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德国新一届三党联合政府面对能源危机,经济萎缩,通货膨胀等一系列严峻问题,以更加激进的姿态推动能源结构转型,进一步加大了氢能国家战略实施力度。2023年3月,德国联合政府发布国家氢能战略H2.0,推出68条绿氢发展细化目标与措施,主要涉及目标要求,基础设施、应用场景、政策支持,技术支撑等。德国绿氢发展战略更加细化示范效应更加显著。德国联合政府认为坚定地走绿氢能源转型之路,才能支撑起其庞大的制造业发展:而且实现气候友好、降低温室效应也是德国历届政府与普通民众坚定的目标追求:同时,通过切实解决绿氢发展的成本瓶颈德国不仅能彻底解决其经济发展中的能源短缺问题,还会成为绿氢能源发展的引领者。探寻德国实施绿氢能源发展战略新举措,对于我国具有重要借鉴作用。我国应进一步加强政策供给,坚持先立后破,大力推进绿氢产业链建设:统筹区域布局,“绿电+绿氢+智能化"共同推进:加快基础设施建设,构建绿氢网络化、规模化体系:加强基础性研究,举全国体制加快绿氢技术创新:同时要积极参与国际合作,创造绿氢产业发展新优势。

　　1前言

　　2021年12月8日,德国红黄绿三党联合政府上台执政。由于受新冠肺炎疫情和俄乌冲突的双重冲击，新上任的德国联合政府面临着经济萎缩、能源危机、通货膨胀等一系列严峻经济问题;同时,一贯倡导“生态学”议题的绿党加人执政团队,并掌握重要经济气候环保部门。这种主客观双重因素,导致德国三党联合政府以更加激进的姿态推动德国能源结构转型,在国家氢能战略和行动计划的基础上,进一步确立了坚定而清晰的“绿氢"发展目标加快了绿氢基础设施、技术投入和产业布局步伐。

　　2德国三党联合政府实施绿氢国家战略新举措

　　氢是大自然中普遍存在的元素,根据制备方法区分为灰氢、蓝氢与绿氢。绿氢因其具有来源广泛应用场景丰富、清洁、安全、高效的特点,备受人们青睐,甚至很多研究者将其定义为“新能源革命”的一匹黑马。“绿电、绿氢、人造太阳是新能源的'三驾马车’全球已迈入'氢热时代’”叫。在实施绿氢国家发展战略上,德国联合政府彰显出勃勃雄心，上台执政不到两年时间,取得了令人瞩目的新进展。

　　2.1战略目标引领

　　在红黄绿三党联合政府上台执政前夕,德国默克尔政府已经推出了《国家氢能战略》并把氢能作为能源转型的重要发展方向,确立了其优先发展地位。红黄绿三党上台执政后,面对新冠疫情、俄乌冲突等一系列国内国际新挑战，特别是能源危机、通货膨胀、经济萎缩、社会矛盾突出的现实,三党联合政府以更加坚定而激进的目标积极应对困难。这不仅体现在其《联合执政协议》和新推出的《可再生能源法》等一系列能源转型法案中,而且盘点三党联合政府上台后的执政实践,德国确立了通过可再生能源发电进行电解水制氢的绿氢技术路线,把绿氢作为能源转型方向,置于优先地位。2023年4月15日,德国联合政府关闭剩余的三座核电站。2023年3月,德国发布国家氢能战略H2.0.推出68条推进绿氢发展的细化目标与措施。在德国国家层面，力争到2030年绿氢生产至少达到30TW·h/a.2045年达到100TW·h/a。在欧洲层面,建立一个欧洲邻国参与的欧洲绿色氢气联盟,以满足德国到2030年至少100TW·h/a、2045年达到900TW·h/a的绿氢进口需求。在交通方面,2030年前推广20x104辆燃料电池卡车。绿氢产能方面,将2030年电解水制氢产能从5GW提高到10GW,电解槽产能由50GW提高到100GW。未来燃气发电燃料将改用绿氢替代,2030年氢气发电装机容量达到21GW,基本覆盖燃气发电需求

