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欧洲天然气告急，能源巨头们为什么还不慌？

制造界 2022-07-27 18:30
泰克年终盛典 精密双向电流感应放大器设计方案

来源：立方知造局    作者：刘铮
图片/ 图虫创意   编辑/ 刘薇


立方知造局以2021年度企业营收200亿美元为基准线，遴选欧洲氢能相关企业，还原企业在俄乌冲突背景下，针对缺电、缺落地场景等一系列氢能布局新动作。对于还在摸索氢能产业化的中国来说，推广绿电降低制氢成本是第一步，核心问题是寻找应用场景。

天然气对于欧洲来说，不仅要用于供暖、工业生产，还承担了全欧洲20%以上的发电量，同时相比煤炭，天然气产生的碳排要少一半，有利于欧盟的脱碳大业。

但俄乌冲突后，欧洲能源告急的红灯就没熄灭过。电力和暖气短缺让民众怨声载道，欧盟各国的官员和政客脑洞大开的“节能方案”也层出不穷。当呼吁声逐渐平息，问题还在——拿什么来堵住天然气的缺口？

比如俄罗斯北溪两条管道的终点——德国。现在2号管道项目建设停滞，1号管道进入年度维修部分“断供”。德国政府在6月决定重启燃煤缓解发电压力，这一动作还被误读为“德国撤销碳中和目标”，搅得全球双碳事业一时风声鹤唳。德国希望靠重启煤电力挽狂澜，但尴尬的是，欧洲进口的煤炭有45%来自俄罗斯，危机仍未缓解。不少欧洲国家开始从印尼、南非、澳大利亚等国抢购煤炭——但靠煤真的就能填补天然气的缺口吗？


德国燃煤电厂  图源：iStock

立方知造局看来：短期，堵不上；长期，只能靠氢。被称为“人类终极化学能源”的氢能，尤其是通过可再生能源发电制取的绿氢，能够从其制取、储运、应用三端，带动能源向多元化转型发展，从根本上解决欧洲加以外求的能源危机和双碳目标。

制取端：发展氢能可以促进可再生能源发电——也就是光伏、风电的大规模建设，这也能缓解天然气短缺造成的困境；

储运端：大规模的氢能同样需要物流体系和管道的配合，能够让欧盟在内部搭建起自己的能源储运生态，进而摆脱俄罗斯的管道和美国远洋航运的限制；

应用端：氢气可以用于交通运输、储能、发电，还能和天然气混输进入家庭进行供暖供火。


5月20日，欧盟针对3月发布的RepowerEU能源转型方案做出补充：生产绿氢的电力不能来自现有发电，必须用新增的可再生能源发电进行生产。乍看上去，这似乎限制了欧盟向氢能转型的步伐，但实际却解决了氢能发展过程里的一个隐忧——大规模绿氢的生产需要耗费大量可再生能源电力，贸然推动转型会让欧盟本不富余的能源雪上加霜。

而要求额外电力生产绿氢，为的是以氢能发展带动可再生能源的大规模部署。巴掌来了，枣儿也得来。7月开始，欧盟陆续出台一系列规划、法案，从上至下大力拉动氢能产业：

 7月13日，欧盟工业、研究和能源委员会通过了REDⅡ（可再生能源占比）法案，对于工业和运输中的可再生能源占比进行约束，2030年将达到45%。这将直接推动氢能在下游运用中的普及。7月18日，欧盟通过了一款名为Hy2Tech的氢能技术项目，这是IPCEI（欧洲共同利益）成立以来关于氢能的第一个重要项目，将为35家公司提供54亿欧元的欧盟成员国投资。

尽管有欧盟背书，该项目的风险仍然巨大，因为单个项目覆盖到从生产到储运再到应用的整个氢气生态系统，并且要在2030年时帮助欧洲实现2000万吨绿氢的生产目标——如何吸引企业参与并进行投资，是另一个重要命题。根据IPCEI测算，Hy2Tech项目将会带来88亿欧元的商业投资。巨大的投入以及氢能技术的高门槛，意味只有能源行业的巨头能成为项目试金石——

