德國氫能和燃料電池發展

前段時間（jiān）12月7日到8日,於德國漢堡舉行的德國最大政（zhèng）黨基du教（jiāo）民主聯盟（CDU）的第31屆黨代hui上，基民盟（méng）秘書長安妮格雷特·克蘭普-卡倫鮑爾（Annegret Kramp-Karrenbauer）被選舉為新一屆黨（dǎng）主席，接替默克爾的職位。按（àn）照CDU黨內傳統，黨主（zhǔ）席與聯邦總（zǒng）理通常由一人擔任，因此，卡倫鮑爾（ěr）也被視作德國下一任總理的熱門人（rén）選（xuǎn）。這樣的（de）變革會為（wéi）德國政治（zhì）以及整個歐盟（méng）乃至世界格局帶來怎樣的變（biàn）化讓全球各界人士拭目（mù）以待。作為世界GDP排名第四的（de）國家，德國從戰後的廢墟上（shàng）迅速崛（jué）起，是當（dāng）今世界zui發達的幾個（gè）資本主義國家之一。做為（wéi）歐盟內作為“領頭羊”，其經（jīng）濟實力（lì）和政治影響舉足（zú）輕重。

然（rán）而縱使作為全球di四（sì）大經濟體，德國的能源自（zì）給率嚴重不足，簡言之是（shì）一個“貧油少氣（qì）”的國（guó）家，在能源（yuán）作為國民經濟命脈的當代，德國（guó）早在上世紀（jì）90年代就鍵能源轉型的目標鎖定在清潔（jié）可再（zài）生能源上。現如今，德國在可再生能（néng）源領域已經（jīng）走到了世界（jiè）的最前列，據德國經濟（jì）能源部（BMWI）統計，可再生能源在2017年已（yǐ）經占據到總能量（liàng）消費的15.6％，這一比例在（zài）今年的統計中預估將會達到18％；除（chú）此之外在可再生能源領域投入的設備資金達（dá）到157億歐元，而其收益則有162億歐元。與此相比（bǐ）美國（guó）的可（kě）再生能源僅占11.0％（且大部分來自已建設多年的水電），結合2017年德國對（duì）《可再生（shēng）能源法案》的修訂和完善（shàn），可以說德國在可再生能源領域成為世（shì）界di一的決（jué）心已讓世人皆知。尤其在（zài）氫能和燃料電池方（fāng）向，德國的研究機構和工業公司一直以來都處（chù）於國際領xian地位。

（德國可（kě）再生能（néng）源占比變化趨勢  來源：德國聯邦經濟能源部2017年年度能源（yuán）統計報告）

專項機構

德（dé）國在（zài）氫能（néng）和燃料電池領域專門（mén）成立了國家氫能與燃料電（diàn）池技（jì）術組織（德語： Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie-Gmbh；縮寫：NOW-Gmbh）以進行相關（guān）領域的工作。2006年，德國政府，工業和科學界達成（chéng）戰略聯盟，啟動稱為氫和燃料電池技術國家創新計劃（NIP）的長達10年的重大項目，並已取（qǔ）得了卓越（yuè）的成就：

