4月16日,法國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)部更新了國家氫能戰(zhàn)略報(bào)告,將2030年可再生能源(綠氫)或核能(粉氫)電解槽裝機(jī)容量目標(biāo)從6.5吉瓦下調(diào)至4.5吉瓦。同時,將其2035年裝機(jī)容量超過10吉瓦的預(yù)期下調(diào)至8吉瓦。

據(jù)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)部稱,此次修訂反映了市場準(zhǔn)備、技術(shù)成熟度、國際競爭以及其他脫碳技術(shù)進(jìn)展快于預(yù)期等方面的滯后。

報(bào)告指出:“此次延遲主要與電解技術(shù)的成熟度問題、仍然高昂的生產(chǎn)成本以及適用于該行業(yè)的框架的逐步實(shí)施有關(guān),該行業(yè)需要更多時間才能將可靠、高產(chǎn)量且成本控制更佳的電解器推向市場?!?/p>

不過,經(jīng)濟(jì)和工業(yè)部稱,“這項(xiàng)技術(shù)仍然前景光明”。法國政府還重申其計(jì)劃,將動員40億歐元(45.5億美元)支持建設(shè)1吉瓦的電解槽產(chǎn)能。

法國氫能協(xié)會表示,歡迎修訂后的國家氫能戰(zhàn)略,終于為工業(yè)領(lǐng)域提供了清晰的路線圖。法國氫能協(xié)會主席Philippe Boucly表示:“我對氫能領(lǐng)域的明確方向表示歡迎。在一段不確定性與艱難經(jīng)濟(jì)環(huán)境相結(jié)合的時期后,該生態(tài)系統(tǒng)受到削弱,投資受到抑制,修訂后的戰(zhàn)略不僅僅是一個積極的信號——它為利益相關(guān)者和投資者提供了一個令人放心且有條理的框架。這是重新確認(rèn)法國在歐洲和全球氫能推廣中角色的戰(zhàn)略指南針?!?/p>

法國于2020年啟動了首個氫能戰(zhàn)略,撥款90億歐元,用于發(fā)展以低碳?xì)淠転橹行牡膰夜I(yè)部門。該戰(zhàn)略的主要目標(biāo)是通過建立國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)能,實(shí)現(xiàn)重工業(yè)脫碳,并通過電解技術(shù)擴(kuò)大氫氣生產(chǎn)。此后,多家法國公司已投資電解槽制造,部分生產(chǎn)基地已投入運(yùn)營。

法國能源部表示,盡管自2020年以來,已有150多個項(xiàng)目獲得支持,其中包括位于濱海福斯和化學(xué)谷的重要工業(yè)基地,但該行業(yè)仍需要時間才能在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上成熟。

以下為更新過的《國家氫能戰(zhàn)略報(bào)告》全文,共分為9個部分:

1. 國家氫能戰(zhàn)略:初步成果令人鼓舞,但有必要進(jìn)行更新

2. 法國具備成為電解制取低碳?xì)渖a(chǎn)國的重要優(yōu)勢

3. 氫能在脫碳工業(yè)和某些交通方式中將發(fā)揮重要作用

4. 法國在氫能整個價(jià)值鏈上占據(jù)一席之地

5. 法國重申通過電解生產(chǎn)低碳?xì)涞男坌?/p>

6. 為促進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn),法國實(shí)施支持氫生產(chǎn)的機(jī)制

7. 法國致力于在主要工業(yè)區(qū)發(fā)展氫能樞紐

8. 為支持這一發(fā)展,法國建立國家監(jiān)管框架,允許生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用低碳?xì)?/p>

9. 獲得具有競爭力的電力是法國通過電解成功生產(chǎn)低碳?xì)涞闹匾獥l件

國家氫能戰(zhàn)略:初步成果令人鼓舞,但有必要進(jìn)行更新

2020年的國家低碳?xì)浒l(fā)展策略設(shè)定了服務(wù)于法國工業(yè)和能源主權(quán)的目標(biāo)。這一雄心勃勃的策略通過到2030年的90億歐元預(yù)算得以實(shí)施:它依托于法國在低碳電力結(jié)構(gòu)(核能、水電、風(fēng)能和太陽能)、工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以及研究領(lǐng)域的優(yōu)勢。

法國擁有一個基于核能和可再生能源(水電、風(fēng)能和太陽能)的低碳電力結(jié)構(gòu),以及一個安全可靠的電網(wǎng)。這些電力系統(tǒng)的特點(diǎn)使得法國能夠?qū)嵤┗谕ㄟ^電解生產(chǎn)本地低碳?xì)涞膰也呗?,這種方法可以在氫能新用途的起步和增長階段減少對大型運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的投資需求。因此,支持國內(nèi)生產(chǎn)是一個主要的戰(zhàn)略方向,這一方向通過增加能源獨(dú)立性以及實(shí)現(xiàn)消費(fèi)地附近的生產(chǎn)而得到確認(rèn)。

同時,法國選擇利用其在研究領(lǐng)域的卓越成就以及豐富的工業(yè)和技術(shù)生態(tài)系統(tǒng),在全球競爭中發(fā)揮優(yōu)勢。發(fā)展一個創(chuàng)新和有競爭力的氫能工業(yè)領(lǐng)域帶來了在法國創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會和技能的重要機(jī)遇,并且與自新冠疫情危機(jī)以來多次證明的工業(yè)主權(quán)需求相一致:國內(nèi)氫氣生產(chǎn)帶來的能源獨(dú)立性與掌握其技術(shù)和設(shè)備相輔相成。

a. 由國家、地區(qū)和氫能生態(tài)系統(tǒng)采取行動取得的初步成果

對法國氫能的工業(yè)和研究基礎(chǔ)進(jìn)行了有力的支持:

· 在上游,一個專門的優(yōu)先研究計(jì)劃和設(shè)備(PEPR)投入了8300萬歐元用于19個項(xiàng)目,涵蓋了整個價(jià)值鏈,包括生產(chǎn)(低溫和高溫電解、光電催化)、儲存(固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài))以及用途(質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)等)。

- 對于示范項(xiàng)目,“氫能技術(shù)磚塊和大型示范項(xiàng)目”征集活動獲得了來自未來投資計(jì)劃(PIA4)的3.5億歐元支持,圍繞電解槽、燃料電池及其整個上游價(jià)值鏈的項(xiàng)目。到目前為止,已有35個項(xiàng)目獲得支持。

·其他首次工業(yè)化或研發(fā)項(xiàng)目也通過國家的相關(guān)渠道獲得了支持,如“首次工廠”征集活動、汽車投資計(jì)劃(INVEST AUTO),以及航空、海運(yùn)和鐵路領(lǐng)域的CORAC、CORAM和CORIFER項(xiàng)目。

·此外,為了預(yù)測和滿足未來就業(yè)和技能的需求,九個培訓(xùn)項(xiàng)目被選為“未來技能和職業(yè)”征集活動的獲獎?wù)摺?/p>

此外,通過不同的“歐洲共同利益重要項(xiàng)目”(PIIEC)氫能項(xiàng)目浪潮,支持了預(yù)期未來大規(guī)模生產(chǎn)的首次工業(yè)化,這些項(xiàng)目在其設(shè)備和工業(yè)政策方面涵蓋了氫能領(lǐng)域。PIIEC項(xiàng)目,總預(yù)算為30.75億歐元,使得法國未來氫能巨頭的工業(yè)化成為可能:已經(jīng)獲得歐盟委員會批準(zhǔn)的有四家電解槽生產(chǎn)工廠(McPhy、Elogen、John Cockerill、Genvia),這些工廠涵蓋了三種主要的電解技術(shù)(堿性、質(zhì)子交換膜、高溫),還有用于公路用途的燃料電池(Symbio)以及整個價(jià)值鏈上游的關(guān)鍵部件(Plastic Omnium和Forvia生產(chǎn)儲罐,Arkema生產(chǎn)膜)。