　　德国联合政府坚定不移地走绿氢能源转型之路,主要基于以下几个因素:其一,德国能源资源并不丰富,仅靠化石能源进口,就会形成严重的对外能源依赖。特别是在地缘政治发生变化条件下,德国一方面要实现能源资源进口多元化,另一方面坚定走绿氢能源转型之路,才能支撑起庞大的制造业发展。其二,德国能源转型的目标不仅是发展可再生能源和提高能源效率,实现气候友好、降低温室效应是德国历届政府与普通民众坚定的目标追求，特别是本届政府中的绿党，以生态哲学为其党纲理论基础,解决气候环境问题是其基本理念。其三,绿氢不仅在世界范围存量丰富、用之不竭,还因其清洁性、热量高被普遍认为是最有发展潜力的能源也是当前“能源革命”最有发展前途的能源类型。德国政府认为只要加大科技投入，切实解决绿氢发展的成本瓶颈,德国不仅能彻底解决其经济发展中的能源短缺问题,还会走在欧洲甚至世界能源转型的前列,成为欧洲乃至世界绿氢能源发展的引领者。

　　2.2基础设施支撑

　　实施绿氢发展战略,涉及到绿氢制、输、储、用等各个环节,由于这些环节的复杂性与特殊性,必须要有完善的基础设施。德国国家氢能战略H2.0指出，“电力和氢气基础设施的扩展将被定义为绝对重要的公共利益”。在绿氢生产制取环节,2023年初德国正式开启利用风、光制氢与储氢一体化联合发电项目招标。德国各地自然条件差异较大,绿氢制取主要分布在北部和西北部海域,但是工业用氢主要集中在德国西部地区,而交通应用主要集中在北部汉堡,南德在交通绿氢消费方面主要以家用车、小型货车、公共汽车为主。因而德国氢能基础设施主要是围绕制造业用氢、交通用氢、建筑供热用氢以及绿氢输送管道建设展开,最重要的是利用原有天然气输送管道进行绿氢输送管道改造或新建管道与应用建设,从而把德国北部与西北部、东部与西部、北部与南部、国内与邻国绿氢能源产业链串联起来。

　　为了实现德国东西部绿氢从生产到应用网络链接，德国Gascade与0ntrans正在计划通过DoingHydrogen项目为德国东部的绿氢经济提供一个大型平台，该项目是德国东部地区最大的绿氢项目。实施该项目需要建设一个总长度475km的初始绿氢输送网络,通过这个项目把德国东部五州的生产与消费连接起来。对于加氢站基础设施建设,德国国家氢能战略H2.0主要规定了加氢站网络、地点招标、数字化、投资支持、监测等内容。德国将在这些方面增加国家投资,力争2023年建设约40MW电解能力,以生产运输用氢气。

　　实施绿氢发展战略关键是降低成本，这不仅需要科技研发,还要形成相应规模,形成绿氢产与用近距离结合。在德国汉堡,由8家不同领域企业与汉堡绿氢中心共同组成旨在绿氢制取、分配、消费一体化的汉堡绿氢联合机构，通过现场电解制取、海运进口、利用欧洲绿氢网络输送到最终消费者从而形成绿氢产业闭环。该项目有望在2030年前每年为汉堡减少100x104t以上的二氧化碳排放量。为了更好地与欧洲其他国家合作实施绿氢发展战略，德国还推进了跨边界绿氢基础设施规划计划利用绿氢输送管道将德国北部与荷兰连接,把绿氢制、输、储到工业应用进行串联。这项计划从2024年起实施,到2030年实现网络连接,并在必要时与其他网络连接,使之成为德国与欧洲绿氢网络的重要起点。

　　2.3国家政策推动

　　国家财政与技术政策支持是实施绿氢发展战略的重要措施。绿氢是第三次能源革命最具发展潜力的替代能源,但绿氢制取、运输、储存、应用还有很多技术瓶颈有待破解。提供有力的政策支持,才能从根本上降低绿氢能源开发利用成本,从而才能更有力地推进绿氢发展战略。通过当前德国联合政府推进绿氢发展战略的实践，可以清晰看到其利用政府政策支持,推进绿氢发展战略路线图。德国联合政府于2022年7月批准2023年联邦预算政府草案,准备投资高达131亿欧元(比上年增加28亿欧元)，用以支持绿氢产业链建设,并由联邦经济与气候保护部确定了预算优先事项,见表1。

