深度解析：欧洲与中国的清洁氢超级大国地位之争

作者：陈夏

简介：中欧在零排放氢技术方面的竞争可能会成为全球阻止气候变化过程中的重要组成部分之一。欧洲在光伏制造方面曾拥有了痛苦的经历，欧洲却以高昂的成本开发太阳能，被中国后来者居上。为了超越中国并实现气候中和的雄心，欧洲发起了大规模的绿色氢计划，以脱碳工业和航空业为主进行推动。许多人将绿色氢视为实现'零净'排放目标的关键，但是，如果不大幅降低价格，就不可能在全球范围内推广该技术。这项成本上的竞赛，在欧盟和中国之间，乃至于对于全球竞争都至关重要。

由水和可再生能源组成绿色氢制备技术，已经成为了目前市场关注的'灵丹妙药'，此项技术的应用将改善许多二氧化碳排放密集型行业，例如：重工业和航空业。虽然这项技术的成本迄今为止依然十分高昂，以至于在应对全球气候变化方面的部署仍然苦难重重。但是我们相信随着中欧之间的商业竞争可能会迫使价格迅速下跌，成为新的未来能源发展方向。

在欧洲，许多行业的研究者都表示：中欧之间氢技术的竞争对于启动全球氢经济至关重要，因为这将降低该技术的成本，将会在大多数行业的减排改造中发挥关键作用。

从另一方面而言，这也将迫使更多的国家实现零排放目标。几年前，随着太阳能光伏技术的发展，中欧之间的制造业竞争导致价格急剧下跌，改变了世界的供需状况，从而铺平了道路。今天，在许多国家仍然推广这项技术，并把它作为实现可再生能源目标的主要方式，未来几年中将如何发展将是令人兴奋的。

绿色制氢技术相比于化石燃料制成的传统氢仍然昂贵，主要因为制造氢的设备价格昂贵，并且该过程需要大量的电力。在目前市场前景不明朗的情况下，欧洲的私人公司暂时没有动力大量进行生产。

Figure 1清洁氢气对于化学工业的脱碳至关重要

造星计划，让氢能成为能源界的'摇滚明星'

为了解决这个问题，欧洲已经确立了到本世纪中叶实现碳中和的目标，并提出了一项雄心勃勃的计划，即在国家的支持下建立'氢经济'。该计划明确旨在使欧洲成为氢能技术的先驱者，并确保欧洲公司从中受益。

欧盟委员会副主席弗朗斯·蒂默曼斯（Frans Timmermans）表示：'凭借欧洲的技术水平，经济和政策手段，欧盟可以在全球范围内发挥领导作用。' 2020年7月初，氢能战略在欧盟正式实施。他补充说，绿色氢技术已经成为'全世界，特别是欧洲的新能源的摇滚明星'。

欧洲政策制定者和工业界经常选择中国作为欧盟野心中最重要的竞争对手。欧洲氢能商业协会的乔戈·查齐马克基斯（Jorgo Chatzimarkakis）于今年春季在欧洲经济研究组织表示：'我们（欧洲）目前正处于领先位置。但是中国正在持续挑战这一地位。其中竞争非常激烈，我们相信他们仅落后我们2-3年。' 德国经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）还表示，德国必须击败亚洲国家，才能在技术上取得全球领先地位，并以中国为例。'我们的目标很明确。我们希望德国成为氢技术的全球第一。'

绿色制氢技术同样，也是在电解池中制成的，电解池中的水利用可再生电能分解为基本成分氧气和氢气。由于燃烧氢气只会释放水，因此它有潜力为当今一些污染最严重的经济活动提供动力，并且不会造成任何额外碳排放。但是，由于电解成本高昂，目前有95％的市售氢气是基于化石燃料生产的，称为蒸汽甲烷重整。但是使这种'灰色'氢的生产过程大量提升了温室气体的排放。面对这种情况，业界正在使用碳捕集与封存清理这种生产方法进行改造并生产'蓝色'氢，但它并非无排放。只有用可再生能源制成的'绿色'氢气才被认为是完全可持续的。