在氫氣生產(chǎn)方面:

·2020年10月啟動的“地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)”征集活動,到目前為止已經(jīng)支持了46個主要圍繞氫能交通的生態(tài)系統(tǒng)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目綜合支持了氫氣的生產(chǎn)、分配和消費(fèi)車輛。

·“歐洲共同利益重要項(xiàng)目”(PIIEC)在其氫氣生產(chǎn)方面,也將在法國領(lǐng)土上部署6個工業(yè)用途(化工、氨、煉油等)大規(guī)模氫氣生產(chǎn)的先鋒項(xiàng)目。已經(jīng)選擇了可以安裝法國工業(yè)區(qū)首批氫氣生產(chǎn)設(shè)施的項(xiàng)目,這些項(xiàng)目位于福斯梅爾、勒阿弗爾-塞納河口或里昂的“化工谷”,這些地區(qū)是未來氫氣消費(fèi)的主要樞紐。

·政府計(jì)劃現(xiàn)在啟動一個支持氫氣生產(chǎn)的機(jī)制,該機(jī)制將支持最多15年的運(yùn)營。該機(jī)制將分幾輪支持1吉瓦的電解能力,預(yù)計(jì)總支持金額約為40億歐元。第一輪已于2024年12月啟動。

最后,工業(yè)和研究生態(tài)系統(tǒng)與地區(qū)合作,以實(shí)現(xiàn)法國的雄心壯志。法國研究中心、私營部門以及地區(qū)和地方行動者的倡議,如果沒有這些,氫能領(lǐng)域?qū)o法發(fā)展,推動了服務(wù)于我們主權(quán)和脫碳目標(biāo)的良性循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同行動者之間的合作以及他們的聯(lián)盟組織至關(guān)重要,必須繼續(xù)蓬勃發(fā)展,依托國家和地區(qū)的適當(dāng)監(jiān)管、規(guī)范和金融框架。這種動態(tài)在未來幾年將進(jìn)一步加強(qiáng)。通過這些不同的行動,法國已經(jīng)支持了150多個項(xiàng)目,這些項(xiàng)目將創(chuàng)造8000個直接就業(yè)崗位;它已經(jīng)在整個價(jià)值鏈上定位了結(jié)構(gòu)性項(xiàng)目,并且可以確保到2030年在關(guān)鍵消費(fèi)樞紐地區(qū)安裝首批重要的氫氣生產(chǎn)項(xiàng)目。

b. 為什么需要更新?

自2020年以來,已經(jīng)發(fā)生了幾項(xiàng)重大變化,需要對國家氫能戰(zhàn)略進(jìn)行更新:

·與任何新技術(shù)一樣,技術(shù)經(jīng)濟(jì)成熟度需要時間,但比生態(tài)系統(tǒng)最初預(yù)期的要長。

·國際上已經(jīng)實(shí)施了重大計(jì)劃(美國、中國、日本、韓國、中東和北非地區(qū)、南美洲)以支持氫氣或其衍生物的生產(chǎn)用于出口和/或發(fā)展其設(shè)備。

·在法國擔(dān)任歐盟輪值主席國期間通過的“Fit For 55”氣候一攬子計(jì)劃已經(jīng)在歐盟范圍內(nèi)設(shè)定了結(jié)構(gòu)性目標(biāo)。

四年來,法國的低碳?xì)鋺?zhàn)略已經(jīng)實(shí)施,因此必須更新以考慮這一背景以及這種低碳?xì)淇赡茉诙唐趦?nèi)和中期內(nèi)創(chuàng)造的機(jī)會。

法國具備成為電解制取低碳?xì)渖a(chǎn)國的重要優(yōu)勢

以脫碳某些用途為目標(biāo)的氫氣使用,其部署必須僅根據(jù)其生命周期內(nèi)的溫室氣體排放來評估。低碳?xì)?,指的是低碳?xì)浜涂稍偕鷼?,從生產(chǎn)到使用不應(yīng)排放超過3.38千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫(CO2eq/kgH2),正如可再生能源指令(RED)和天然氣指令所規(guī)定的。這意味著與化石燃料(歐洲法律規(guī)定的參考值為94克二氧化碳當(dāng)量/兆焦耳(MJ))相比,溫室氣體排放至少減少70%。低碳?xì)浜涂稍偕鷼湓跍p緩氣候變化方面具有相似的貢獻(xiàn)。因此,必須在歐洲層面上承認(rèn)低碳?xì)涞呢暙I(xiàn)與可再生氫的貢獻(xiàn)相當(dāng),以實(shí)現(xiàn)歐洲的溫室氣體減排目標(biāo)。法國將繼續(xù)在歐洲層面投入,以維護(hù)這一觀點(diǎn),這對于實(shí)現(xiàn)共享的歐洲氣候目標(biāo)是必要的。

法國本土擁有重要的核能和可再生能源電力生產(chǎn)基礎(chǔ),可以從電網(wǎng)電力中通過電解生產(chǎn)低碳?xì)洌捍箨戨娏Y(jié)構(gòu)的溫室氣體排放為15.7克二氧化碳當(dāng)量/兆焦耳電力(2021年值),這使得通過連接到大陸電網(wǎng)可以生產(chǎn)每千克氫氣低于3.1千克二氧化碳的氫氣。法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)在其2023-2035年預(yù)測平衡中進(jìn)行的工作表明,在考慮電解和低碳電力生產(chǎn)相結(jié)合的發(fā)展時,電力系統(tǒng)的間接排放與直接減排相比非常有限。此外,電解槽可能的靈活性可以增加在減少二氧化碳排放方面的收益。即使對于基礎(chǔ)負(fù)荷運(yùn)行的電解槽,減排溫室氣體仍然很重要,這在某些工業(yè)部門可能是必要的,因?yàn)檫@些部門的儲存能力有限。

法國希望看到通過使用大陸電網(wǎng)的電力以及發(fā)展核能和可再生能源(核能和可再生能源)的低碳電力生產(chǎn)能力,通過水電解來生產(chǎn)低碳?xì)涞漠a(chǎn)業(yè)出現(xiàn)。到2030年,通過水電解生產(chǎn)的氫氣量所需的電力預(yù)計(jì)在20到30太瓦時之間。因此,國家氫能戰(zhàn)略的公共支持將僅限于通過電解生產(chǎn)的低碳?xì)洹?/p>

氫能在脫碳工業(yè)和某些交通方式中將發(fā)揮重要作用

氫氣是某些已經(jīng)使用氫氣的工業(yè)用途(特別是煉油和化工)的重要脫碳杠桿,這些用途通過蒸汽甲烷重整產(chǎn)生的氫氣約為40萬噸/年,產(chǎn)生超過400萬噸二氧化碳當(dāng)量。從氫氣使用成本與避免的二氧化碳排放量的比率(€/噸二氧化碳當(dāng)量)來看,工業(yè)部門是氫氣低碳用途最相關(guān)的部門。