　　从表1可以看出,德国联合政府对实施绿氢国家发展战略给予了很大的财政与技术政策支持,特别是为绿氢旗舰项目示范,破解技术难题，总资助金额高达7亿欧元,这是迄今为止最大的计划。在这项计划支持下，在德国三个行业主导的项目中科学界和产业界密切合作，正共同开发解决方案以消除仍然影响德国氢能经济发展的障碍,主要包括电解槽的规模化和系列化生产(H2Giga)、海上风电无并网制氢(H2Mare)、氢运输技术(TransHyDE)。

　　2.4供给与需求互动

　　在供给方面,实施绿氢国家发展战略,一个非常关键的问题是如何通过扩大可再生电力规模,进一步促进技术创新,降低绿氢制取成本。在安全性经济性、清洁性统一考量的基础上,绿氢国家发展战略才能更好发展。根据最新发布的德国国家氢能战略H2.0实施规划,德国联合政府对绿氢生产主要提出以下要求:一是实施国土战略空间规划,确定绿氢可再生制取气候适宜区。根据德国地理环境,北部与西北部便于大规模发展可再生能源电力,可通过“绿电+绿氢”模式实施绿氢发展战略。二是为绿氢生产提供资金保障，提高绿氢生产能力。为电解器产能和基础设施组件设定年度扩张目标，同时逐步对海上风力发电进行招标。三是在北海建设一条输送功率至少为10GW的氢气收集管道,以运输未来产生的海上风电绿氢。四是在海上区域按比例分配,按时间错峰制定生产与运输目标,以便于海上氢气经济所需的技术发展逐步扩大规模。实施绿氢国家发展战略,还必须把生产与储存统一起来。为此,德国制定区域发展计划,以储存绿色氢气以及由其产生的衍生品:对于地下与地上的绿氢储存进行招标。

　　在需求方面,创设绿氢应用条件,扩大市场需求是实施绿氢发展战略的重要一环。按照德国国家氢能战略H2.0的相关要求,其目的是“通过对投放市场的气体、液体和产品的特定部门的温室气体减排义务,引人对市场明确的条例设计”1。德国联合政府通过创设市场场景牵引绿氢国家战略实施，主要涉及以下几方面内容:在工业应用领域,主要是通过实施绿氢发展战略,加快重化工业(包括钢铁:化工企业等)用能清洁替代,履行温室气体减排义务。“确定绿色主导市场,设置监管护栏”。在交通运输领域，对使用绿氢燃料及衍生物的交通工具依法最大限度地减免能源税:对非生物源可再生燃料(氢气和电子燃料)实行分配制度(2025年为2%,2030年为10%)。在公路运输方面,通过运营招标鼓励氢燃料电池卡车运营，继续推广燃料电池乘用车、轻型商用车和客车,加快加氢站基础设施建设。在航空运输方面,加大技术研究力度,为氢燃料替代创造环境条件。在船舶运输方面,为航运业转型创建技术开放资金框架。在铁路运输方面,建立激励机制,鼓励安全燃料电池列车,允许铁路运输使用绿氢进行温室气体配额制交易。在建筑用能方面,通过政府补贴鼓励氢能供能加热系统,履行建筑脱碳用氢义务。

　　2.5国际合作联动

　　由于受自然资源禀赋限制,德国仅依靠国内绿氢生产,难以满足其制造业发展与民用需求。德国三党联合政府在推进国家氢能战略实施进程中,把眼光投向了国外。目前德国实施氢能战略聚焦两个重要方面,一是通过试点大型项目,确立绿氢产业链条运作模式:二是探索合适的商业模式建立市场平台,促进国际绿氢能源贸易,力图通过建立国际合作框架实现绿氢能源转型战略目标。因此，从南美到西非,德国正在积极部署海外氢能市场。德国工业巨头蒂森克虏伯正在与巴西合作建设巴西第一个具有工业规模的绿氢工厂,处于南美的绿氢工厂也在筹划建设。另外,德国三党联合政府还与加拿大、澳大利亚、挪威等国建立绿氢供应链,努力拓展海外绿氢进口渠道。德国之所以在能源危机时刻执意关停核电,制定提前关停煤电时间表,就是寄希望于绿氢能源转型。

