德国氢能和燃料电池协会提案：德国的氢气进口战略

按：这是德国氢能和燃料电池协会给联邦政府国家氢能战略写的氢气进口战略提案。由香橙会研究院驻德国办公室翻译。

从方案看，德国氢气进口的重点是欧盟内部进口，进口形式长期目标是管道输氢，短期也可采取衍生物进口，比如氨。欧盟的战略是把美国和中国当碳中和的竞争对手。

德国氢能与燃料电池协会战略文件

柏林，2023年6月27日

氢气进口的紧迫性

德国希望在 2030 年之前建立起 10 千兆瓦的电解能力。这样生产出的氢气才能满足德国 2030 年 30% 至 50% 的氢气需求。因此德国将不得不进口其余的氢气。氢气进口战略将决定如何实现这一目标。

因此德国必须在 2030 年之前进口可再生能源，特别是绿色氢气，以确保其能源供应符合商定的气候目标。必须以具有成本效益的方式确保德国经济转型对绿色氢气的需求，并启动德国氢气市场经济的升级。只有这样德国才能在 2045 年实现气候中和的目标，同时保证供应安全。进口配额的高低取决于多种因素，在 2023 年还无法确定。各种方案显示，每年将有几百太瓦时的可再生能源必须以绿色氢气的形式进口。同时也为德国机械制造工业带来了巨大的销售潜力，到 2030 年，可再生能源发电和绿色氢气生产所需的设备销售额将高达 5000 亿欧元。

德国氢能与燃料电池协会认为联邦政府必须尽早采取果断的战略行动，以确保德国绿色氢市场经济的需求。在制定进口战略时，不仅要关注能源政策方面，还要考虑到对德国和欧洲经济的长期经济、工业和地缘政治影响。

德国氢能与燃料电池协会收到联邦政府修订氢能进口战略草案的任务，将配合修订进程，下文阐述了高效和供应安全的氢进口战略的核心要素。

德国氢进口战略的决定因素

面向未来的可持续能源进口战略的重点是充分提供无排放的可再生能源进口。进口方案的定量和定性设计必须同时确保可再生能源供应和在德国建立起绿色氢市场经济。在这种情况下，必须确保可再生能源，特别是绿色氢气进口的政治约束力、时间性和数量扩张路径。

到 2045 年实现气候中和设定了一个目标框架，进口战略的目标水平以及其中制定的工具和措施必须与之保持一致。

即将制定的氢能进口战略必须有助于确保德国和欧洲经济的强劲发展。同时进口战略必须有助于欧洲地区地缘政治的稳定和繁荣。这对于德国和欧洲继续在全球竞争中占据有利地位是十分必要的。

氢进口战略必须从整体系统的角度出发，制定具体的目标和措施，并预测和启动短期、中期和长期发展。必须勾勒出清晰的地理走廊，明确在短期内（2030 年前）和中长期内（2030 年至 2050 年）将以何种形式从哪些地区或国家进口多少氢。制定的方案必须以实际选择为导向，能够有效和高效地实施，并避免建立重复的结构。只有这样，政治和经济才能有针对性地制定必要的计划，并进行相应的投资。

氢气进口战略制定的背景

目前的《2023 年国家氢能战略》修订版草案假定，到 2030 年，德国对利用可再生能源生产的绿色或无二氧化碳氢气的总需求量为 95 至 130 太瓦时/年 ，其中约 28 太瓦时/年将在德国生产（相当于 10 千兆瓦的电解能力）。因此到 2030 年需要从国外进口 67 到 102 太瓦时/年的氢气（以氢气和氢气衍生物或合成产品的形式）。

德国政府预计，到 2030 年，每年氢气需求量的约 50% 至 70%（即约 47.5 至 91 太瓦时）将需要进口。2030 年之前大部分氢气及其衍生物将通过船舶进口（主要以氨的形式）。2030 年以后将越来越多地通过管道从欧洲进口绿色氢气，必要时还将从邻近地区进口。欧洲已经具备大量生产和运输绿色氢气的能力。到 2030 年根据具体的欧洲进口战略，每年可从欧盟成员国进口超过 100 太瓦时的氢气。