立方知造局以2021年度企业营收200亿美元为基准线，遴选欧洲氢能相关企业，还原出这些企业在俄乌冲突后，双碳压力下，针对缺电、缺落地场景和大规模应用市场的新动作。

1/ 新增发电项目，缓解欧洲缺电潮

世界最大电力生产商之一：法国电力集团

营收：802.77亿美元（2021）
动作：投资20-30亿欧元启动“氢计划”
目的：2030年成为欧洲绿氢市场领导者

早在2021年10月，核电比例世界第一的法国便成为欧洲“电荒”的救世主，俄乌冲突发生后，掌握法国所有核电机组的法国电力集团，敏锐感知到欧洲即将开启全面发展氢能的时代，因此在4月便提出“氢计划”。

法国丹皮尔核电站  图源：iStock

核电巨头的氢计划也离不开老本行，法电集团除了直接投资可再生能源业务外，其氢能相关项目则交由子公司Hynamics执行，包含核电与可再生电力电解水制氢。计划开发的项目总量为3GW，实现年产45万吨氢气。
 
发展氢能还体现出法电集团不愿再将业务集中于发电端的野心。2015年，法电制定2030战略目标时，便将可再生能源、城市能源服务与核电并列为三大战略业务领域；旗下EIFER研究中心在氢能领域的探索也已超过15年。利用充裕的核电，法电集团在低碳氢（核电电解水生产的不是绿氢）领域的成本将大大降低，而氢气产品可以提供给难完成脱碳的工业和交通领域，让法电集团在这块市场占有一席之地。
 
2022年至今，法电集团已有两大氢能项目投建：第一个是位于英国的海上风电与光伏发电厂，投运后将为Teesside绿氢项目提供可再生能源电力；第二个是在法国欧赛尔市开发的“现场电解制氢加氢站”，首期装机1MW，每天可现场电解生产低碳氢气400公斤，供给5辆氢燃料电池公交车使用。未来将逐步提升电解能力，面向更广阔的交通运输市场。


加氢站与氢能公交车  图源：iStock

中国相关项目情报：欧洲市场之外，法电集团与中国国家能源集团合作建立江苏盐城的海上风电项目。海上风电不像在陆上建风电会受到用地限制，造价相对较低，加之国内产业链发展较为成熟，国内能源巨头国家电网、三峡集团、国电投也加入到这个未来绿电主要发展方向之一的赛道。2021年，亚太地区新增超过90%的海上风电容量，都来源于中国。世界第一大石油公司：荷兰皇家壳牌石油公司

营收：3521.06亿美元（2021）
动作：建设欧洲最大的绿氢工厂
目的：2035年前在全球氢能市场达到10%以上占有率，2050年成为净零排放企业

7月，壳牌最终决定在荷兰鹿特丹港投建全欧洲最大的绿氢工厂——Holland Hydrogen I，预计2025年投入使用。工厂中将使用200WM的电解槽制氢，单日产能可达6万公斤。而该工厂中制取绿氢所使用的大量电力，将全部来自于壳牌参与开发，计划于2023年投运的海上风电厂，符合了欧盟REpowerEU的要求。

Holland Hydrogen I绿氢工厂概念图  图源：Shell官网

绿氢工厂中生产的绿色氢气也将为壳牌的化石能源脱碳提供帮助，位于鹿特丹的壳牌能源和化学工业园能通过管道直接获取绿氢，并将其作为现有灰氢的替代炼油，降低燃油产品的碳含量。在未来，随着燃料电池重型卡车上市，以及氢能补给网络的发展，工厂中生产的绿氢还将直接帮助商业道路运输进行脱碳，也为壳牌在新能源汽车行业打下基础。

壳牌在冰岛的加氢站 图源：wikimedia

中国相关项目情报：6月28日，中国启动首个千万吨二氧化碳捕集、利用、封存（CCUS）集群项目，由中海油、广东省发改委牵头，合作企业中，就有壳牌的身影。壳牌发布的《中国能源体系2060碳中和报告》中提到，中国地下碳封存量预计可达2.4万亿吨，仅次于美国。而目前中国已有的CCUS应用，多为体量较小的开发项目——未来40年里，规模将会迅速扩张。CCUS与氢能技术一样，短期内需要政策扶持和基础设施建设；长期则需要通过整合应用，以及大规模的产业集群——如此才能帮助一些难以实施减排的工业部门进行脱碳。