此外,低碳?xì)錇槟承]有脫碳替代方案或面臨生物質(zhì)可用性限制的部門(特別是航空和海運(yùn)合成燃料)提供了機(jī)遇。

生態(tài)規(guī)劃工作,特別是“50個最大排放場所”練習(xí),證實(shí)了工業(yè)對電解氫的需求將比最初預(yù)期的更晚出現(xiàn)。這一觀察結(jié)果得到了前瞻性研究的證實(shí),例如原子能委員會(CEA)的西西弗斯研究或關(guān)于該主題的總體檢查報(bào)告,無論是在法國還是歐洲層面。因此,到2030年,法國對氫氣的需求可能達(dá)到每年52萬噸。

法國戰(zhàn)略因此確定了氫氣將在實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)中發(fā)揮主要作用的部門:

工業(yè)部門

·煉油行業(yè):已經(jīng)是氫氣的重要消費(fèi)者,其中一部分來自天然氣蒸汽重整,另一部分是石油產(chǎn)品催化重整過程的副產(chǎn)品。如果經(jīng)濟(jì)條件有利,該行業(yè)可能會用低碳?xì)涮娲壳笆褂玫幕瘹洹_\(yùn)輸中可再生能源使用激勵稅(TIRUERT)目前為精煉過程中或作為燃料使用的可再生氫或低碳?xì)涮峁﹥r(jià)值。自2023年1月1日起,可再生氫被納入TIRUERT的整合目標(biāo),低碳?xì)渥?024年1月1日起也被納入。TIRUERT的演變可以研究,以增強(qiáng)對參與者的可見性并促進(jìn)對低碳?xì)潆娊馍a(chǎn)的投資。

·化工行業(yè):在某些過程中使用從甲烷生產(chǎn)的氫氣。這些過程的脫碳技術(shù)障礙似乎可以克服,特別是因?yàn)樗鼈儾恍枰獙I(yè)設(shè)備進(jìn)行重大修改。因此,該行業(yè)目前的大部分消費(fèi)最終可以通過電解來脫碳,前提是有一個適當(dāng)?shù)闹С挚蚣?。此外,目前大部分進(jìn)口的甲醇生產(chǎn)也可以與航空和海運(yùn)燃料生產(chǎn)等領(lǐng)域協(xié)同,在國內(nèi)重新定位。

·化肥行業(yè):目前現(xiàn)有工廠的碳?xì)浠衔餁湎M(fèi)量為每年22萬噸,其中10%到15%可以在2030-2035年之前通過電解氫替代,而無需對工藝進(jìn)行重大修改。一些現(xiàn)有的化肥生產(chǎn)廠還可以利用碳捕獲和儲存(CCS)技術(shù)來脫碳其活動。然而,為了減少對化肥進(jìn)口的依賴,新建工廠的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)氨的低碳生產(chǎn),這是一個工業(yè)目標(biāo)。

·鋼鐵行業(yè):目前使用高爐煉鐵,這些高爐由高碳排放的焦炭提供動力。該行業(yè)可以通過使用甲烷或氫氣的還原爐以及電爐的使用實(shí)現(xiàn)大幅減排。特別是,結(jié)合殘余碳捕獲和儲存的甲烷使用或電解氫注入將實(shí)現(xiàn)初級鋼鐵廠的深度脫碳。

現(xiàn)有蒸汽甲烷重整裝置的脫碳

法國工業(yè)目前每年消耗約40萬噸通過甲烷蒸汽重整生產(chǎn)的碳?xì)浠衔餁?,即“灰氫”。除了前面提到的額外用途外,現(xiàn)有消費(fèi)的脫碳將依賴于電解技術(shù)和碳捕獲與儲存(CCS)的結(jié)合,有時被稱為“藍(lán)氫”。如果工業(yè)場所的位置允許接入二氧化碳儲存基礎(chǔ)設(shè)施,則可以優(yōu)先考慮CCS。因此,法國政府還支持在主要工業(yè)區(qū)開發(fā)二氧化碳捕獲,以脫碳現(xiàn)有的氫氣,這符合2024年7月發(fā)布的《法國CCUS現(xiàn)狀與展望》文件中提出的方向。這一支持通過針對大型工業(yè)脫碳項(xiàng)目的招標(biāo)來實(shí)施。

重型交通

·航空運(yùn)輸:在歐洲層面(Refuel EU法規(guī))定義了可持續(xù)航空燃料(SAF)的整合義務(wù),直至2050年。這些義務(wù)以這些SAF的整合目標(biāo)形式出現(xiàn)。除了減少使用和提高飛機(jī)的能源效率外,可持續(xù)航空燃料的部署是航空運(yùn)輸脫碳的主要杠桿。Refuel EU的整合義務(wù),包括合成燃料的子義務(wù),為航空部門提供了長期使用可再生和低碳?xì)涞木薮笄熬?。從長遠(yuǎn)來看,航空部門可能會成為可再生和低碳?xì)涞闹饕M(fèi)部門(原子能委員會的西西弗斯研究)。

·海運(yùn):海運(yùn)部門也將需要越來越多的合成燃料來滿足監(jiān)管要求。海運(yùn)部門,根據(jù)FuelUE Maritime法規(guī),必須遵循船上使用的碳強(qiáng)度降低軌跡。這一軌跡與將海運(yùn)納入歐洲排放交易體系(ETS)相結(jié)合,為海運(yùn)脫碳提供了一條與2021年歐洲氣候法和歐盟2050年碳中和目標(biāo)一致的軌跡。如果2031年這些燃料在船隊(duì)能源結(jié)構(gòu)中的比例低于1%,則可能從2034年起引入使用2%可再生電力生產(chǎn)的合成燃料(RFNBO)的子目標(biāo),前提是與當(dāng)時觀察到的可用性和價(jià)格有關(guān)的某些保留條件。

·公路運(yùn)輸:對于公路運(yùn)輸,電氣化是脫碳公路運(yùn)輸?shù)氖走x方式。事實(shí)上,電池電動汽車是能源效率最高且最具成本效益的脫碳解決方案。電池將在城市環(huán)境中占據(jù)主導(dǎo)地位;在私人汽車中也沒有其他相關(guān)用途,因此其電氣化將是“無悔”的選擇。然而,在某些特定用途中,需要長續(xù)航里程、高可用性、快速充電、保持有效載荷能力或能源需求更高(溫度變化、坡度變化),盡管目前氫氣成本更高,但可能變得相關(guān)。這些用途包括需要高功率或難以接入電力的活動,如某些重型車輛、帶冷藏設(shè)備的車輛、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械或全地形車輛,以及需要長續(xù)航里程的地區(qū)。氫氣在這些領(lǐng)域的相對地位將隨著交通脫碳的進(jìn)展而逐漸明確。

總結(jié)

優(yōu)先使用低碳?xì)涞牟块T是工業(yè)和重型、密集型交通(特別是航空和海運(yùn))。

表1:預(yù)計(jì)到2030年法國各行業(yè)對低碳?xì)涞男枨螅▎挝唬呵崥錃?年)

行業(yè)

需求量(千噸氫氣/年)

工業(yè)(鋼鐵、化工、化肥)

190

煉油

150

交通(航空、海運(yùn)、公路)

180

總計(jì)

520

法國在氫能整個價(jià)值鏈上占據(jù)一席之地

a. 法國在電解槽生產(chǎn)方面占據(jù)一席之地

存在幾種通過水電解生產(chǎn)氫氣的技術(shù)。兩種技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化,并且能夠以超過1兆瓦的功率運(yùn)行:堿性技術(shù)和質(zhì)子交換膜(PEM)技術(shù)。