·NIP為750個項目總計投入約7.1億歐元；

·此外受資助項目自籌資金6.9億（yì）歐元，第三方資助2千（qiān）萬歐元；

·共240家企業，50家科研和教育機構以及公共部門得到（dào）NIP的資助；

NIP第一階段的工作成功確保了德（dé）國在（zài）氫能和燃料電池領域的領xian地位，大多數燃（rán）料電池類型（低、高溫聚（jù）合物電解（jiě）質膜燃料電池（chí）LT、HT-PEMFC：30％~40％、固（gù）體氧化（huà）物燃（rán）料電池（chí）SOFC40％）和相關應用（家庭固定能源應用領域33％，熱（rè）電聯產總效率85％~90％）的效（xiào）率（lǜ）皆已經達到預期目標。NIP計劃宏觀層麵上講使德國氫能和燃料電池工業的增（zēng）值（zhí）產（chǎn）業鏈（liàn）鏈得到加強——德國在燃料電（diàn）池的供應和製（zhì）造方麵（miàn）排名全球di三（位於日本（běn）和美國之後）；而在固定應用（yòng）方麵，德國有14燃料電池個製造商（其中9家是供暖），是全球相關領域企（qǐ）業最多的國家。除此之外，NIP項目也極大（dà）地推動了氫能和燃料電池市場在德（dé）國的發展：2006-2016年間獲（huò）得（dé）NIP支持（chí）的公司銷售額增加了3倍，總量達到每年2.6億（yì）歐（ōu）元；德國（guó）已開發並銷售固定家用燃料電池（chí）產品，是目前歐洲燃料驅（qū）動家用供暖設備的主要市場，截止2016年（nián）共安裝了大約2000台設備；但盡管（guǎn）NIP對移動應用方麵有大力的支持，市場仍然開發較平穩緩慢（màn），並沒有實現移動燃料電池應用，直到近兩年的2017/2018年才有小批（pī）量燃料電動（dòng）汽車投入市場。隨著（zhe）日本的豐田和本田以及（jí）韓國的現代已經生產了批量生產的燃料電池汽車，德國自然不甘落後：戴姆勒相應（yīng）計劃在2020年發布一款車型，寶馬BMW則計劃2021年發布自己的車（chē）型，在氫氣的製造（zào）儲存等方麵，德國Linde 公司則是全球三大加氫站製（zhì）造商之一，移動（dòng）交通（tōng）領（lǐng）域氫能與燃料電池（chí）的運用已經（jīng）被提（tí）上了日程（chéng）。

（氫能和燃料電池在未來綜合能源係（xì）統中的角色  來（lái）源（yuán）：德國國（guó）家氫（qīng）能燃料（liào）電池組織NOW-gmbh）

根據（jù）第一階段的實踐總結與經驗，德國（guó）又提出了第二階段即2016至（zhì）2026年的氫和燃料電池技術計劃（NIP2）以確保研究和開發的（de）繼續，聯邦政府預計在接下來十年內（nèi）提（tí）供14億（yì）歐元左右公共扶持（chí）資金的資助。現階段主要注重於解決市場開拓的問題（tí），建立相應的基礎設施，為未來在氫氣生產，氫氣運輸，住宅能源供應，工業應用，燃料電池（chí）特（tè）殊應用等各（gè）個領域中的基礎持續提供政（zhèng）策經濟上的支持，。 兩大政府部（bù）門BMVI和BMWI負（fù）責（zé）為NIP計劃提供政策支持，而NOW組織則進行計劃（huá）實施與協調。

聯邦運輸和數字（zì）基礎設施部（BMVI德（dé）語：BundesministeriumfürVerkehrund digitale Infrastruktur）計（jì）劃（huá）在2019年前撥款2.5億歐元（約19.54億（yì）人民幣）以支（zhī）持氫和燃（rán）料電池技術。其主要運用在為氫能（néng）基礎設施如（rú）加氫站的建設，氫（qīng）能燃料電池交通工具如FCV和氫燃料客運列車等的開發，燃（rán）料電池係統發電設施等提供補助與投資。

聯邦經濟事務和（hé）能源部（BMWi  - BundesministeriumfürWirtschaftund Energie）在NIP2中將繼續對氫能和燃料電池技術應用的（de）研究和（hé）開（kāi）發（fā）提供支持，根（gēn）據（jù）在第六屆能源研究計劃中提出的計劃每年提供約2500萬（wàn）歐元（約（yuē）1.9億人（rén）民幣）到相（xiàng）關領域。比如，2016年8月（yuè），BMWi在國家行動計劃能源效（xiào）率（NAPE-Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz）範圍內啟動（dòng）了一項資助計劃，旨在為私人客戶采購燃料電（diàn）池加熱設備。