Figure 2制氢过程

一旦产业规模扩大，在欧洲和亚洲大多数地区，风能或太阳能就可以以与天然气相同的价格生产可再生氢。这些生产成本将使人们负担得起绿色气体，并使真正清洁的经济前景成为现实。这也是为什么必须迅速降低制造可再生氢的成本，以实现全球各行业实现净零气候目标所需的大幅度减排的原因。商业信息服务机构IHS Markit预测，到2030年，无碳绿色氢气的生产成本将具有竞争力。自2015年以来，生产绿色氢气的成本下降了50％。脱碳程度越高，氢在未来能源中的作用就越大。'

迅速扩大的市场份额

从经济角度来看，全球氢经济快速发展的前景为具有技术和竞争优势的国家带来了丰厚的回报。欧盟已将目光投向了大部分市场。清洁氢是强大，有竞争力和无碳的欧洲经济的关键。欧洲在这项技术上处于世界领先地位，并且希望保持领先地位。但是他们也需要付出额外的努力才能保持领先地位，因为世界其他地区正在迅速赶上来。'

氢有望成为一种用途极为广泛的工具–它可以无限期地存储能量，并可以作为许多工业行业的能源。它也可用于制造可代替化石燃料作为原料的合成燃料，例如制造塑料。另一个更重要的优点是，氢能作为可储存能源，可以进行国际贸易，有可能变成全球贸易商品。

Figure 3氢能用途

由于这些优势，该行业有望进入指数增长阶段。在未来的几十年中，全球电解槽的综合产能可能'飙升千倍' 。世界能源理事会估计，从本世纪中叶开始，对绿色合成燃料的需求可能相当于当今全球原油需求的50％左右。

欧盟希望通过支持氢能行业来利用这一趋势，到本世纪中叶，氢能行业将支持该地区多达100万个工作岗位。仅欧盟集团的累计投资预计就将达到180至4700亿欧元。未来几年中，清洁技术将成为全球增长的引擎。

在欧盟内部，德国一直是绿色氢的特别倡导者。该国拥有强大的电解制造商，例如西门子，蒂森克虏伯，Sunfire等。如果德国能够保持目前在全球市场上的电解槽生产份额（约20％）（参见下图表），该行业将创造多达470,000个工作岗位：相当于目前该国标志性工业：汽车行业所有工作岗位数量的一半。

Figure 4世界目前电解槽产能对比图，中国排名第四

许多供应商和工程公司对在这里生产有助于这种技术发展的关键部件寄予厚望：从用于生产和加工绿色氢的机械到通过管道，轮船或陆上运输到国内和国际的运输，到最终用于各种应用（例如燃料电池）中。

欧盟有什么计划？

在欧盟委员会的氢气战略包含三个步骤的计划：

1. 建设电解槽，开始生产绿色氢气，并在2024年内的高耗能行业中进行投用（钢铁，化工，炼油厂）

2. 到2030年，建立地方制氢热点，与对应试点地区中的工业用户进行联系。随着需求的增加，将试点区域扩大并进行联合，成为欧洲大型氢基础设施（综合能源服务）的骨干

3. 2030年之后，全面推进氢能大规模市场化发展，包括建设欧盟地区之外的氢能基础设施，对非欧盟成员进行氢能源贸易，开放氢能市场

欧盟希望看到至少6吉瓦（GW）的可再生电解槽产能，到2024年可以生产至少100万吨的可再生氢。这相当于使用六个大型电站的全部电能产出进行制氢。欧盟的目标是到2030年生产1000万吨，电解槽总容量为40吉瓦。在自己的国家战略中，德国的目标是到2030年达到5吉瓦。

Figure 5 欧盟氢能发展计划蓝图

欧洲和德国在氢能领域的领导地位正是启动氢能经济发展所需要的。这确实向其他国家，中国，日本，韩国，甚至美国部分地区发出了强烈的信号，欧洲战略采取的方法很大程度上是试图确保欧洲制造商的未来。这似乎是防御中国和其他低成本制造商竞争的防御机制。

与此同时，欧洲公司也同样积极把握成为氢经济供应商的机会。与德国的战略公布之际，钢铁制造商蒂森克虏伯表示，它计划扩大其对水的电解产能，使绿色的氢气在千兆瓦规模。水电解正日益成为建立可持续，灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。该公司还与公用事业公司E.ON建立了合作伙伴关系，以建设氢基础设施。