堿性技術(shù)特別適用于大功率電解槽,但其靈活性有限或部分。這種技術(shù)目前在全球范圍內(nèi)使用最為廣泛。法國也通過John Cockerill和McPhy的兩家生產(chǎn)工廠在這一技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

PEM技術(shù)借鑒了核潛艇和太空飛行的概念。它特別適用于需要更頻繁功率變化的電解槽。法國公司Elogen在這一技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

這些技術(shù)的效率因安裝而異,但目前大約為60%的電力轉(zhuǎn)換為氫氣能量(以低位熱值計(jì)算)。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末將提高效率。

其他尚未成熟的技術(shù)預(yù)示著電解效率的提高:

·高溫電解:與堿性或PEM電解槽相比,可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。預(yù)計(jì)效率將超過80%。然而,只有在有廢熱源(用于提供水蒸氣)的情況下,才能實(shí)現(xiàn)這種增益。在法國,這種技術(shù)起源于原子能委員會的研究,并通過Genvia公司實(shí)現(xiàn),目標(biāo)是建設(shè)高溫電解槽工廠。

-AEM電解槽(陰離子交換膜電解):結(jié)合了堿性和PEM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),對作為催化劑的稀有金屬(甚至完全不使用)的依賴較少。Gen-Hy公司正在這一技術(shù)領(lǐng)域開展研發(fā)活動,并計(jì)劃最終建設(shè)其工廠。

法國戰(zhàn)略依托這四種電解技術(shù),以便最終受益于各自的優(yōu)勢(成熟度、更好的適應(yīng)負(fù)荷變化能力、潛在的更高效率等)。因此,國家通過氫能PIIEC(歐洲共同利益重要項(xiàng)目)和6億歐元的支持,支持覆蓋所有技術(shù)選項(xiàng)的五家電解槽工廠的發(fā)展。

對于這些技術(shù),正在進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新工作,以提高核心部件和完整系統(tǒng)的壽命和性能。法國通過優(yōu)先研究計(jì)劃和氫能技術(shù)磚塊征集活動支持這些工作。

除了電解槽之外,法國戰(zhàn)略采取了整個價(jià)值鏈的綜合方法,這轉(zhuǎn)化為對不同技術(shù)模塊和多種用途的支持。已經(jīng)在整個階段出現(xiàn)了參與者:原材料、部件和整個電解槽及系統(tǒng)的組裝,以及整合。下游產(chǎn)業(yè)也已發(fā)展,用于氫能交通,包括燃料電池制造商、儲罐、改裝商和車輛制造商。

法國氫能產(chǎn)業(yè)必須繼續(xù)整合,以便更具韌性并進(jìn)入部署階段,使用經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)。工業(yè)參與者、研究機(jī)構(gòu)、材料制造商和測試平臺之間的合作必須降低成本、提高效率并延長設(shè)備壽命。法國將繼續(xù)支持這一生態(tài)系統(tǒng)的工作。

根據(jù)這些支持整個氫能價(jià)值鏈的方向,修訂后的戰(zhàn)略優(yōu)先考慮(i)確保之前支持項(xiàng)目的工業(yè)化和(ii)加強(qiáng)圍繞法國領(lǐng)軍企業(yè)和整個價(jià)值鏈的關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)整合。為此,法國當(dāng)局將繼續(xù)在中期內(nèi)依靠自2020年9月以來部署的渠道,繼續(xù)支持PIIEC氫能項(xiàng)目,以及通過各種征集活動支持從技術(shù)準(zhǔn)備水平1到9的項(xiàng)目(優(yōu)先研究計(jì)劃、氫能技術(shù)磚塊、首次工廠等)。法國當(dāng)局:

·將繼續(xù)通過各種征集活動支持氫能設(shè)備制造商的研發(fā)和首次工業(yè)化,短期內(nèi)將重新啟動氫能技術(shù)磚塊征集活動。

·將參與氫能價(jià)值鏈上游所需原材料的掌握,例如PEM技術(shù)和燃料電池中的鉑族金屬,通過戰(zhàn)略金屬基金或根據(jù)項(xiàng)目情況的適當(dāng)支持措施;

·將在未來參與制定氫能設(shè)備(電解槽、燃料電池等)的碳足跡核算,借鑒為其他關(guān)鍵脫碳產(chǎn)品(如電動汽車電池)開展的工作模式;

·對法國和歐洲氫能及核能領(lǐng)域推動高溫電解與核能耦合路線圖的舉措表示歡迎。這一舉措最終將使電解的電氣效率提高至85%,通過利用新型核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢熱。

b. 法國開展氫能外交并支持法國技術(shù)出口

自2018年以來,法國集中精力在國內(nèi)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),使其能夠(i)獲得首批可信的參考項(xiàng)目,(ii)驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)選擇,以及(iii)確保高效的生產(chǎn)流程。由此產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng),從創(chuàng)新解決方案的開發(fā)人員到專門從事氫能的新企業(yè),涵蓋了整個價(jià)值鏈,包括生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存。

如今,面對激烈的競爭,法國的工業(yè)產(chǎn)能已具備出口規(guī)模,法國氫能產(chǎn)業(yè)需要在規(guī)?;蛧H市場份額保障方面得到支持。將法國的工業(yè)工具、科學(xué)和技術(shù)專長以及標(biāo)準(zhǔn)制定能力投向國際市場,是法國氫能戰(zhàn)略的一個重要組成部分。

因此,為確保法國氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性和增長,將設(shè)立專門機(jī)制支持出口型工業(yè)企業(yè)。與此同時,法國將繼續(xù)積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定,使其與氫能領(lǐng)域企業(yè)的卓越技術(shù)相一致。

在此背景下,法國將實(shí)施一項(xiàng)雄心勃勃的國際戰(zhàn)略,以支持氫能產(chǎn)業(yè)的出口,并推廣法國對氫能市場的愿景,這一愿景基于公平的國際競爭。特別是:

·政府將加強(qiáng)現(xiàn)有的法國出口支持機(jī)制。政府現(xiàn)已將氫能領(lǐng)域的“內(nèi)部擔(dān)?!睓C(jī)制擴(kuò)展,以有競爭力的方式為尋求采購法國設(shè)備的法國企業(yè)提供融資,并支持國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商。政府還可以授權(quán)取消對氫能產(chǎn)業(yè)的出口支持上限(FASEP),以支持其國際化發(fā)展。

· 政府還將調(diào)動1億歐元的補(bǔ)貼用于支持設(shè)備出口。

·相關(guān)部委將調(diào)動現(xiàn)有的技術(shù)、科學(xué)和大學(xué)合作工具,以促進(jìn)研究合作,向第三國分享法國的專業(yè)知識,并協(xié)助他們制定脫碳戰(zhàn)略。為此,將在未來三年內(nèi)設(shè)立專門的國際氫能技術(shù)專家(ETI)職位??茖W(xué)和大學(xué)外交也將被調(diào)動起來,以滿足這些國家在技術(shù)培訓(xùn)和職業(yè)教育方面的需求。

·相關(guān)部委將采取綜合方法,調(diào)動所有可用的工具,包括金融工具(法國開發(fā)署的公共政策貸款、商務(wù)法國的支持、財(cái)政部的混合貸款、出口擔(dān)保)以及經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和大學(xué)外交。這種綜合方法將納入與試點(diǎn)市場(最初)的氫能合作伙伴關(guān)系,隨后推廣到所有優(yōu)先市場。這些合作伙伴關(guān)系旨在脫碳工業(yè)、支持能源轉(zhuǎn)型,并促進(jìn)對氫能的共同標(biāo)準(zhǔn)愿景。

