德國推動氫經濟以促進達成2045年碳中和目標
- 建檔日期：113-01-16
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德國位於杜伊斯堡(Duisburg)的蒂森克虜伯鋼廠(Thyssenkrupp AG steel plant)是德國最大工業園區之一，每年進口2,700萬噸礦石、煤炭、焦炭及其他原料，生產約1,100萬噸鋼鐵，為德國最大的單一溫室氣體排放源。根據世界自然基金會德國分會(WWF Germany)指出，該鋼鐵廠在2022年排放近 800萬噸二氧化碳，略高於同年加拿大整個鋼鐵業的排放量。德國計劃在2030年將排放量相較1990年減少65%，並在2045年實現碳中和。但近期報告顯示德國將無法實現2045年目標，因某些產業未能縮小排放差距。
有助於縮小差距的其中一種方法是氫氣燃料，因為氫在燃燒時不會產生排放。德國政府表示，氫將在鋼鐵、化工與水泥等產業脫碳方面發揮重要作用。為充分利用氫的潛力，德國需要確保氫的低碳供應，這是一項艱鉅的任務。目前生產的氫氣幾乎所有都是由化石燃料製成的，採用的方法會產生排放，抵消燃料的一些氣候效益。但氫也可以透過電解來製造，電解是一種利用電力將水分子分解成氫氣與氧氣的過程。當使用來自風能或太陽能發電等非排放源的電力來完成此過程時，氫被認為是「綠色的」。
德國的目標是到2030年在國內擁有10 GW的綠氫產能，但德國再生能源協會氫能專家Florian Widdel表示，沒有人知道這些巨量的能源將從何而來，對於德國這樣的工業國家來說，這是一個巨大的問題。他補充說，再生能源協會希望看到把重點放在國內氫氣生產上，但德國7月份發布的國家氫能戰略很坦率地顯示德國將無法自行生產所需的綠氫。相反的，德國正尋求自國外來滿足其氫需求，高達50%至70%的供應量將以氨的形式透過船運送進口，氨是一種富含氫的分子，比液氫更容易儲存及運輸。
2022年加拿大與德國簽署建立氫氣供應走廊的協議，根據協議加拿大將在2025年開始出口氫氣予德國。但專家Widdel表示，德國進口的大部分氫氣可能來自鄰近國家，例如挪威與丹麥，或透過經由義大利及奧地利將連接北非和德國的管線。德國已經在建立氫氣港口與儲存設施，並投資200億歐元改造及新建管線，這些管線將延伸近10,000公里，橫跨該國16州。
德國位於北海小鎮威廉港(Wilhelmshaven)將進行一項計畫以將社區轉變為綠色能源中心，為德國提供進口氫氣。威廉港是全國唯一的深水港，長期以來一直是石油與煤炭的主要樞紐。根據該計畫，由綠色氫製成的進口氨將在浮動碼頭從船上卸下。然後經過「裂解」(cracked)轉化回綠氫，並透過管線輸送到工業設施，如鋼鐵廠與化學品製造商。進口綠氫的一個主要問題是效率低，轉換過程的每一步都會失去能源。能源分析師兼投資者Michael Liebreich在2022年12月為彭博新能源財經(BNEF)撰文指出，儘管提高每階段的效率是有可能的，但多項製程步驟的限制代表著端到端的效率很難改變。他預估，在氫的生產、運輸與裂解過程中高達80%的原始輸入能源被耗損了。
隨著氫經濟的逐步發展，德國將允許使用其他形式的氫，包括由天然氣製成的藍氫及甲烷燃燒製成的藍綠氫(Turquoise Hydrogen)。環保人士警告說，這種靈活性雖可以加速能源轉型，但也有延長化石燃料壽命的風險。威廉港希望不僅是進口綠氫，這裡的公司也希望進口合成甲烷，一種被他們稱為電動天然氣(electric natural gas, eNG)的燃料。這是透過將捕捉的二氧化碳與綠氫結合製成的。
總部位於比利時的 Tree Energy Solutions 公司與另外兩家能源公司E.ON與Engie合作，在威廉港建造一座浮動液化天然氣接收站，預計於2024年開始運作。該接收站的設計能夠在未來轉向處理氫氣或合成甲烷。Tree Energy Solutions的顧問Jana Verberg表示，該計畫在天然氣上被視為暫時性的，到2030年將能用於綠色能源eNG，而優點是不需要拆除原有設施並建造新的基礎設施。該公司計劃從工廠捕捉二氧化碳，透過管線將其輸送到威廉港，然後用油輪運往再生能源豐富的國家。在那裡，二氧化碳將與綠氫混合形成合成甲烷，冷卻直至變成液體，然後運回德國，透過管線輸送到工廠燃燒。這種方法幾乎不需要對使用天然氣的產業進行任何改變，但為使該過程被認為是碳中和的，燃料燃燒時產生的二氧化碳必須被捕捉及回收。批評者則懷疑任何形式的甲烷燃料是否可以在不排放的情況下使用，因甲烷是一種溫室氣體，可能會在供應鏈的各個環節洩漏到大氣中，而使用捕捉的二氧化碳來生產燃料也可能產生不受歡迎的副作用。
