歐洲正在向脫碳能源系統(tǒng)過渡，歐盟28個(gè)成員國(guó)簽署并批準(zhǔn)了《締約方會(huì)議（COP21）巴黎協(xié)定》，以"使全球變暖遠(yuǎn)低于工業(yè)前水平2攝氏度，并努力將氣溫上升進(jìn)一步限制在1.5攝氏度范圍內(nèi)。"
這一決定于能源的轉(zhuǎn)變將從根本上改變歐盟在生產(chǎn)、分配、儲(chǔ)存和消費(fèi)能源上的方式。在實(shí)施上需要利用無碳發(fā)電，提高能源效率，以及運(yùn)輸、建筑和工業(yè)上的深度脫碳。因此利益相關(guān)方必須采取一切可行的措施，在2050年之前，將與能源有關(guān)的二氧化碳排放量限制在每年7.7億噸（Mt）以下。
政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）最近的報(bào)告中也強(qiáng)調(diào)了從根本上降低排放的緊迫性：地球控制不超過1.5攝氏度的全球變暖，碳排放必須到2030年下降45%（與2010年相比），到2050年降至"零凈值"。否則，將導(dǎo)致更極端的氣候變化、海平面上升和生物多樣性嚴(yán)重?fù)p失等重大氣候影響。
因此，該路線圖提出了在歐盟實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換需要大規(guī)模氫的相關(guān)信息及工作。根據(jù)歐盟地區(qū)的專業(yè)機(jī)構(gòu)判斷，如果沒有氫能利用的規(guī)劃，歐盟將無法實(shí)現(xiàn)其脫碳目標(biāo)。氫燃料為這種轉(zhuǎn)變提供了一個(gè)多用途、清潔和靈活的能量載體。雖然氫不是唯一的脫碳杠桿，但它是一套其他技術(shù)中必不可少的杠桿。
它使可再生能源的大規(guī)模整合成為可能，因?yàn)樗鼓茉磪⑴c者將能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存為可再生氣體。它可用于跨部門和區(qū)域的能源分配，并作為可再生能源的緩沖區(qū)。它為電力、交通、建筑和工業(yè)部門提供了一種脫碳方法，否則相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)將很難實(shí)現(xiàn)脫碳。
路線圖首先明確了氫是運(yùn)輸、工業(yè)和建筑中選定部分的規(guī)模脫碳的最佳（或唯一）選擇。
一方面看，連接歐洲工業(yè)并為歐盟家庭提供超過40%的供熱和15%的歐盟發(fā)電的天然氣電網(wǎng)脫碳需要?dú)錃狻Ｕ託?，雖然也是一個(gè)重要的杠桿，但卻無法實(shí)現(xiàn)所需要的規(guī)模。用熱泵供電可以代替天然氣為新建筑供暖，但需要對(duì)舊建筑進(jìn)行昂貴甚至不可能的改造，而舊建筑占建筑物二氧化碳排放量的90%。通過實(shí)現(xiàn)完全的直接電氣化還將導(dǎo)致電力需求在重大季節(jié)性失衡，進(jìn)而需要大規(guī)模的儲(chǔ)能機(jī)制。
氫不受這些缺點(diǎn)的影響，可以作為熱泵的補(bǔ)充。生產(chǎn)商可以在不需要進(jìn)行重大升級(jí)的情況下，通過將氫氣混合到現(xiàn)有的電網(wǎng)中來分配一些氫氣，也可以進(jìn)一步發(fā)展。最終，能源供應(yīng)商可以將電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為純氫?；蛘?，天然氣可以用氫氣和二氧化碳生產(chǎn)的合成天然氣（SNG）代替。所有基于氣體的加熱系統(tǒng)都可以通過使用燃料電池的熱電聯(lián)供（CHP）技術(shù)來提高能源效率。
在運(yùn)輸過程中，氫是卡車、公共汽車、輪船、火車、大型汽車和商用車最有前景的脫碳選擇，尤其是，目前電池電動(dòng)汽車上顯現(xiàn)出來的能量密度低（因此較低的范圍）、初始成本高和電池充電性能效率低等缺點(diǎn)無法消除。與電池和內(nèi)燃機(jī)相比，燃料電池需要更少的原材料既可以完成足夠多的動(dòng)力。由于運(yùn)輸部門約占?xì)W盟二氧化碳排放總量的三分之一，因此其脫碳是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素。
此外，加氫基礎(chǔ)設(shè)施有著顯著的優(yōu)勢(shì)：與快速充電相比，加氫基礎(chǔ)設(shè)施只需要城市和公路沿線約十分之一的空間。同樣，供應(yīng)商可以靈活地提供氫氣，而大規(guī)?？焖俪潆姷幕A(chǔ)設(shè)施將需要大量的電網(wǎng)升級(jí)。最后，一旦實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模的推廣，氫氣將為運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)有吸引力的商業(yè)案例。在航空業(yè)，氫和基于氫的合成燃料是直接脫碳的唯一選擇。
