北欧氢能英

ANALYSIS 气候变化、能源与环境 氢 在Nordics 欧洲合作的驱动力？ SarahKilpeläinen,RainerQuitzow,MarinaTsoumpa 2023年10月 凭借其强大的可再生能源潜力，北欧人正在雄心勃勃地追求氢战略，以实现工业和运输的脱碳。 北欧人可以在欧洲新兴的氢经济中发挥举足轻重的作用：作为技术提供者 ，绿色工业产品的生产者和氢的出口国。 北欧人与其欧洲邻国之间的交往应得到加强，以调动其互利合作的潜力。 气候变化、能源与环境 氢 在Nordics 欧洲合作的驱动力？ 可持续发展研究所-波茨坦亥姆霍兹中心（RIFS波茨坦）的贡献由德国联邦外交部在“能源转型的地缘政治：国际氢经济的影响”（GETHydrogen ）项目的框架内资助。 Contents 1.INTRODUCTION3 2.气候与能源政策 在NORDICS4 3.可再生能源发展与可再生能源潜力 北欧生产国家5 4.国家氢战略和 POLICY目标8 5.当前的氢气生产和用途10 6.氢运输和存储11 基础设施 7.关键的氢项目NORDICS12 8.中的氢合作 北欧CONTEXT13 9.CONCLUSIONS15 数字列表16 References16 弗里德里希-埃伯特-斯蒂夫顿-NORDICS中的氢 北欧的氢 1 INTRODUCTION 根据欧洲绿色协议，氢在所谓的“难以电气化”行业的脱碳中发挥着核心作用 ，并且是绿色产业政策的重要目标，因为欧洲寻求在碳中和工业系统的这一新兴领域获得领导地位。此外，在俄罗斯入侵乌克兰之后，它已被宣布为减少欧洲对俄罗斯天然气依赖的重要组成部分（Rozo2021）。虽然几乎可以肯定的是，欧盟将需要进口大量的清洁氢来实现其气候中和目标，但它也越来越认识到，在欧盟及其邻近地区建立显著的能力将是重要的。这可以通过减少对进口的依赖来帮助增强欧盟能源系统的弹性，并成为欧洲设备和技术的本土市场 ，以争夺该行业的工业领先地位。这是弗里德里希·埃伯特基金会和可信性研究所（RIFS）联合发表的关于国际合作在发展国际氢经济中的作用的先前政策文件中提出的九项政策信息之一（Qitzow等人。2023a）。 在这种背景下，北欧地区以其丰富的可再生能源资源和具有竞争力的成本，可以作为潜在的氢生产和贸易枢纽发挥重要作用，欧盟成员国芬兰，瑞典和丹麦以及挪威和冰岛都是欧洲经济区的成员。北欧国家1正在将自己定位为能源转型的领导者，并正在追求雄心勃勃的脱碳目标，以应对气候变化。氢能在实现碳中和社会方面可能发挥的作用鼓励了该区域各利益攸关方以并行政策制定、研发和工业发展的形式增加活动。北欧国家的目标是利用氢来帮助实现其相互关联的气候和能源目标，并将其作为产业转型的关键工具。 Inthisvein,thispolicypaperexplorestheroletheNordiccouldplayinanemergingEuropeanhydrogeneconomy.Itprovides,first,abriefoverviewofthecurrentstateofclimateandenergypolicyintheregion,thengoesontoreviewthestate-of-play drogen战略和北欧目前的项目前景。最后，它回顾了北欧在该地区以及与其他欧洲伙伴在支持氢经济快速发展方面的合作。最后，它确定了未来增加合作的潜在切入点。 1本文以丹麦、芬兰、冰岛、挪威和瑞典为研究对象。 弗里德里希-埃伯特-斯蒂夫顿-NORDICS中的氢 2 北欧的气候与能源政策 北欧国家的气候和能源政策的前提是，减少温室气体排放的精心策划的努力可以减轻气候变化并促进可持续的经济增长。北欧国家为脱碳和能源系统转型设定了雄心勃勃的国家目标。虽然脱碳是所有战略的核心，但具体概念和目标因国家而异。