·法國將加強(qiáng)其在雙邊和多邊層面的行動,包括與多邊銀行的合作。法國將倡導(dǎo)在生產(chǎn)脫碳電力方面的技術(shù)中立。法國已經(jīng)參與了關(guān)于氫氣溫室氣體排放核算方法以及實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)所需的氫氣認(rèn)證的談判。為此,法國積極參與并資助國際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴關(guān)系(IPHE)的工作,并支持國際能源署的工作。

· 一位氫能國際戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人將負(fù)責(zé)在短期內(nèi)實(shí)施氫能國際戰(zhàn)略的操作行動計(jì)劃。該行動計(jì)劃將在與相關(guān)行政部門、產(chǎn)業(yè)和國家運(yùn)營商協(xié)商后制定,將遵循戰(zhàn)略的主要努力方向:捍衛(wèi)從本國領(lǐng)土出口技術(shù)的能力,并推廣法國的工業(yè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)部委將與戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人協(xié)商,可以在一些優(yōu)先位置的大使館內(nèi)指定氫能顧問。

法國重申通過電解生產(chǎn)低碳?xì)涞男坌?/strong>

a. 為確保目標(biāo)供應(yīng)的低碳?xì)?,法國?yōu)先考慮到2035年在國內(nèi)生產(chǎn),配備電解能力和實(shí)施手段

到2030年和2035年,國內(nèi)生產(chǎn)能力應(yīng)能夠滿足國內(nèi)對氫氣的需求,無論是在數(shù)量上還是在成本上,特別是由于有足夠的低碳電力供應(yīng)。因此,法國在這一時間范圍內(nèi)可能沒有結(jié)構(gòu)性的氫氣進(jìn)口需求。與從歐盟以外地區(qū)生產(chǎn)的氫氣運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的項(xiàng)目尚未證明其相對于本地生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)利益。這些氫氣進(jìn)口項(xiàng)目的不確定性很高,特別是由于預(yù)計(jì)的實(shí)施時間為六到十年,建設(shè)成本高,融資可能性以及最終與不太穩(wěn)健的商業(yè)模式相關(guān)的擱淺資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。到2030年,只有少數(shù)國際試點(diǎn)項(xiàng)目可能會部署。

到2030年,法國可能會有高達(dá)4.5吉瓦的電解能力投入運(yùn)行,以滿足對氫氣的需求。這一評估考慮了不同部門更新后的需求以及最終部署時間表比最初預(yù)期的更慢。

到2035年,隨著需求的增加和不同項(xiàng)目的投入運(yùn)行,安裝的電解能力可能會達(dá)到8吉瓦。這一目標(biāo)包括在氫氣儲存可能發(fā)展的背景下,對額外安裝能力的更靈活運(yùn)行。

在這些時間范圍內(nèi),由于進(jìn)口基礎(chǔ)設(shè)施對法國的經(jīng)濟(jì)利益尚未得到證明,且與之相關(guān)的未使用風(fēng)險(xiǎn)很高,公共財(cái)政支持和擔(dān)保將集中在領(lǐng)土內(nèi)的能力建設(shè)上。

與此同時,電解槽制造商行業(yè)將能夠通過國內(nèi)和國際市場實(shí)現(xiàn)規(guī)?;芤嬗诔隹谟?jì)劃的支持(見第2部分)。

b. 從長遠(yuǎn)來看,法國不排除進(jìn)口低碳?xì)浠蚱溲苌铮貏e是對于合成分子,只要這些產(chǎn)品能夠以具有競爭力的方式獲得

到2035年以后,出于經(jīng)濟(jì)原因,可能會考慮進(jìn)口,特別是合成燃料的衍生物,條件是:

·確認(rèn)航空和海運(yùn)部門對合成燃料的需求增加,這需要大量電力用于生產(chǎn)。這一合成燃料的特性可能證明進(jìn)口是合理的,作為國內(nèi)生產(chǎn)的補(bǔ)充;

·國外生產(chǎn)的競爭力優(yōu)于國內(nèi)生產(chǎn)能力 - 目前并非如此。

到2035年以后,具有競爭力的進(jìn)口可能涉及(i)氫氣衍生物(合成燃料、氨或甲醇),主要用于航空或肥料生產(chǎn),以及(ii)從長遠(yuǎn)來看,通過管道從地理上較近的地區(qū)進(jìn)口氣態(tài)氫氣,例如通過BarMar項(xiàng)目從伊比利亞半島進(jìn)口。目前不考慮通過海運(yùn)進(jìn)口液態(tài)氫氣,即使在長期內(nèi)也是如此。

因此,未來幾年內(nèi),公共財(cái)政支持氫氣生產(chǎn)將保留給國內(nèi)通過電解生產(chǎn)的低碳?xì)洹?/p>

合成航空和海洋燃料

法國擁有低碳且具有競爭力的電力,這是合成燃料生產(chǎn)的主要投入要素,從而成為法國在歐洲合成燃料生產(chǎn)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位的優(yōu)勢,尤其是在可持續(xù)航空燃料(SAF)方面。此外,法國還擁有大量的生物源二氧化碳,這是生產(chǎn)合成可持續(xù)燃料的另一種必不可少的資源。

到2030年,法國將能夠利用具有競爭力的低碳電力生產(chǎn)首批合成燃料。這為加強(qiáng)國家能源主權(quán)和在這一關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)展國家專長提供了巨大機(jī)遇。這些合成燃料將與生物燃料形成互補(bǔ)。法國的目標(biāo)是在國內(nèi)建立合成可持續(xù)航空燃料的生產(chǎn)能力,以滿足2030年和2035年歐洲Refuel EU法規(guī)對合成燃料的需求。

出于氣候、工業(yè)和能源主權(quán)的考慮,法國希望在2030年和2035年之前迅速建立國內(nèi)合成燃料產(chǎn)業(yè),以滿足航空和海運(yùn)部門的需求。即將公布結(jié)果的FEED CARB AERO項(xiàng)目征集活動將資助多個合成燃料生產(chǎn)項(xiàng)目的詳細(xì)工程研究,這些項(xiàng)目能夠滿足2030年的需求。

法國希望在合成燃料生產(chǎn)的技術(shù)和運(yùn)營方面占據(jù)一席之地,特別是考慮到全球航空和海運(yùn)部門對合成燃料生產(chǎn)能力的需求。

航空脫碳路線圖預(yù)計(jì),到2050年,在法國國內(nèi)航空和國際航空(從法國出發(fā))的范圍內(nèi),航空燃料需求將達(dá)到640萬噸,其中420萬噸為可持續(xù)航空燃料,主要是電子煤油和電子生物煤油。得益于Carb’Aero項(xiàng)目征集活動支持的首批創(chuàng)新項(xiàng)目研究,法國將在國內(nèi)擁有生產(chǎn)設(shè)施,并具備可向國際推廣的工業(yè)專長。

除了航空燃料外,海運(yùn)部門也面臨著重要的脫碳挑戰(zhàn)。以氫氣為原料的合成燃料(如電子甲醇和氨)是海運(yùn)脫碳的一個重要解決方案。

海運(yùn)部門同樣需要應(yīng)對重要的脫碳挑戰(zhàn),其中以氫氣為原料的合成燃料(如甲醇、甲烷、氨)是實(shí)現(xiàn)海運(yùn)脫碳的關(guān)鍵解決方案。海運(yùn)脫碳路線圖預(yù)計(jì),到2050年,按照基準(zhǔn)情景,海運(yùn)部門對電子燃料的需求將達(dá)到43.7太瓦時。這一巨大的需求將推動在法國港口發(fā)展電子燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施,以及在國內(nèi)建設(shè)面向海運(yùn)的電子燃料生產(chǎn)項(xiàng)目。為了滿足全部需求,法國港口的電子燃料進(jìn)口基礎(chǔ)設(shè)施也可能需要進(jìn)一步增加。