　　2.6法律政策保障

　　在德国三党联合政府上台执政之初的《联合执政协议》中,将经济、能源与气候部门合并,组建了“经济、气候与能源部”。气候保护被定义为跨部门任务,德国所有部门的立法项目都需要审查气候保护适宜性。正如绿党议会党团主席埃卡特(KaminGoring-Eckardt)在《联合执政协议》公布后所说,“对政府所做的一切都要进行气候检查(Klima-Check)。任何一项措施或一部法律所产生的每一吨二氧化碳都必须进行平衡”气候、能源、科技是《联合执政协议》中提及最多的产业。2045年实现碳中和;停用煤电目标提前8年,2030年前停用煤电:2030年德国80%的电力来源于可再生能源(原来为65%);2030年确保至少1500x104辆电动车上路。协议认为,为实现上述目标,电力、交通、工业、建筑及农业必须加速脱碳,在气候保护方面德国要增加数十亿欧元投资。正如德国总理奥拉夫·朔尔茨所说，“我们已经决定,这将引领德国未来十年的投资”为了促进清洁能源转型,德国三党联合政府于2022年7月再次修改《可再生能源法》(EEG2023)。新法案旨在促进摆脱对化石能源的依赖,加速绿色能源发展。新法案规定,遵守巴黎协定控制全球升温在1.5℃之内的要求:2035年电力供应“基本实现碳中和”;2030年可再生能源发电达到80%:未来德国2%的土地将单独用于风力发电,每个州都必须分配2%的土地用于安装风电装机。新法案鼓励地方政府积极参与风能和太阳能项目建设投资《联合执政协议》与可再生能源新法案,对于德国能源绿色转型提供了政策与法律保障,也为德国绿氢发展提供了可靠的“绿电”保障,进而为德国绿氢经济升温莫定坚实的基础。

　　2023年5月24日,德国三党联合政府制定并通过了未来氢能核心网络的法律和监管框架,规定氢能核心网络建设分阶段进行。首先是建设氢能基础设施,重点解决绿氢远距离输送的问题,并计划2032年前投人使用:其次是着眼于核心网络外的客户需求,特别是能源密集型企业需求,将全面的氢能网络发展规划纳人能源工业法案(EnWG)。

　　德国实施绿氢能源国家战略对我国的启示

　　2019年,氢能第一次写人我国的《政府工作报告》。2022年3月,我国《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》正式发布。《规划》以“碳达峰”与“碳中和”为目标,充分明确了氢能在我国未来能源体系中的重要地位与作用。2022年6月，国家发改委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》对“十四五”期间我国氢能产业发展进一步提出要求。我国当前是世界第一制氢大国,年制氢量达到3300x10'51,但绿氢占比只有1%左右,绝大部分是灰氢与蓝氢,灰氢占比高达60%以上。绿氢与绿电是最纯正的绿色新能源,在能源转型中被普遍认为是最有发展潜力、最符合实现气候目标的替代能源。我国要汲取德国实施绿氢国家战略新经验,如期实现“双碳”目标,应该在以下几个方面狠下功夫。

　　3.1进一步加强政策供给,坚持先立后破,大力推进绿氢产业链建设

　　从当前我国氢能应用场景看,主要集中于燃料电池应用领域。在化工、钢铁等其他更广阔的工业领域绿氢应用可以说才刚起步,特别是绿电与绿氢耦合方面还有很多工作要做。在政策供给方面，要通过加大政府补贴力度引导资本投人,运用财政税收和金融优惠政策,鼓励相关大型企业以及其他市场主体发挥自身优势,在绿氢的制、储、输、用各环节加大投资力度。要制定绿电制氢优惠价格政策充分发挥碳税、碳排放交易机制作用,降低绿氢成本。建立健全绿氢规范标准、检测标准与安全保障政策法律体系。在绿氢产业发展步骤上,要坚持先立后破原则,不断提高绿氢在氢能结构中的比重，在绿氢产业链条方面,通过可再生能源制氢在源头推动,绿氢应用场景在交通、钢铁、化工等行业示范拉动,逐步扩大规模,把供需两端有效连接起来。

　　3.2统筹区域布局,“绿电+绿氢+智能化”共同推进

　　当前,我国绿氢产业化发展主要受制于电解水制氢成本过高,可再生能源稳定性不够,加氢站数量不足,绿氢运输距离太远等。这势必造成绿氢的经济性问题,从而迟滞了绿氢产业发展。我国地域广阔,风电、光伏等可再生能源发电主要集中在三北和沿海重要区域,这就需要通过统筹布局、顶层设计,实现绿氢就近规模制取,就近规模智能化应用,把“绿电+绿氢+智能化应用”有机结合起来。这样一方面可以通过可再生能源电力就近智能化应用,促进可再生电力消纳,缓解电网不稳定性:另一方面也可减少电力输送中的消耗,降低绿氢制取应用成本,提高利用效率。国家可以率先在这些地区布局绿氢项目,进一步促进绿氢产业链条衔接，以在全国起到项目示范效应。