丹麦的目标是到2050年实现净零排放，芬兰到 2035年实现碳中和，瑞典到2045年，挪威到2030年，冰岛到2040年 （Wråe等人。，2021）。 北欧人均能源消耗高于欧盟平均水平。这可以通过该地区的气候条件，低人口密度和整个地区的相关分布以及该地区的能源密集型产业来解释。与此同时，单位发电量的二氧化碳排放量约为全球平均水平的五分之一。虽然其二氧化碳排放量随着时间的推移而减少，但其GDP却在继续增长（见图1）。因此，北欧气候政策促进了经济增长与温室气体（GHG）排放的脱钩（Bhowmi2019）。 图1 增长率：GDP，CO2北欧国家的一次能源总需求 200% 170% 150% 155% 150% 140% 125% 115% 107% 100% 105% 105% 105% 100% 95% 90% 87% 75% 65% 50% 199520002005201020152020 GDP 一次能源总需求 CO2 资料来源：作者自己的数据来自Bhowmik(2019)。 3 北欧国家可再生能源的开发和可再生能源生产的潜力 北欧的氢 北欧国家不仅是气候和能源政策的先驱，而且是部署可再生能源技术的领导者（Aslai，Naaraoja和Wog2013）。这些技术包括丹麦和北海的海上风能，瑞典和芬兰的生物能源以及冰岛的地热能（见图2和3）。由于其丰富的水资源，水电是挪威的主要能源(Jase等人。2022年；JesFeger和NordisMiisterråd2007)，并且在瑞典选举中也发挥着关键作用。 三位一体生产（IRENA2020）。结果，到2020年，北欧的可再生能源目标都大大超过了欧盟的可再生能源总能耗20％的目标。丹麦认捐30% ，芬兰38%，冰岛72%，挪威67.5%，瑞典49%。这些目标提前两年实现或超过了计划（欧盟委员会2018;北欧能源研究2021）。所有北欧国家的可再生能源份额远高于欧盟平均水平（见图4）。 图2 2021年的能源结构（总能源供应），百分比 冰岛*挪威瑞 典芬兰 Denmark 0% 20% 40% 60% 80% 100% 地热 生物能源 风能和太阳能 Hydro 核 滑 气体 煤炭 资料来源：作者本人基于IEA国家概况，冰岛基于“我的世界”国家概况。 图3 2022年北欧的电力组合，百分比 冰岛挪威 瑞典芬兰 Denmark 0% 20% 40% 60% 80% 100% 地热 生物能源 太阳风 Hydro 核 气体 煤炭 其他化石 来源：作者自己的数据基于Emper-climate.org上ElectrictiyDataExplorer的数据。 弗里德里希-埃伯特-斯蒂夫顿-NORDICS中的氢 图4 2021年北欧可再生能源在总能源中的份额 100% 86% 80% 74% 63% 60% 40% 43% 35% 22% 20% 0% 冰岛 挪威 瑞典 Finland Denmark 欧盟平均水平 资料来源：欧盟统计 北欧地区具有巨大的风能潜力，正在积极寻求开发。WidErope的适度情景（2017）估计，到2030年，挪威，瑞典，芬兰和丹麦可以部署总计32吉瓦的陆上风能累计容量。丹麦，比利时，荷兰和德国也签署了Esbjerg宣言，该协议将在2030年之前建造65吉瓦的海上风电容量和20吉瓦的电解槽容量，用于生产氢气（Krmayer2022）。 到2050年，丹麦的目标是建设35吉瓦的海上风电装机容量，是该国目前装机容量的两倍多。由于海上风电的扩张将产生大量的电力过剩 ，该国打算向邻国出口电力并生产氢气，以实现到2030年6吉瓦电解能力的国家目标（KEFM2021）。它是欧洲最高的目标之一，今天在该国的各个规划阶段都有近7GW的电解容量支持，超过了自己的目标（Simoyi和Svedstorp2022）。对于丹麦而言，氢气也是支持将其海上风能潜力整合到能源系统中并减少发展和加强电网基础设施的相关投资需求的关键（IEA2021）。 