從長遠(yuǎn)來看,全球范圍內(nèi),合成燃料生產(chǎn)項(xiàng)目,對于航空和海運(yùn)部門的脫碳至關(guān)重要,將成為電解槽制造商的重要市場。將啟動相關(guān)工作,明確航空和海運(yùn)部門合成可持續(xù)燃料的路線圖。法規(guī)手段應(yīng)成為推動這些合成燃料生產(chǎn)的主要動力。

為促進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn),法國實(shí)施支持氫生產(chǎn)的機(jī)制

a. 為促進(jìn)國內(nèi)工業(yè)氫氣生產(chǎn),法國實(shí)施支持氫生產(chǎn)的機(jī)制

在短期和中期內(nèi),通過電解生產(chǎn)氫氣可能仍然不如蒸汽甲烷重整具有競爭力,即使考慮到消費(fèi)者更高的支付意愿以及由于技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)化進(jìn)程而降低的生產(chǎn)成本。因此,為了在法國啟動低碳?xì)錃馍a(chǎn)行業(yè),需要提供支持措施。支持國內(nèi)生產(chǎn)是國家氫能戰(zhàn)略的主要方向之一。這種支持基于氣候、工業(yè)和能源主權(quán)的理由。公共財(cái)政支持氫氣生產(chǎn)將保留給國內(nèi)生產(chǎn)。

對于交通和煉油部門,多年來已經(jīng)在生物燃料領(lǐng)域開展了工作。運(yùn)輸中可再生能源使用激勵稅(TIRUERT)可以包括對氫氣的支持。自2023年1月1日起,可再生氫被納入TIRUERT目標(biāo)的核算范圍,低碳?xì)渥?024年1月1日起也被納入。一旦這些產(chǎn)品的定義在歐洲和國家法律中穩(wěn)定下來,將最終確定實(shí)施該系統(tǒng)的具體方式,特別是可追溯性??稍偕鷼浜偷吞茧娊鈿淇梢栽趯?shí)現(xiàn)燃料碳強(qiáng)度降低目標(biāo)中發(fā)揮作用。

對于用于工業(yè)的氫氣(不包括煉油),已經(jīng)啟動了一個支持通過水電解生產(chǎn)低碳?xì)涞臋C(jī)制。該機(jī)制旨在通過最多15年的支持,提高電解氫相對于化石燃料生產(chǎn)的氫氣的競爭力,為投資提供必要的穩(wěn)定性。該支持機(jī)制將以多階段競爭程序的形式進(jìn)行。第一輪于2024年12月19日啟動,支持200兆瓦的能力。最終計(jì)劃支持總共1吉瓦的電解能力,預(yù)計(jì)投入約40億歐元。

這兩種支持低碳?xì)渖a(chǎn)的機(jī)制是對現(xiàn)有機(jī)制的補(bǔ)充。政府還將繼續(xù)監(jiān)督氫能PIIEC的部署,完成最后一批大規(guī)模技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目,用于電解氫生產(chǎn)。國家的其他各種氫氣相關(guān)征集活動可以繼續(xù)支持氫能的部署政策以及其技術(shù)和工業(yè)模塊。

法國致力于在主要工業(yè)區(qū)發(fā)展氫能樞紐

利用法國電網(wǎng)的低碳電力進(jìn)行水電解生產(chǎn)氫氣,可以優(yōu)化生產(chǎn)的地域組織,盡可能靠近消費(fèi)者。此外,大型電解槽的模塊化特性,由較小的單元組成,并不能實(shí)現(xiàn)顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。因此,如果可以在附近生產(chǎn),將生產(chǎn)集中在遠(yuǎn)離消費(fèi)者的大型站點(diǎn)上幾乎沒有好處。鑒于缺乏大規(guī)模的氫氣網(wǎng)絡(luò),生產(chǎn)站點(diǎn)通常將根據(jù)當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的需求進(jìn)行調(diào)整。

由于法國對氫氣用途的地理分布,氫氣生產(chǎn)將在“集中式”大規(guī)模消費(fèi)中心(特別是福斯梅爾、敦刻爾克、勒阿弗爾-塞納河口和化工谷等工業(yè)區(qū))、圍繞中等城市或較小規(guī)模工業(yè)平臺的“半集中式”中心以及公路網(wǎng)絡(luò)上的“分散式”中心之間進(jìn)行組織,以滿足重型公路運(yùn)輸?shù)男枨?。隨著2020年10月啟動的“地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)”征集活動,已有64個項(xiàng)目獲得國家支持,涉及46個生態(tài)系統(tǒng),國家支持金額約為4億歐元,總投資為16億歐元。這些主要面向重型公路運(yùn)輸?shù)捻?xiàng)目,將在短期內(nèi)安裝130兆瓦的電解能力,每年生產(chǎn)1.3萬噸低碳?xì)錃猓ㄟ^一百多個加氫站供應(yīng),為超過一千輛公交車或重型車輛提供燃料。氫氣在重型公路運(yùn)輸中的使用將集中在歐洲主要交通干線和工業(yè)盆地,并可能擴(kuò)展到對公共交通有需求的大都市區(qū)。

當(dāng)前的首要目標(biāo)是確保到2030年,法國所有主要工業(yè)區(qū)都具備初步的氫氣生產(chǎn)能力,以實(shí)現(xiàn)這些地區(qū)的脫碳。這些工業(yè)區(qū)正是法國戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵消費(fèi)樞紐所在。

因此,法國在氫能網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面的優(yōu)先事項(xiàng)仍然是在氫能樞紐內(nèi)部署基礎(chǔ)設(shè)施(所謂的“樞紐內(nèi)”管道),連接生產(chǎn)者和消費(fèi)者,并將其與儲存設(shè)施相連。這在短期內(nèi)涉及約500公里的管道,主要部署在工業(yè)區(qū),特別是福斯梅爾、敦刻爾克、勒阿弗爾-塞納河口和化工谷。

這些本地網(wǎng)絡(luò)將為氫氣生產(chǎn)商提供更多市場機(jī)會,而將用途集中在樞紐內(nèi)將實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施共享帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì),這對于樞紐內(nèi)的消費(fèi)者持續(xù)采用氫氣至關(guān)重要。共享管道、儲存設(shè)施和生產(chǎn)手段,將降低整個系統(tǒng)的成本。當(dāng)可能時,將這些樞紐內(nèi)氫能網(wǎng)絡(luò)與鹽穴儲存設(shè)施相連是目標(biāo)之一。這些儲存設(shè)施將為能源系統(tǒng)的優(yōu)化提供靈活性,無論是氫能方面還是電力方面,使電解槽能夠在電力價(jià)格低時最大化生產(chǎn),或在電力消費(fèi)高峰時減少生產(chǎn)。儲存設(shè)施還將增強(qiáng)供應(yīng)安全,為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供工具,以補(bǔ)償生產(chǎn)者或消費(fèi)者的故障影響。當(dāng)工業(yè)區(qū)附近沒有鹽穴儲存設(shè)施時,需要考慮其他解決方案來增強(qiáng)供應(yīng)安全,例如在敦刻爾克樞紐的跨境互聯(lián)。