2/ 布局氢能在炼钢、航空场景应用

全球石化巨头：英国石油公司

营收：2826.16亿美元（2021）
动作：垂直钢铁领域氢能基建
目的：实现氢能产业链碳中和正向循环

英国石油公司也是向可再生能源转型的巨头之一，当前正在欧洲大陆布局绿氢项目。但前期的氢能基建中，包括平台、管道、涡轮机塔架等都需要大量钢铁，而钢铁又属于高碳排行业，在产业链的循环下，控碳的步调不太和谐。因此英国石油公司选择与德国蒂森克虏伯钢铁公司合作，开展氢能和可再生电力的相关合作。德国蒂森克虏伯钢铁公司产生的碳排占德国总排放量的2.5%，用低碳氢直接还原铁矿，是其主要的脱碳方式之一。

还原铁矿是未来氢能主要利用方式之一 图源：iStock

双方签署的协议中提到，英国石油公司负责提供低碳炼钢所需的氢气以及可再生电力，而蒂森克虏伯生产的氢基钢铁，将被用来进行氢能项目的基建。这样一来，碳中和的产业链也就完成了正向循环。

中国相关项目情报：相似的项目，也将在2023年出现在宝钢湛江钢铁公司——中国首套集成氢气进行工业化生产的钢铁产线，氢气由风光发电制取。近年来，中国钢铁行业也开始加速拥抱氢能。原因在于：中国钢铁行业的碳排放量占全国总量的15%，排名第二；而排第一的电力中，又有9%的发电量用于钢铁行业。随着双碳目标时间临近，钢铁脱碳也日益成为重要命题。工业气体巨擎：德国林德公司


营收：286.77亿美元（2021）
动作：集中工业、交通运输领域布局
目的：与政府、企业合作，搭建自身氢能产业服务链条

7月，德国工业气体巨擎林德公司与阿联酋能源和基础设施部（MOEI）签署谅解备忘录，双方将会确定一系列有助于减碳的能源项目，以帮助MOEI实现2050年的碳中和目标。根据林德公司透露的信息，合作项目将会集中在四个领域：氢能交通、CCS（碳捕获和封存）、电解制取绿氢、天然气氢气混输。

对于林德来说，最重要的还是其中氢能的储运及应用——这不只是针对于MOEI的合作，也是林德在全球市场里自身价值链的布局体现。未来林德氢能与CCS业务将主要集中于工业和交通运输领域，在客户过渡向清洁能源时提供相应服务。


氢能机场未来将成为氢能基建的一部分  图源：iStock

正因如此，今年的2月-6月，林德与空客陆续签订几项合作协议，目标是在全球范围内的机场，建设氢能基础设施，包括机场储运氢能，以及将氢能燃料应用于商用飞机。目前，林德与空客的合作已有来自法国、意大利、韩国、日本和新加坡的公司和机场参与其中。按照空客的计划，到2035年采用氢基燃料的零排放商用飞机将会推向市场。


图源：林德官网

中国相关项目情报：国内氢能企业也在寻求氢能落地的场景，率先解决的，是氢能运输今年7月，中国石油为甘肃省玉门油田建造的输氢管道主线路已全线贯通。管道长度5.77公里，能够直接将氢气输送给周边企业，提供可消纳的生产原料。就这样，目前甘肃、宁夏、新疆形成初步的氢气供应链。

在氢能链条中，储运是连接制取与应用的关键端口，而管道铺设是最为经济、也最容易带来规模化效益的氢气输送方案。网络化的管道解决了储运环节“最后一公里”问题；而便利的氢气来源，也会提升下游企业使用的积极性。更重要的是，氢能管道网络能让区域内经济循环加速。