在 2040 年至 2050 年期间，国家氢能委员会 (NWR) 假设对气候中和氢和气候中和生产的氢衍生物的总需求为 964-1364 太瓦时/年，这相当于高达 500 千兆瓦的电解装机容量。由于多种因素（土地可用性、成本、社会和政治接受度等），可以认为德国将不得不从国外进口大部分绿色氢气。最新的需求研究表明，直接进口氢气的配额为 43% 至 70%，进口比例在 2040 年达到峰值之前一直在增加，直到 2050 年进口配额才开始略有下降。要满足 2040 年代和 2050 年代对氢的大量需求，最重要的是要建立可靠和多样化的进口选择，其中大部分是气态氢。

进口战略对德国作为企业所在地的影响

在进口战略中，必须明确绿色氢气的主要进口形式，以便及时提供必要的基础设施。对于气态氢的进口，必须根据消费端需求，改造或扩建沿可再生能源区域的必要的跨国管道系统以及国家级的长距离和配送网络。对于以合成产品或衍生物（如氨或甲醇）的形式通过海运进口氢气，必须建立适当的港口结构和能力、储存和转化设施（如氨裂解装置）以及配送结构（用火车或卡车将氨运输到客户处）。

为了满足 2030 年前的氢气需求，绿色氢气将主要以氨的形式通过船舶进口，然后才以气态氢的形式通过管道进口。大量的管道已经可以及时将可再生能源通过氢气作为能源载体输送到德国。

以氨的形式通过船运进口氢气在技术和基础设施方面仍有许多难题需要解决。进口的绿色氨在很大程度上只能作为一种材料而非氢气使用（如作为工业或能源系统中的燃料）。为此须在国内建设相应的氨配送基础设施。将氨、甲醇或其他衍生物的生产转移到国外将危及德国现有的完全一体化的价值链和相关工作岗位。它还会危及德国经济的弹性产品供应。因此需要在能源和材料进口之间保持平衡，以维持气候保护、供应安全和德国作为商业中心的地位之间的平衡。

在德国氢能与燃料电池协会的专业意见看来，通过任何形式的衍生产品进口绿色氢气都不是德国工业强国的理想战略。德国政府在制定氢气进口战略时，将重点放在通过管道进口绿色氢气上，以便通过这种方式加强德国和欧洲的商业地位。

欧洲管道进口的潜力

欧洲及邻近地区的可再生能源发电潜力足以完全满足欧洲对绿色氢气的需求。特别是，南欧（葡萄牙和西班牙）、西北欧（爱尔兰、英国）、北海和波罗的海地区、波罗的海国家（爱沙尼亚、拉脱维亚和立陶宛）、北欧（芬兰、挪威和瑞典）、东欧（乌克兰）和东南欧（罗马尼亚、保加利亚、希腊和土耳其）的可再生能源潜力巨大。大量潜在的欧洲氢出口国表明，在欧洲内部也可以采取多样化的进口战略。与可靠的欧洲伙伴国进行密集的绿色氢气贸易将使它们与德国更紧密地联系在一起，并使欧盟在与美国和中国的全球竞争中成为一个强大的氢气参与者。因此以欧洲为导向的氢进口战略有助于加强欧洲内部的凝聚力，促进欧洲内部市场的发展。

在欧洲范围内，氢气跨境贸易主要通过管道进行，在 5000 千米的距离内是最具成本效益的选择。通过有针对性的欧洲氢能战略，现有的天然气管道系统可以陆续转换成氢气管道。

