低電解槽項目成本，以確保煤制氫向電解制氫的轉型?！?
▎ 凈零排放承諾？
中國若能承諾在本世紀中葉實現(xiàn)碳中和將大大改變其氫能規(guī)劃，并有可能迫使其全面發(fā)展這項綠色技術。但是目前我們還不確定是否會出現(xiàn)這種情況。
清潔技術集團稱，去年夏天，中國科學技術部部長萬鋼曾呼吁中國“考慮建立氫能社會”。報告說：“二十年前，這位部長曾就汽車電氣化發(fā)展發(fā)出過類似的呼吁，如今中國在電動汽車市場上的主導性地位與他的這個號召不無關系。因此，他本次的發(fā)聲同樣獲得了密切關注?！?
環(huán)保團體和許多西方智庫、咨詢機構都敦促中國加入歐盟的行列，爭取實現(xiàn)零排放。這不僅是為了應對氣候變化，從經(jīng)濟上來講，也有利可圖。美國能源轉型非營利咨詢機構落基山研究所（Rocky Mountain Institute ，簡稱RMI）認為，中國可以在不影響經(jīng)濟增長的前提下在本世紀中葉實現(xiàn)碳中和。該研究所認為，“中國已充分具備從凈零排放轉型過程中獲得技術競爭優(yōu)勢的條件”，并敦促中國支持水電解制氫技術的發(fā)展。商業(yè)咨詢公司麥肯錫也表示，中國可以通過迅速有序的低碳轉型獲得新的經(jīng)濟增長點，并補充說，中國需要通過發(fā)展氫能市場等方式來改變其電力和燃料結構。
▎ 氣候合作
許多氣候專家都迫切希望中歐之間在減排方面的緊密合作能夠促使中國做出更加雄心勃勃的承諾，這樣一來就有可能極大地推動中國的綠色氫能發(fā)展。
在6月底舉行的中歐年度峰會上，雙方承諾通過氣候行動和能源轉型方面更緊密的伙伴關系，推動制定應對經(jīng)濟和氣候雙重危機的經(jīng)濟刺激措施。這一舉措在環(huán)保組織歐洲氣候行動網(wǎng)絡（CAN Europe）看來，就是“向世界發(fā)出了一個重要的信號”。
墨卡托中國研究中心（Mercator Institute for China Studies ，簡稱MERICS）的尼斯?格倫伯格（Nis Grünberg）告訴清潔能源通訊社，減緩氣候變化應該是雙方充滿爭議的關系中一個難得的亮點。格林伯格說：“氣候變化實際上是歐盟和中國之間難能可貴的一個有著共同利益的話題。遺憾的是，新冠危機推遲了這項議程，但這并不意味著該議題就此結束。雙方可以借此機會啟動更有成效的對話?！?
雖然歐盟國家與中國之間存在商業(yè)競爭，但綠色氫能卻是雙方展開合作的一次機會。德國已經(jīng)發(fā)起了一個以能源轉型為重心的交流活動，并有信心能夠加強雙方的交流。德國經(jīng)濟部告訴清潔能源通訊社，“德國國家氫能戰(zhàn)略的一個重要任務就是圍繞氫能這一主題建立和加強國際合作與伙伴關系。德國與中國2007年就已經(jīng)建立了能源合作伙伴關系。其中，氫能技術合作不僅會發(fā)揮作用，而且在未來會發(fā)揮更大的作用?！?
歐洲氫能產(chǎn)業(yè)也強調了國際合作的重要作用。歐洲氫能協(xié)會的查齊馬克基斯說：“我們的愿景是讓氫能發(fā)展成為全球貿(mào)易商品。”他解釋說：“歐盟希望建立一個氫能市場，但如果氫能只是歐盟內部的事情，它就永遠不會成為真正的商品。在某些應用場景中，比如航運、特別是遠洋航運，要取得成績靠單槍匹馬是行不通的。如果只能在歐盟范圍內提供燃料補給，那么液態(tài)氫就不可能成為洲際集裝箱貨船的一個可行的燃料選擇?！彼a充說，航空業(yè)也是如此。“必須進行國際合作。”
作者介紹
瑟倫·阿梅朗 | 清潔能源網(wǎng)絡（Clean Energy Wire）特約記者