3/ 出海输出欧洲氢能体系

全球领先的多元化能源公司：法国道达尔公司

营收：1762.49亿美元（2021）
动作：出海印度，与当地巨头合资成立氢能产业公司
目的：输出体系，开拓市场、降本增效

6月，国际能源巨头道达尔（法国）收购印度最大基建集团阿达尼旗下的阿达尼新工业25%的股权，双方计划将阿达尼新工业打造成世界上最大的全产业链绿色氢能公司。阿达尼新工业在未来十年内将会获得总共500亿美元的投资，业务范围覆盖氢能产业链的上下游：在设备端，阿达尼新工业会参与进太阳能电池板、风力涡轮机，以及制取氢气的电解槽等设备的生产制造领域；在生产、应用端，阿达尼新工业将直接从事大规模的绿氢生产业务，并且进入到下游的应用环节，包括利用氢气脱硫炼油、炼钢，以及衍生的氮肥和甲醇制造。

除此之外，阿达尼新工业也会成为道达尔在印度进行绿氢生产和商业化应用的独家平台，初期目标是在2030年之前，完成30GW的可再生能源发电部署，以及绿氢100万吨/年的产量。


“风光氢”一体的可再生能源项目  图源：iStock

道达尔与阿达尼的合作，来源于双方的某种共同隐忧：在既定的碳中和时限下，传统化石能源巨头大象转身的步调必须更加激进，也更加重视推进新技术的大规模应用——以期在可再生能源的新平台上率先抢占高地。 道达尔设定了与欧盟同步的2050碳中和目标，但到2030年，其位于欧洲的炼油厂就要逐步使用绿氢进行脱碳，淘汰碳排更高的常规燃烧。

而根据印度国家氢能任务的要求，从2023-2024年度开始，绿氢必须占到炼油厂整体氢气需求的10%。对于刚刚进入可再生能源领域的阿达尼来说，最好的方式莫过于和拥有成熟技术的国际巨头开展合作，如此才能跟上发展步调。

绿氢炼油是传统能源巨头转型的重要命题  图源：iStock

印度是全球第三大碳排放国，但承诺实现碳中和的时间为2070年，相较于其他主要国家的双碳目标来说略为滞后。而从合资的ANIL公司涉及的领域来看，其实与前面提到的IPCEI的Hy2Tech项目一致。这点也表明，欧洲的能源巨头正在将触角延伸向全球范围内有待开发的潜力市场，向他们输出自己的可再生能源体系。

中国相关项目情报：2021年，中国的电气化率（电能占终端能源消费比重）不到30%，如果要在2060年实现碳中和，可能要达到60%——可再生能源电力，作为双碳目标里的关键因素，以及氢能发展的先决条件，是每个能源企业都要加大投资的领域。不过，不同于印度，在氢能发展路径的市场创造、技术示范、规模应用三个阶段中，中国正处于技术示范阶段。

这便有了今年6月份，中石油与道达尔签署阿尔比恩（ALBION）项目研发合作协议，将在节能减排、绿色低碳、CCUS和新能源等领域合作。技术示范的意义不止在于实现大规模的可再生能源制氢，更重要的是，通过一个个示范项目将氢能应用由点向面地完全铺开。未来，在统一体系下运作的巨大市场，将为氢能企业带来以规模降本增效的优势。

尾声

在调研欧洲能源巨头的氢能动作时，立方知造局发现另一个值得关注的现象：非洲南部的一些国家被欧盟列为氢能路线图上的主要出口国，比如纳米比亚。
欧盟承诺支持其建设绿氢工业，并在2030年从纳米比亚进口1000万吨氢气，协议中还有一项条款——允许欧盟获得纳米比亚的化石能源矿产，以摆脱对俄罗斯的依赖。立方知造局在《碳与氢：中国新国运》中曾提到：在氢能技术领域，各国之间不止有竞争，还有竞合。


国际合作自然是好事，2018年至今，美国空气化工、德国林德、法国液化空气，以及众多日企与中国在氢能领域的合作不下40余次；今年6月，中国首个千万吨级CCUS（二氧化碳捕集、利用及封存）集群项目中，也有壳牌、埃克森美孚等外资企业的身影。这些项目都对中国双碳事业和氢能发展起到正向的推动作用。吸引这些合作的，正是中国体量巨大的消费和工业级市场。

不论是氢能，还是与氢相关的“碳本位”体系，本质上都是技术话语权的争夺。日益临近的双碳时限，不可预期的能源风险，也昭示着这样一个道理——新能源上落后，同样会挨打。在竞合的表象之内，竞争的底色从未消失。



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