在不久的将来，通过管道进口气态氢是一个真正的选择。当务之急是扩大纯氢网络或将其转换为纯氢网络。必须立即采取相应的措施。在超区域运输层面，管道将主要用于纯氢。不过在扩建阶段，在现有天然气运输网络中加入极少量的氢气可以是有选择性的第一步，而且可以很快实现。这必须根据当地条件逐一进行评估。例如，通过在现有天然气管道中掺入氢气，在 2030 年之前就可以通过现有管道网络从东南欧进口高达 14 TWh/a 的绿色氢气。同样在地中海和北海走廊各转换一条天然气管道就足以实现欧洲在 2030 年进口 1000 万吨氢气的目标。

对于欧洲内部的氢气贸易，现在必须在整个欧洲有针对性地规划、扩建和改造决定性的基础设施节点。在此，重点应放在与西班牙、东南欧成员国以及波罗的海北海沿岸国家的管道连接上。欧洲氢骨干网已经涉及这些项目，但需要直接和间接相关的国家给予更多关注。

非欧洲进口—地缘政治风险与机遇

出于地缘政治稳定和进口选择多样化的考虑，从长远来看，开发特定的非欧洲进口选择也是有意义的。这种国际氢贸易伙伴关系可以为德国和欧洲的技术和产品开拓经济领域并确保销售市场。中东和北非地区、土耳其和乌克兰由于地理位置邻近，尤其值得考虑。必须战略性地利用与这些地区现有的管道连接以及由此给各自国家带来的优势，尽快加强地区氢贸易。

作为战略进程的一部分，德国政府必须从其广泛的能源和氢伙伴关系组合中，从欧盟和周边国家中确定合适的国家，并与它们建立绿色氢贸易伙伴关系。

在选择非欧洲氢贸易伙伴时，尤其应考虑地缘政治风险因素。应系统地确定这些因素，以便在考虑和谈判的政治过程中确定可能的权衡，从而在早期阶段认识到潜在的目标冲突，并从战略上加以解决。

中东和北非地区尤其具有生产绿色氢气的巨大技术潜力。然而这些潜力必须首先通过精心开发国内和跨国基础设施来实现。此外还必须考虑到化石能源化或提高可再生能源在各国电力和能源供应中所占比例的努力、可持续发展标准的实施以及水资源的可用性。在这方面，德国和潜在出口国之间需要加强合作，以便及时和可持续地实现可再生能源的扩展目标，并发展必要的运输和基础设施。在非欧洲地区（尤其是全球南部国家和中东及北非地区）扩大可再生能源和提高氢气生产能力的最大障碍之一是投资风险，这对氢气及其下游产品的生产成本有重大影响。为了降低选定伙伴国的主要投资风险，应制定并有针对性地使用政府和/或多边融资工具。例如，可以考虑将未来的 H2Global 招标与将要建立的氢贸易伙伴关系挂钩，以专门刺激那里氢生产能力的提高。

在短期内，德国政府应颁布一项法令，鼓励通过绿色氢能进口在欧盟范围内生产的可再生能源，其工厂能力由德国政府根据德国可再生能源招标进行招标。这将为加强欧洲氢能合作伙伴关系创造必要的经济框架。

非欧洲氢贸易伙伴关系的设计必须有购买保证或确定的交付承诺，这样才能在生产方和消费方及时建立适当的能力（生产、合成产品转换、利用）以及运输和基础设施（合成产品的管道和港口结构）。

鉴于在 2045 年实现气候中和的宏伟时间表，所有利益相关方必须全速、战略性和系统性地实施必要措施。从存在重大地缘政治风险的非欧洲国家进口大量绿色氢气和氢气衍生物的风险管理是德国政府必须明确应对和解决的挑战。已宣布的绿色氢气进口战略是实现这一目标的适当工具。

结论以及要求

考虑到初始情况、气候目标和持续强劲的社会市场经济，德国氢进口战略必须包括以下十点：

1. 德国政府必须在进口战略中制定明确的目标，并在此基础上采取经济和能源政策行动。必须明确在何处、何时以及以何种形式（元素或衍生物）进口多少氢。这对于为所有相关方提供规划和投资保障，以及促进和确保德国和欧洲绿色氢市场经济的必要增长都是至关重要的。