工業(yè)可以燃燒氫以產(chǎn)生高品位的熱量，并將燃料在多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)作為原料，直接或與二氧化碳一起作為合成燃料/電燃料。在煉鋼中，例如，氫可以作為還原劑，取代煤基高爐。在煉油廠用作氨生產(chǎn)和加氫處理的原料時(shí)，未來可采用低碳源生產(chǎn)。與二氧化碳一起，氫也可以取代碳?xì)浠衔?，如天然氣，在化學(xué)過程中，如生產(chǎn)烯烴和碳?xì)浠衔锶軇˙TX），這將成為氫原料用途的重要組成部分。
第二，氫將在向可再生能源過渡過程中發(fā)揮系統(tǒng)性作用，通過提供一種機(jī)制來靈活地跨部門、跨時(shí)間和跨地點(diǎn)轉(zhuǎn)移能源。歐盟的能源轉(zhuǎn)型幾乎需要完全脫碳發(fā)電，這意味著需要將可再生能源整合到電網(wǎng)中。氫是"部門耦合"的唯一規(guī)模化技術(shù)，允許將發(fā)電轉(zhuǎn)換為可用形式，存儲(chǔ)它，并將其輸送到終端使用部門以滿足各類需求。電解槽可以將可再生電力轉(zhuǎn)化為一種具有所有靈活性但不排放任何天然氣碳的氣體。
由于電力滿足了更高的能源需求，而不斷增加的能源來自可再生能源，短期和長(zhǎng)期的供需失衡將加劇，這就需要增加全年的平衡和季節(jié)性的能量?jī)?chǔ)存。雖然電池和供給側(cè)的措施可以提供短期的存儲(chǔ)靈活性，但氫是唯一的規(guī)模技術(shù)，可用于長(zhǎng)期儲(chǔ)能。它可以利用現(xiàn)有的電網(wǎng)、鹽穴和枯竭的氣田，以較低的成本長(zhǎng)期儲(chǔ)存能源。
氫提供了低成本可再生能源地區(qū)與需求中心地區(qū)之間的聯(lián)系，例如，將歐洲北部地?zé)岷惋L(fēng)能資源豐富的地區(qū)連接到主要大陸，或作為從北非進(jìn)口可再生能源的手段。氫可以通過管道、船只或卡車遠(yuǎn)距離輸送能量，無論是氣態(tài)的、液化的還是以其他形式儲(chǔ)存的，其成本遠(yuǎn)低于輸電線路。
第三，向氫的轉(zhuǎn)變符合客戶的偏好和便利性。這也是最為關(guān)鍵的，因?yàn)椴环峡蛻羝玫牡吞继娲房赡苊媾R采用困難。在運(yùn)輸過程中，氫提供與內(nèi)燃機(jī)車輛相同的范圍和加油速度。能源公司可以利用現(xiàn)有的管道將氫氣或合成甲烷通過電力輸送到天然氣發(fā)電廠，雖然后來改用100%氫氣需要升級(jí)設(shè)備和管道，但它仍然使建筑物內(nèi)現(xiàn)有的供熱基礎(chǔ)設(shè)施完好無損。
路線圖描述了歐盟為實(shí)現(xiàn)2度目標(biāo)而部署氫的偉大構(gòu)想。
氫可以提供高達(dá)總能源需求的24%，到2050年，歐盟約達(dá)2250太瓦的能源
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2050年歐洲有產(chǎn)生約2250太瓦時(shí)（twh）氫氣的潛力，約占?xì)W盟總能源需求的四分之一。這一數(shù)字將為大約4200萬(wàn)輛大型汽車、170萬(wàn)輛卡車、大約25萬(wàn)輛公共汽車和5500多輛火車提供燃料。
它的供熱量將超過相當(dāng)于5200萬(wàn)戶（約465太瓦時(shí)），并提供高達(dá)10%的建筑用電需求。在工業(yè)上，大約160太瓦時(shí)的氫將產(chǎn)生高品位的熱量，另外140太瓦時(shí)的氫將以直接還原鐵（DRI）的形式取代煉鋼過程中的煤。在2050年，120太瓦小時(shí)的氫加上從生物質(zhì)中捕獲的碳，也將為40噸化學(xué)品生產(chǎn)合成原料。
實(shí)現(xiàn)這一愿景將使歐盟走上到2050年減少約5.6億噸二氧化碳排放量的道路，這相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)2度方案所需減排量的一半。
在運(yùn)輸方面，到2030年，燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）的銷量將占到1/22，輕型商用車（LCV）的銷量將占到1/12，從而形成了370萬(wàn)輛燃料電池乘用車和50萬(wàn)輛燃料電池LCV的車隊(duì)。此外，到2030年，大約45000輛燃料電池卡車和公共汽車將上路。到2030年，燃料電池列車也可以替代大約570輛柴油列車。
【來源】哲梓博士
【編輯整理】微能網(wǎng)