Figure 6蒂森克虏伯电解槽

中国：价格竞价的降维打击

目前，中国制造商在氢气生产设备的低成本制造方面领先于欧洲–目前，其电解槽的成本仅为欧洲的三分之一。 业内专家表示：'由于中国市场如此之大，他们的生产商从规模经济，自动化等方面受益的程度远大于欧盟或美国。中国包含了其中整个价值链。'

一家欧洲著名电解槽制造商的一位消息人士表示：'我们认为中国是绿色氢的重要竞争对手，因为中国早就将其确立为气候计划的核心要素。' 欧洲制造商显然在效率，可扩展性和灵活性方面处于领先地位，而中国竞争对手使用更简单的技术，但享有成本优势。'

目前，中国的电解槽制造商几乎还没有开始与欧洲公司竞争，因为它们主要在国内销售，并且向西欧，澳大利亚和美国以外的市场销售。此外，中国目前是欧洲氢技术的主要进口国。

德国经济部长阿尔特迈尔（Altmaier）将中国的成本优势归结为廉价的劳动力，大多数专家都认为，欧洲公司仍可以追赶价格，例如：到2030年，西方公司可以通过'扩大规模，自动化以及将生产转移到劳动力更便宜的国家'。但同时，来自工业界的普遍观点认为，赶超中国将会是一项艰巨并且昂贵的工程。

Figure 7氢能成本概况

德国的太阳能创伤

业内专家说，欧洲，尤其是德国，决心防止其刚刚起步的氢工业成为下一个太阳能产业。

21世纪初，德国曾是世界上最大的太阳能电池板市场和技术先驱。引入慷慨的支持金后，其太阳能行业在2000年代中期经历了惊人的繁荣。但是当更便宜的中国太阳能光伏组件进入市场时，德国工业几近崩溃，导致成千上万的工作机会减少，Q-Cells，Solon，Conergy和SolarWorld等主要企业也纷纷倒闭。

Figure 8光伏板产业的市场份额走势

Figure 9 德国光伏相关产业的工作岗位数量变化

通过氢能源战略，德国不仅试图履行其减排义务，而且还在积极地努力成为领导者。它正在通过吸取从太阳能产业发展惨败的教训来实现这一目标。

欧盟和中国是许多技术领域的激烈商业竞争对手，但它们的经济也从根本上相互依赖。中国是仅次于美国的欧盟第二大贸易伙伴，欧盟是中国最大的贸易伙伴。这两个集团平均每天的交易额超过10亿欧元，目前正在完成一项全面的投资协议。欧盟委员会表示，这项交易的目的是改善欧洲公司进入中国市场的机会。

但是贸易关系并不总是很顺利，特别是在敏感的能源领域。欧盟也试图以反倾销关税以抵抗中国的太阳能组件泛滥，但是还是以失败告终。

我们在做什么

目前，氢政策的重点之一是促进燃料电池的发展，例如，燃料电池将氢转化为电能，用于汽车，公共汽车和供暖。在世界范围内，中国的这一政策被认为是先驱并值得学习，我们也制定了到2020年实现5000辆燃料电池汽车的目标，到2030年实现100万辆的目标。但目前，中国只有3％的氢来自可再生资源。我们需要在生产，运输和储存以及燃料电池技术上继续进行突破。从煤制氢到电解制氢，实现真正的绿色能源。

不论商业竞争如何，绿色氢气还是为欧盟国家与中国之间的合作提供了机会。德国已经发起了一个专注于能源转型的交流机制，德国经济部专家曾表示：'德国将国家氢战略作为优先事项，并愿意围绕氢这一主题加强国际合作与伙伴关系。'自2007年以来，德国已经与中国建立了能源合作伙伴关系，在氢能技术方面的合作也将日益紧密，并将在未来发挥更大的作用。'

参考资料：

【1】 https://www.cleanenergywire.org/news/europe-vies-china-clean-hydrogen-superpower-status

【2】 https://merics.org/en

【3】 https://www.agora-energiewende.de/die-energiewende/trainingsprogramm/