2. 被选中的能源和氢伙伴关系必须发展成为真正的氢贸易伙伴关系。它们必须包括关于氢交易数量的透明和有约束力的协议，以及扩大生产和基础设施所需的共同努力。贸易伙伴关系必须以具体的时间表为基础，以便为各方提供规划和投资保障。应优先考虑贸易量潜力大的伙伴关系。

3. 应优先考虑并有针对性地实施向德国进口氢气的 “欧洲方案”。如果符合德国和欧盟的地缘战略利益，可以通过选定的非欧洲合作伙伴对这一方案进行补充。

4. 现在需要的是政治支持和财政资源对欧洲–有时也包括国际–氢能项目的一致定位和关注。例如，H2Global 招标的地区导向在这方面就很有意义。政治必须为私营部门快速开发和安全实施可靠的进口方案提供框架。这可以确保在短期内（到 2030 年）和长期内（到 2050 年）实现高进口配额，并满足德国对绿色氢气的需求。

5. 在平衡考虑经济能源供应、供应安全以及地缘政治、工业政策和欧洲政策等方面相互冲突的需求时，应优先考虑通过管道进口绿色气态氢。因此，必须选择并系统地建立必要的氢贸易伙伴关系。应从战略角度考虑通过船舶补充进口氢气及其衍生物，以（有选择性地）弥补缺失的能源数量和增加多样化。

6. 必须为将要进口的氢气数量建立适当的运输和基础设施。在国家层面规划和扩大氢核心网络，在欧洲层面规划和扩大欧洲氢骨干网，这些工作都必须坚持不懈、雄心勃勃地进行。同样进口氢及其衍生物的港口基础设施也必须在必要的范围内进行扩建和维护，以进一步确保德国的能源供应。

7. 对于管道进口而言，扩大或转换为纯氢网络至关重要。在这方面必须紧急采取适当措施。在提升阶段，在现有的天然气运输网络中加入极少量的氢也是明智的第一步。这始终取决于当地的条件。对于通过混合方式进口氢气，有必要制定统一协调的跨境运输法规。

8. 出于主权和复原力的考虑，欧盟和德国的价值链应予以保留。特别是在进口氢气衍生物时，必须注意确保国内生产能力和本地价值创造得以保留。

9. 在选择潜在的氢贸易伙伴时，应考虑到与氢贸易相关的出口国的经济增长情况，特别是在那些德国和欧洲由于地理位置接近而能够产生竞争优势的国家。通过这种方式，德国政府为德国经济提供了开拓新的消费和经济产品出口市场潜力的机会。

10.进口战略必须考虑到欧洲外部边界及其邻国地缘政治稳定化的机遇，并据此选择要建立的氢贸易伙伴关系。

德国氢能进口合作国/合作项目

截止2023年7月，由德国联邦教育与研究部（BMBF）资助的国际氢能进口合作项目有：

1. 从澳大利亚进口绿氢的可行性

自 2020 年以来，德国和澳大利亚已经建立氢能战略伙伴关系。为此德国和澳大利亚的科学和工业联合体确定了整个氢价值链上现有的监管、技术和经济障碍（研究项目HySupply），这些障碍需要克服，以建立供应链。德国和澳大利亚联合发起了筹资呼吁：HyGATE（德国-澳大利亚氢创新和技术孵化器）计划旨在建立德国-澳大利亚绿色氢供应链。2023 年启动四个项目将展示这一供应链。

HySupply 的另一项成果是德国-荷兰-澳大利亚可行性研究 TryHyHub。该研究正在调查从西澳大利亚经鹿特丹港到德国建立氢气供应链的可能性。

此外通过可行性研究项目 GIGS（Green Iron für Green Steel绿色钢铁），德国和澳大利亚希望调查是否以及在何种条件下可以从澳大利亚进口绿色钢铁。