儲存能力的規(guī)劃將與當(dāng)?shù)?、國家和歐洲的生產(chǎn)與消費(fèi)動態(tài)相結(jié)合,必須兼顧氫氣供應(yīng)安全的需求以及為電力系統(tǒng)中的電解槽提供靈活性的價(jià)值。氫能網(wǎng)絡(luò)的初步規(guī)劃以及必要的儲存站點(diǎn)(能力和位置)將在2026年完成。

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除了優(yōu)先在工業(yè)區(qū)內(nèi)部署的氫能樞紐之外,可能還需要進(jìn)行其他本地部署,以滿足更分散的工業(yè)需求。

從長遠(yuǎn)來看,可能會出現(xiàn)一個歐洲范圍內(nèi)的氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。它將連接消費(fèi)區(qū)與生產(chǎn)成本低于法國的地區(qū)。因此,可以在條件允許的情況下,進(jìn)一步發(fā)展樞紐之間的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)(所謂的“樞紐間”基礎(chǔ)設(shè)施),前提是這些基礎(chǔ)設(shè)施的潛在用戶能夠?yàn)槠淙谫Y。

氫能儲存和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施可以為電力網(wǎng)絡(luò)提供靈活性服務(wù)。

法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)在其2023年預(yù)測平衡中發(fā)布的分析強(qiáng)調(diào)了開發(fā)靈活性的重要性,尤其是在電力消費(fèi)方面,以促進(jìn)電力系統(tǒng)的平衡。

一方面,要確保電力供應(yīng)安全并優(yōu)化其使用。由于氫氣生產(chǎn)通過電解會增加電力需求,并可能對電力消費(fèi)峰值產(chǎn)生顯著影響,因此減少電解槽在這些峰值期間的消費(fèi)將有助于控制峰值并確保電力供應(yīng)安全。

另一方面,除了開發(fā)電解槽的可中斷性之外,靈活的運(yùn)行模式可以在電力供應(yīng)充足且價(jià)格低廉時盡可能多地生產(chǎn)氫氣,從而優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行;這既可以利用低谷電力消費(fèi)時段,也可以利用可再生能源發(fā)電量大的時期。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可能性,可中斷性可能具有不同的頻率或持續(xù)時間:在電力消費(fèi)高峰時段偶爾中斷;在一年中的某些時期每天定期中斷;或者在一年中電力系統(tǒng)壓力最大時偶爾但持續(xù)幾天的中斷。這種靈活性將有助于減少歐洲電力系統(tǒng)的二氧化碳排放,并可能降低法國通過電解生產(chǎn)的氫氣成本。

在某些情況下,電解槽的可中斷性可能依賴于消耗氫氣的工業(yè)過程的中斷,但這一杠桿可能僅限于某些特定過程。實(shí)際上,大規(guī)模開發(fā)電解槽的可中斷性將需要適當(dāng)?shù)臍錃鈨Υ嬖O(shè)施,或者利用非電解槽的過剩生產(chǎn)能力(例如,與同一氫能網(wǎng)絡(luò)相連的過剩蒸汽甲烷重整裝置),以確保向工業(yè)客戶持續(xù)供應(yīng)氫氣。

由法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)牽頭開展的思考將識別開發(fā)電解槽靈活性的杠桿和商業(yè)模式。這將包括(i)分析電解槽靈活化的技術(shù)可能性,可能根據(jù)氫氣的最終用途而有所不同,(ii)確定開發(fā)這種靈活性的條件,特別是經(jīng)濟(jì)條件,以及(iii)評估現(xiàn)有的電力系統(tǒng)靈活性服務(wù)市場和機(jī)制是否適用于電解槽提供的服務(wù)。這一思考將基于與利益相關(guān)者的協(xié)商。

這種靈活性將需要在中期內(nèi)獲得大量的氫氣儲存設(shè)施,即鹽穴儲存;除了可以在生產(chǎn)地和消費(fèi)地附近短期開發(fā)的地面儲存設(shè)施外,鹽穴儲存設(shè)施將提供額外的靈活性。法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)和法國天然氣輸送系統(tǒng)運(yùn)營商(GRTgaz)在2023年夏季發(fā)布的研究報(bào)告以及法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)的2023年預(yù)測平衡證實(shí)了開發(fā)首批儲存能力和將其與最近的氫能樞紐連接起來的經(jīng)濟(jì)利益。

這些地下儲存設(shè)施及其連接所需的網(wǎng)絡(luò)部分需要數(shù)年時間來開發(fā),這意味著需要盡快啟動相關(guān)的初步研究。已確定的主要潛在儲存站點(diǎn)位于福斯梅爾和化工谷附近。

最后,為了探索所有可用的可能性,政府啟動了一項(xiàng)關(guān)于法國本土氫氣資源的勘探性研究,包括其可利用性、經(jīng)濟(jì)利益以及環(huán)境影響。該研究結(jié)果將于2025年初公布。已在比利牛斯-大西洋省授予了首個勘探許可證,其他許可證申請正在審批中。法國希望成為這種未來能源的先鋒國家,這種能源也有可能在國內(nèi)獲得。

為支持這一發(fā)展,法國建立國家監(jiān)管框架,允許生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用低碳?xì)?/strong>自2023年初以來,法國通過一系列監(jiān)管改革,簡化了戰(zhàn)略性脫碳項(xiàng)目(包括涉及氫氣的項(xiàng)目)的土地準(zhǔn)入、許可和電力接入程序。

《綠色工業(yè)法案》將戰(zhàn)略項(xiàng)目(包括氫氣項(xiàng)目)的環(huán)境許可時間縮短了一半,并且對于具有重大國家利益的項(xiàng)目,可以在項(xiàng)目初期就處理城市規(guī)劃程序和生物多樣性相關(guān)義務(wù)。

《加速可再生能源發(fā)展法案》(APER)加快并優(yōu)先考慮戰(zhàn)略性項(xiàng)目的電力接入,同時簡化了氫能運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和改造程序。法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)已經(jīng)在福斯梅爾、敦刻爾克和勒阿弗爾等工業(yè)區(qū)啟動了電網(wǎng)加強(qiáng)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目對于實(shí)現(xiàn)工業(yè)的初步脫碳至關(guān)重要。未來電解槽項(xiàng)目的接入需要提前規(guī)劃,以準(zhǔn)備電網(wǎng)的未來適應(yīng)性。

與此同時,國家監(jiān)管框架正在演變,以適應(yīng)氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用的現(xiàn)實(shí)情況。氫氣的物理特性需要制定一個監(jiān)管和規(guī)范框架,以確保整個參與該行業(yè)的人員在使用氫氣時的安全。法國當(dāng)局與法國氫能協(xié)會于2021年10月共同簽署了一份路線圖,特別是在以下方面開展工作:

·生產(chǎn)、儲存和氫氣分配的監(jiān)管:正在與行業(yè)合作開展工作,以更新關(guān)于氫氣加注站的部長級法令,并支持更大規(guī)模的氫氣生產(chǎn)和儲存活動的發(fā)展;

·提高行業(yè)對壓力設(shè)備相關(guān)監(jiān)管框架的認(rèn)識:這些設(shè)備在氫氣的生產(chǎn)、使用或分配中經(jīng)常使用;

·提高對計(jì)量學(xué)法律框架的認(rèn)識:該框架適用于氫氣的計(jì)數(shù)(體積、質(zhì)量或能量),無論是商業(yè)交易還是稅務(wù)操作;