　　3.3加快基础设施建设,制、储、输、用协调,构建绿氢网络化、规模化体系

　　坚持绿氢能源转型方向,走好绿氢产业化发展之路,离不开绿氢制、储、输、用基础设施建设。一是推进绿氢规模化制取基础设施建设,要在重点地区开展规模化制取试点，向规模化要效益要通过“大基地”规模化示范引领,降成本、提效益，比如内蒙古风光资源丰富,在绿氢产业方面具有得天独厚的优势。可以通过顶层设计、统筹谋划、科学布局,进一步加快制氢基础设施建设。首先要加快风、光可再生能源电力基础设施建设:其次要加快绿氢制取基础设施建设,扩大绿氢生产规模,通过规模降成本、提效益。

　　二是要加快加氢站建设,逐步探索“油气氢电能源综合站建设。针对当前氢气站投资大、数量少运营效益低的问题,要适当增加中央与地方政府氢气站或综合站建设、运营补贴,在消费端拉动“绿氢“产业发展。还要通过补贴办法推广氢燃料电池各型车的使用。

　　三是推进绿氢输送管道网络建设,特别是要加快推进大容量、长距离输送管道网络建设,探索天然气输送管道加氢适用办法,通过管道网络降低输送成本。

　　四是加快绿氢储存基础设施以及设备开发,拓展绿氢应用场景,扩大绿氢在钢铁冶炼、化工、交通等行业的市场需求。

　　3.4加强基础研究,举全国体制加快绿氢技术创新

　　我国绿氢研究与发展起步较晚,在绿氢制、储输、用等基础研究方面与发达国家还有一定差距，一是要发挥我国大国优势,集中人力、财力、物力，以举国体制加快绿氢基础科学和前沿技术研究,紧紧依靠科学技术支撑,促进绿氢能源产业发展。要通过绿氢产业技术创新政策,引导企业、科研院所等加大技术攻关投入力度,鼓励市场主体与研究机构通过设立绿氢产业基金等途径,支持绿氢基础材料、核心技术和关键部件的技术攻关。

　　二是设立绿氢国家科学技术专项,针对卡脖子的基础科学与技术问题进行攻关。通过支持国家重点实验室，以及其他绿氢重点科学研究平台,争取尽快在基础研究方面取得突破。

　　三是充分发挥重点高校、研究机构、大型国有企业等研究主体的作用,通过产学研结合突破绿氢制、储、输、用关键技术。

　　四是加快绿氢能源产业人才队伍建设。要根据我国实现“双碳”目标紧迫性要求,在重点高校增设和扩大绿氢能源专业,还要通过在职培训等方式加快人才培养,为绿氢科学技术创新提供人才支撑。

　　3.5加强基础研究,举全国体制加快绿氢技术创新

　　创造绿氢产业发展新优势当前,以绿氢为代表的新能源和可再生能源作为替代能源的“能源革命”正在世界范围内蓬勃兴起。我们要积极参与国际合作,通过优势互补、技术互鉴,有无互通、经验共享,创造绿氢产业新优势，一是在国际合作中发挥好我国优势。我国在全球绿氢产业链条中的优势,主要体现在碱性电解槽生产技术成熟、成本较低、市场占有份额较高(目前40%)。我们可以与绿氢资源较为丰富的澳大利亚沙特、埃及等国家加强合作,把绿氢销往需求较大的国家。

　　二是在国际合作中通过技术交流加快技术创新,进一步降低绿氢成本

　　三是发挥国际合作项目示范引领作用。比如澳大利亚再生能源公司(CIC)计划投资80亿美元建设全球首个绿氢项目,正在寻求澳-日韩-中国产业链落地。该项目利用澳大利亚绿氢资源,中国提供生产设备,下游需求来自日韩,三方合作被称为“氢能绿三角”。这种互利共赢的国际合作,对绿氢产业发展具有重要示范作用。

　　来源：中外能源，迈爱德编辑整理