2. 与非洲的氢伙伴关系

非洲具有生产绿色氢气和合成燃料的巨大潜力。同时非洲的氢经济可以极大地改善当地的生活。非洲大陆从一开始就是德国的氢能战略合作伙伴。

为了给联合供应链奠定基础，西非经济共同体（ECOWAS）15 个国家分析了西非和南部非洲 30 多个国家生产和出口绿色氢气的潜力。同时还考虑了社会、政治和技术标准以及水资源管理。该研究项目是德国-纳米比亚氢能合作的成果的一部分，目前有六个项目正在展示或准备德国-非洲氢供应链。其他项目正处于规划阶段。专家认为，纳米比亚是最有希望低成本生产绿色氢气及其衍生物（如甲烷、氨或甲醇）的国家之一。纳米比亚的目标是从 2025 年开始出口绿色氢气。

除合作项目外，联邦教育和研究部还在资助纳米比亚氢战略的制定以及纳米比亚当地专家教育和培训的能力建设计划。为西非国家（ECOWAS）的学生开设的为期两年的绿色氢技术硕士学位课程。该计划于 2021 年启动，共有 60 人参加（共有 900 人申请）。

3. 与加拿大建立氢伙伴关系

自 2022 年 10 月以来，德国和加拿大一直在资助四个涉及中小型企业的合作项目。联邦教育与研究部为此提供了总计 250 万欧元的资金。所选项目涉及氢气生产成本最小化、氢气融入工业价值链以及先进的氢气生产方法等。

这些项目建立在强大的研发合作伙伴关系基础之上：自 2020 年起，德国联邦科学与技术基金会已经与自然科学与工程研究委员会（NSERC）共同资助了十个项目，以加强德国与加拿大在氢研究领域的合作网络。这些合作的基础是两国都制定了国家氢能战略，并且在能源和气候政策方面有着相同的政治优先事项。

为了加快绿色氢能在国际市场上的推广，德国政府还于 2022 年 8 月与加拿大签署了氢能协议。该协议的目标之一是建立一个跨大西洋的绿色氢气供应链。从 2025 年起，加拿大将首次向德国交付氢气。

4. 与新西兰的氢伙伴关系

新西兰也为生产绿色氢气提供了良好的基础条件，此外新西兰还拥有一流的研究基础设施和充足的可再生能源电力。因此德国和新西兰正在资助三个联合研究项目。德国联邦科学与技术部将在未来三年为这些项目提供总计 120 万欧元的资助，这些项目于 2022 年 8 月启动。

资助的目的是加强绿色氢技术方面的国际交流与合作，从而为建立持久的研究、开发和创新伙伴关系奠定基础。除氢气生产外，这三个项目还致力于氢气储存。两国的研究人员正在开展一项氢分配系统研究。

5. 与荷兰开展氢能研究

德国和荷兰拥有世界上最高效的工业集群之一，可以通过联合研究和密切合作，在绿色氢能和绿色化学领域为加速开发气候中和技术做出贡献。为此联邦教育和研究部、联邦经济事务和气候保护部与荷兰研究理事会共同发起了 “绿色氢能和绿色化学的电化学材料和工艺”（ECCM）资助项目。德国和荷兰合作伙伴之间的合作项目将结合两国的能力，为绿色氢能和绿色化学开发具有高度创新性和实用性的解决方案和工艺。项目的设想是让合作伙伴参与从研究到工业再到最终用户的整个创新链。

6. 与法国合作开展氢能研究

德国联邦教育与研究部和法国研究部（MESRI）共同启动了九个能源研究项目，作为法德资助计划的一部分。这些项目将为法国、德国和欧洲提供基于可再生能源的高效、经济和环保的能源供应解决方案。氢技术是该倡议的重点，共有五个项目。这些项目正在研究如何利用可再生能源发电生产气体和化学品（例如利用温室气体二氧化碳），以及如何改进氢燃料电池和利用氢提供全屋能源供应。这项资助措施的最终会议于 2023 年 6 月举行。