德國(guó)正在經(jīng)歷從以化石燃料為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)向以風(fēng)能和太陽(yáng)能為主導(dǎo)的可持續(xù)能源基礎(chǔ)設(shè)施的巨大的轉(zhuǎn)變。

盡管遭受了各種挫折，以及成本上升，但德國(guó)民眾和企業(yè)對(duì)變革表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熱情和堅(jiān)定的決心。

同時(shí)，技術(shù)上的挑戰(zhàn)也是非常嚴(yán)峻，堅(jiān)持這條路可能會(huì)完不成到2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳無(wú)排放經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

德國(guó)為了實(shí)現(xiàn)這一偉大的改變，柏林最近決定采用多樣化的方法。

德國(guó)這個(gè)歐洲最大的經(jīng)濟(jì)體將向歐洲提供20個(gè)新的研究設(shè)施，1.1億美元用于測(cè)試用于工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的新型氫基技術(shù)。

額外資金專門用于“結(jié)構(gòu)變化”地區(qū)，這些地區(qū)受能源轉(zhuǎn)型影響最大，如有煤礦的地區(qū)。

回到正軌

德國(guó)人是環(huán)保主義和能源轉(zhuǎn)型的堅(jiān)定支持者。

該國(guó)已經(jīng)開(kāi)辟了一條漫長(zhǎng)的道路來(lái)解救早已無(wú)法擺脫煤炭和石油的國(guó)家，德國(guó)在1990年生產(chǎn)了10億噸二氧化碳。從那時(shí)起，德國(guó)已經(jīng)將溫室氣體排放量減少了近四分之一。

然而，近年來(lái)，減排的步伐已經(jīng)停滯不前。最重要的是，隨著日本福島的核災(zāi)難導(dǎo)致全球?qū)穗娍謶趾徒说脑竿?，這給德國(guó)的清潔能源和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)帶來(lái)了額外的壓力。

分析德國(guó)的清潔能源，好的一面是多年來(lái)可再生能源發(fā)電量穩(wěn)步上升。

然而，經(jīng)濟(jì)條件的改善增加了石油產(chǎn)品的消耗，這在很大程度上抵消了可持續(xù)性領(lǐng)域的成果。

可再生能源目前產(chǎn)生德國(guó)三分之一的電力，但在未來(lái)幾十年想逐步淘汰核技術(shù)和燃煤電廠，首先要解決風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電間歇性的技術(shù)挑戰(zhàn)。

政治挑戰(zhàn)

由于能源轉(zhuǎn)型，德國(guó)政策制定者意識(shí)到其基礎(chǔ)設(shè)施存在缺陷。

風(fēng)能和太陽(yáng)能間歇性是廣泛應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)，就是要解決在沒(méi)有陽(yáng)光，或沒(méi)有風(fēng)的時(shí)候，電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

在世界上大多數(shù)地區(qū)，天然氣電廠被視為解決這一問(wèn)題的理想方法，因?yàn)樗梢韵鄬?duì)迅速的起停。同時(shí)與煤相比，二氧化碳排放量減少了一半。

因此，德國(guó)政策制定者支持有爭(zhēng)議的Nord Stream2管道，該管道將直接從俄羅斯向德國(guó)輸送55億立方米的天然氣。

盡管歐盟的反對(duì)和美國(guó)制裁的威脅，柏林仍然支持管道項(xiàng)目。主要原因是當(dāng)核電站和煤電廠逐步淘汰時(shí)需要天然氣來(lái)維持電網(wǎng)穩(wěn)定性。

然而，除了天然氣之外，柏林還決定實(shí)現(xiàn)多樣化和投資替代能源，因?yàn)樘烊粴獾倪M(jìn)口將使其能源依賴外國(guó)生產(chǎn)商。

氫氣可以成為能源載體，減輕德國(guó)對(duì)外部能源供應(yīng)商的過(guò)度依賴，同時(shí)為剩余的可再生能源儲(chǔ)存提供解決方案。

投注氫氣

德國(guó)不是第一個(gè)投入大量資金用于研究和開(kāi)發(fā)氫能的國(guó)家。

在亞洲，尤其是日本和中國(guó)，氫氣已經(jīng)成為政策制定者和企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，氫能的明顯優(yōu)勢(shì)和政府的鼓勵(lì)和補(bǔ)貼，全球氫能產(chǎn)業(yè)如火如荼。

然而，氫氣的基本技術(shù)特征阻礙了其大規(guī)模的發(fā)展和應(yīng)用：1.能量載體的高可燃性，2.相關(guān)的復(fù)雜性和安全風(fēng)險(xiǎn)。

政府官員認(rèn)為，在正確的政策框架內(nèi)和私營(yíng)部門的充足投資下，氫基技術(shù)的成本可能與光伏電池的成本媲美。

根據(jù)FNB Gas的常務(wù)董事Inga Posch的說(shuō)法，“氫氣是目前該國(guó)能源轉(zhuǎn)型中最熱門的話題之一。私營(yíng)部門的興趣非常大。過(guò)去，德國(guó)人過(guò)于關(guān)注電氣化經(jīng)濟(jì)，所以，現(xiàn)在我們正在推遲這個(gè)過(guò)程?！?/p>

盡管德國(guó)的公司已經(jīng)在有關(guān)氫的新技術(shù)和應(yīng)用上進(jìn)行了大量的投入，但德國(guó)經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng)彼得·阿爾特邁爾（Peter Altmaier）表示，我們要讓德國(guó)成為“世界第一”。

德國(guó)要實(shí)現(xiàn)可再生能源和氫能的世界第一，氫的特性本身可能是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最大障礙。