·調(diào)整關(guān)于建設(shè)或改造現(xiàn)有管道的監(jiān)管框架:這些管道目前用于運(yùn)輸其他產(chǎn)品,以及跟進(jìn)運(yùn)營商采取的行動,以解決技術(shù)障礙,特別是對于改造項(xiàng)目:這些管道接收氫氣的安全性必須得到評估。運(yùn)營商參與了歐洲和國際規(guī)范工作,并進(jìn)行了必要的測試,以解決這些技術(shù)障礙。

氫能基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)管將與基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃同時實(shí)施。

氫能第四次天然氣一攬子計(jì)劃(即“氫能和低碳?xì)怏w一攬子計(jì)劃”)的文本已于2024年6月13日被歐洲議會和理事會采納。這些文本為氫能內(nèi)部市場創(chuàng)建了一個相當(dāng)嚴(yán)格的監(jiān)管框架,該框架在很大程度上借鑒了為天然氣制定的框架,同時留給成員國一些評估的空間。法國計(jì)劃僅開發(fā)氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上,只有在為個人提供氫氣服務(wù)的情況下,才有理由開發(fā)分配網(wǎng)絡(luò),而這并不在法國的戰(zhàn)略中。運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的建立將涉及運(yùn)營商活動的垂直和水平分離,除非在特定情況下(特別是對于現(xiàn)有或地理上有限的網(wǎng)絡(luò))有例外。在文本轉(zhuǎn)化過程中,法國的挑戰(zhàn)是建立一個適應(yīng)氫能行業(yè)逐步發(fā)展的監(jiān)管框架,同時設(shè)定關(guān)稅條件,為消費(fèi)者提供必要的透明度。法國還將旨在建立一個穩(wěn)定且有利于投資的框架,以發(fā)展一個資本密集度高的行業(yè)。能源監(jiān)管委員會將被賦予新的權(quán)力,以確保這些基礎(chǔ)設(shè)施和市場的監(jiān)管。

氫能市場的發(fā)展需要一個雄心勃勃的標(biāo)準(zhǔn)化和認(rèn)證框架,公平地適用于國內(nèi)生產(chǎn)和進(jìn)口氫氣。這一框架對于促進(jìn)歐洲和全球市場的發(fā)展、大規(guī)模發(fā)展、降低投資風(fēng)險(xiǎn)以及充分發(fā)展法國氫能行業(yè)至關(guān)重要:法國與氫能行業(yè)一起參與了歐洲高層標(biāo)準(zhǔn)化論壇,以加速氫能設(shè)備和生產(chǎn)所需的技術(shù)規(guī)范的引入。統(tǒng)一的歐洲氫氣認(rèn)證系統(tǒng)還將確保歐洲生產(chǎn)的氫氣和從第三國進(jìn)口的氫氣質(zhì)量符合歐洲監(jiān)管框架和我們的脫碳目標(biāo):進(jìn)口氫氣必須通過這種方式證明其符合國內(nèi)生產(chǎn)商所遵守的相同規(guī)則和條件。

最后,法國通過其“未來技能和職業(yè)”計(jì)劃,在氫能培訓(xùn)和技能領(lǐng)域進(jìn)行了重大投資。4150萬歐元已用于在法國15個地區(qū)中的11個地區(qū)開展氫能意識和培訓(xùn)項(xiàng)目:這些項(xiàng)目將使10萬名工人了解氫能問題,并為其中5萬名工人提供從高中到碩士水平的技術(shù)培訓(xùn)。這一機(jī)制補(bǔ)充了法國氫能行業(yè)關(guān)鍵參與者為其內(nèi)部需求開展的培訓(xùn)項(xiàng)目,并向外部開放,例如Symbio的氫能學(xué)院。國家將在短期和中期內(nèi)繼續(xù)通過氫能“未來技能和職業(yè)”計(jì)劃支持氫能行業(yè)所需的合格勞動力的發(fā)展。

獲得具有競爭力的電力是法國通過電解成功生產(chǎn)低碳?xì)涞闹匾獥l件

電力價(jià)格是通過水電解生產(chǎn)氫氣的主要成本因素。因此,政府繼續(xù)努力保持低碳電力的競爭力,從而降低通過電解生產(chǎn)的低碳?xì)涞某杀?。電力價(jià)格是通過水電解生產(chǎn)氫氣的主要成本因素。因此,政府繼續(xù)努力保持低碳電力的競爭力,從而降低通過電解生產(chǎn)的低碳?xì)涞某杀尽?/p>

對于氫氣生產(chǎn)的電力供應(yīng)問題,并不涉及數(shù)量:到2030年/2035年,低碳資源將保持充足。關(guān)鍵問題在于供應(yīng)成本。通過電解生產(chǎn)氫氣的成本高度依賴于電力價(jià)格。因此,控制供應(yīng)電解槽的電力價(jià)格對于其競爭力至關(guān)重要,這取決于電力供應(yīng)合同條款以及降低供應(yīng)成本的公共支持措施。

就電力供應(yīng)合同而言,電解槽可以通過簽訂長期電力購買協(xié)議(PPA)來減少其對市場價(jià)格的敞口。氫氣或合成燃料生產(chǎn)的電力消耗將與低碳電力生產(chǎn)的大幅增長同時進(jìn)行,正如法國的國家綜合能源-氣候計(jì)劃(PNIEC)和能源規(guī)劃(PPE)所展示的那樣(從2022年的463太瓦時增加到2035年的640太瓦時)。除了PPE中計(jì)劃的可再生能源發(fā)電能力外,一些氫氣生產(chǎn)項(xiàng)目還計(jì)劃開發(fā)額外的可再生能源電力。

此外,電解槽有資格享受各種旨在確保具有競爭力的電力的措施。一方面,電解完全免于電力消費(fèi)稅,鑒于電解槽的電力消費(fèi)特性,一旦達(dá)到約2兆瓦的功率門檻,就會對網(wǎng)絡(luò)電價(jià)(TURPE)進(jìn)行減免(高達(dá)81%的網(wǎng)絡(luò)成本)。另一方面,碳成本的間接補(bǔ)償可以部分抵消碳配額價(jià)格對電力價(jià)格的影響,從而顯著降低電力供應(yīng)成本:對于每噸二氧化碳當(dāng)量100歐元的配額價(jià)格,電力成本可降低約30歐元/兆瓦時(即1.5歐元/千克氫氣)。法國政府希望這一機(jī)制能夠在2030年之后繼續(xù)實(shí)施。最后,只要電解槽能夠在法國輸電網(wǎng)運(yùn)營商(RTE)設(shè)定的條件下按需停止運(yùn)行,它們可以參與“可中斷性”機(jī)制,以降低電力供應(yīng)成本約4至8歐元/兆瓦時。

這些因素共同顯著降低了與蒸汽甲烷重整相比的競爭力差距。

氫氣的關(guān)鍵數(shù)據(jù)

假設(shè)1太瓦時低位熱值的氫氣(H2)本身相當(dāng)于30千噸氫氣(ktH2),以56千瓦時電力/千克氫氣(k)的效率計(jì)算,生產(chǎn)這30千噸氫氣所需的電力為1.7太瓦時。如果運(yùn)行時間為每年6500小時,那么安裝的電解槽容量以生產(chǎn)這30千噸氫氣將為260兆瓦。

如果運(yùn)行時間增加,所需的電解槽容量會減少;如果運(yùn)行時間減少,電解槽可以采用更靈活的電力消耗模式,所需的電解槽容量會增加。同樣,效率的提高可能會降低所需的安裝容量,以實(shí)現(xiàn)相同的氫氣消費(fèi)目標(biāo)。

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