此外，挪威最近宣布计划到2040年开发30吉瓦的海上风能，其中包括将其电网连接扩展到欧洲大陆（Draovic2022;VNG2022）。事实上，可再生能源已经占挪威发电量的98％以上，这也表明大量新的海上风能可用于生产氢气（见图4和图5）。瑞典和芬兰也在计划扩大其预期的海上风电能力。作为波罗的海八个州签署的《玛丽恩堡宣言》的签署国，他们的目标是到2030年安装6吉瓦的海上风电（Rystad2022）。今天 ，瑞典只有不到4吉瓦。 化石发电能力，而芬兰的化石发电能力略高于5吉瓦。2最后，冰岛在电力部门拥有100％的可再生能源份额，正在寻求进一步扩大剩余的水电和地热潜力，以完全脱碳，同时发展新的气候友好型产业。 正如这些数字所表明的那样，北欧人既有实质性的范围，又有具体的计划来产生多余的可再生能源，这些能源可以专门用于生产可再生氢。此外,如图5所示,仅需要当前可再生发电的一小部分来满足北欧地区当前的氢气消耗量。换句话说，未来的可再生氢气生产可以用来满足脱碳难以减少的最终用途部门以及出口的氢气需求。事实上，正如最近的一项研究所指出的那样(Qitzow等人。2023b），即使在满足了脱碳带来的不断增长的需求之后，北欧人仍具有巨大的潜力，可以在芬兰和丹麦以每兆瓦时40欧元（€）以下的价格生产多余的可再生能源，而在挪威和瑞典则以每兆瓦时30欧元以下的价格生产。这大大低于欧盟的平均非家庭能源价格， 后者从2020年的70欧元增加到。 2022年为142欧元。3 2根据IRENA提供的数据。请参阅https://www.irena.org/Data。 3根据Eurostat提供的数据。请参阅https://ec.europa.eu/eu-rostat/databrowser/view/nrg_pc_205_c/default/table?lang=en。 北欧的氢 图5 2019年北欧现有的年度H2需求和可再生发电量，单位：GWh 160 151.20 140 120 112.14 100 80 60 40 20 35.62 23.451 19.13 0.68 9.23 7.73 5.33 0.03 0 Denmark 挪威 瑞典 Finland 冰岛 资料来源：基于IRENA的作者自己的作品。 2019年全年氢气需求 2019年可再生能源发电 弗里德里希-埃伯特-斯蒂夫顿-NORDICS中的氢 4 国家氢战略和政策目标 所有北欧国家都在积极制定或已经实施氢战略，认识到它们对难以减少的部门脱碳的重要性(见表1的概述)。与欧洲氢战略一样，北欧国家也非常重视可再生氢的发展。这是用电解槽用可再生的电产生的氢。然而，其他形式的氢在某些情况下也起作用。瑞典和芬兰核能发电的存在意味着这些国家正在瞄准瑞典的战略，即基于可再生能源和核能发电的无化石氢。挪威拥有丰富的天然气储备，正在推广可再生和低碳氢。后者是通过传统的蒸汽甲烷重整工艺由天然气生产的。4碳捕集与封存（CCS）技术。 挪威的战略于2020年发布，并承认可再生和低碳氢与CCS结合的潜在作用（NMPE和NMCE2020）。作为天然气出口国，政府和国有石油和天然气公司Eqior将低碳氢视为未来从这些资产中创造价值的重要机会（有关更多详细信息，请参见方框1）。2021年6月，挪威政府还在其白皮书“挪威能源资源的长期价值创造”中发布了氢的路线图，以现有的氢战略为基础。该路线图强调了到2030年氢可以成为海上运输脱碳的现实选择的期望，以及通过氢枢纽和氢研究作为短期目标的更大市场采用的前景 （石油和能源部2021）。虽然挪威政府尚未为其制氢能力设定具体目标 ，但挪威国有公司，欧洲最大的可再生能源生产商Statraft计划到2030 年达到2GW的电解槽容量（Bli2022）。 丹麦于2021年12月发布了其氢战略。该战略包括出口氢衍生物和氢相关技术的目标，以及通过招标以12.5亿丹麦克朗的价格生产可再生氢，到2030年建立4-6吉瓦的电解能力