德國(guó)的公司首先需要提高成本效益，并開(kāi)發(fā)工業(yè)規(guī)模運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用，以便可能在一個(gè)世紀(jì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源的自給自足。

在氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的布局

德國(guó)在氫能方面的推廣應(yīng)用在燃料電池車、通信基站、家庭熱電聯(lián)電站、加氫站等方面都有很好的應(yīng)用。

截止目前，德國(guó)已投資3.93億歐元融資支持氫能及燃料電池技術(shù)發(fā)展。其中，55%的融資用于氫生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)輸。

加氫站布局

截止目前德國(guó)已有加氫站63座，第64座加氫站正在建設(shè)中。2019年，德國(guó)加氫站數(shù)量預(yù)計(jì)將增加到100座，其中已經(jīng)詳細(xì)規(guī)劃好了31座加氫站的地理位置。

另外，德國(guó)加氫站的數(shù)量已超過(guò)美國(guó)，僅次于日本，成為全球擁有加氫基礎(chǔ)設(shè)施第二多的國(guó)家。

組建H2 Mobility、AutoStack-Industrie聯(lián)盟

2015年，法國(guó)液化空氣集團(tuán)、戴姆勒、林德、OMV、殼牌和道達(dá)爾等企業(yè)聯(lián)合組建H2 Mobility聯(lián)盟。

該聯(lián)盟意在德國(guó)建立全國(guó)性700bar加氫站網(wǎng)絡(luò)，為燃料電池車在全國(guó)打造氫基礎(chǔ)設(shè)施，也為燃料電池車在德國(guó)的發(fā)展提供良好環(huán)境。

目前， H2 MOBILITY將在德國(guó)布倫瑞克漢堡街的殼牌加油站中建造加氫設(shè)施。該加氫設(shè)施將采用液化空的氫氣加注技術(shù)，建設(shè)于今年開(kāi)始，聯(lián)邦運(yùn)輸和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部將為此項(xiàng)目提供950,000歐元的資金。

2017年，德國(guó)政府組織本國(guó)汽車行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)成立了一個(gè)6000萬(wàn)歐元、為期三年的聯(lián)盟，研究汽車燃料電池堆的大批量生產(chǎn)。

另外，該聯(lián)盟由德國(guó)汽車制造商寶馬和供應(yīng)商倡議成立，旨在2020年之前為德國(guó)和歐洲燃料電池汽車的商業(yè)引進(jìn)提供技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和科技支持。

除寶馬外，該聯(lián)盟還包括戴姆勒、德納、福特研究和創(chuàng)新中心、科德寶高性能材料、Greenerity、NuCellSys、燃料電池公司、PowerCell Sweden AB、德國(guó)優(yōu)美科、大眾集團(tuán)、德國(guó)巴登符騰堡州太陽(yáng)能和氫能研究中心，這些企業(yè)在汽車制造和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域都有極高的建樹(shù)。

目前，該聯(lián)盟成員也正在研究建造一個(gè)靈活的工廠，目標(biāo)產(chǎn)能為每年3萬(wàn)個(gè)燃料電池堆。

成立國(guó)家氫能與燃料電池技術(shù)組織

德國(guó)政府除了聯(lián)合企業(yè)布局氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)外，還在政策及資金上予以支持。

德國(guó)在氫能和燃料電池領(lǐng)域?qū)ｉT成立了國(guó)家氫能與燃料電池技術(shù)組織，以進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的工作。

啟動(dòng)氫和燃料電池技術(shù)國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃

2006年，德國(guó)政府、工業(yè)和科學(xué)界達(dá)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，啟動(dòng)稱為氫和燃料電池技術(shù)國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃（NIP）的長(zhǎng)達(dá)10年的重大項(xiàng)目，并已取得了卓越的成就：

？ NIP為750個(gè)項(xiàng)目總計(jì)投入約7.1億歐元。

？ 受資助項(xiàng)目自籌資金6.9億歐元，第三方資助2千萬(wàn)歐元。

？ 共240家企業(yè)，50家科研和教育機(jī)構(gòu)以及公共部門得到NIP的資助。

NIP共募集14億歐元的專項(xiàng)資金用于2007~2016年的氫能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。募集資金中的7億歐元由德國(guó)政府出資，剩余資金則按項(xiàng)目合作制度由產(chǎn)業(yè)提供。

另外，在國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃的支持下，德國(guó)還安裝了300座基站燃料電池電源。

NIP計(jì)劃的成果有效地激勵(lì)了當(dāng)局者，德國(guó)政府計(jì)劃將這個(gè)成功計(jì)劃延續(xù)到2026年，即開(kāi)始第二階段的設(shè)計(jì)。

研發(fā)氫能列車

德國(guó)政府尋求使用燃料電池火車來(lái)解決環(huán)境和電氣化程度低的問(wèn)題。在過(guò)去三年內(nèi)，德國(guó)投資研發(fā)了氫能城際列車的樣車，并打算在清潔能源列車領(lǐng)域邁出領(lǐng)先一步。

2018年11月9日，阿爾斯通公司宣布，由他們生產(chǎn)的世界首款以氫為能源的火車將于2021年在德國(guó)正式開(kāi)跑，采購(gòu)數(shù)量為14輛氫燃料電池列車，包括30年維護(hù)和能源供應(yīng)的合同與德國(guó)下薩克森州地方交通局簽署。

按計(jì)劃從2021年12月起在庫(kù)克斯港、不來(lái)梅港、布雷梅爾沃德和布克斯特胡德之間運(yùn)送旅客，在14條路線上使用燃料電池列車取代原先以柴油為動(dòng)力的列車。

稿件來(lái)源： 光元科技