除此之外（wài），其他部門如德國聯邦環境部以及教育（yù）和研究部也將通過NOW GmbH組織來（lái）積極參與國家實施計劃的戰略發（fā）展，正如NIP在2006年-2016年第（dì）一階（jiē）段計劃實施時那樣，政府部門間通力合作達成德（dé）國在其《可（kě）再生能源法（fǎ）》中提出的“2050年之前減少（shǎo）95％的二氧化碳排放；德國最（zuì）終（zhōng）的能源結構50％來自可再（zài）生能源”的遠大目標。

（德國NIP2016~2026年第二階段規劃示意圖  來源：德（dé）國國家氫能（néng）燃料電池組織NOW-gmbh）

氫區建設

德國政府為了促進氫能和燃料電池在區域內的實際應用，從2018年6月起至2019年1月，氫能（néng）區域建設的想（xiǎng）法設計，具（jù）體的計劃和製定或實施這些計劃都可以申請聯邦政府的考核以得到支持，政府將視情況（kuàng）提供資金補助。因此（cǐ），利益相（xiàng）關者及項目發起人或（huò）組織（HyStarter）從項目申報，到通過建立的綜合性的分析和規劃（HyExperts），直到實際應用以實現氫區的建設與運行（HyPerformer）都會得到政（zhèng）府的（de）鼓勵。

HyStarter

德國政府預計將選擇六個地區和/或市政當局建立（lì）氫（qīng）能區域。聯合各界的積極（jí）需（xū）求並結合（hé）其優（yōu）質資源（政治，市級龍頭企業（yè），工業（yè），商業，社會）提供技術建議和支持，共同製定有關氫能和燃料電池為基礎的運輸，供熱，發（fā）電儲能等領域可實施（shī）的發展計劃；

HyExperts

區（qū）域的（de）名額將會在競賽中決定（dìng），對項目的規劃分析將（jiāng）會在2019年春進行評比，勝出的區域將能夠獲得總金額為100萬歐元的投資補助，以進一步（bù）推進概念和規劃的發展，直到其實施。

HyPerformer：

潛在的氫區建（jiàn）設與運行商可以（yǐ）申請評比，以在進一步競爭的（de）範圍內實施現有概念。評委會將從所有參賽（sài）作品中選出獲勝者， HyPerformers的總（zǒng）獎金（jīn）總額為（wéi）2000萬歐元，最終將以采購的投資補助形式提（tí）供。

氫區的建設工（gōng）作在近日又被再次（cì）強調（diào），12月（yuè）6日 - BMWI國務秘書（shū）Steffen Bilger在國家創新計劃氫和燃料電（diàn）池技術（shù）大會上提出了一種新的（de）籌資辦（bàn）法（fǎ）：“德國（guó）的任何地區都可以成為氫能區域——無論其以前是否有可（kě）再（zài）生能（néng）源運行的（de）經驗。作為一個多階段的長期工作，我們會現場考察具體的需求，資源和發展潛力。我們（men）能夠為這個項目提供從提升（shēng）公眾（zhòng）認知（zhī）水平，到考察規劃信息采集，到采購建（jiàn）設（shè）以實（shí）施（shī）氫區概（gài）念的多種支持“。

（氫區概念示意圖  來源：德國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

氫能燃料電池（chí）交通

據統計，德國在交通上消費的能源占（zhàn）終端能源消費的1/3，而德國政府設立了在2020年達成減少10％（與2005年相比）終端能源消費（fèi）的目標，因（yīn）此（cǐ）便為（wéi）氫能燃料電池在汽車，公共汽車，重（chóng）型車輛，叉車，列車，船舶等等（děng）交通工（gōng）具上的應用與商業（yè）化（huà），投入了大量的資源（yuán）。德（dé）國希望不僅僅是（shì）通過示範（fàn）項目而是真正通過基礎設施與交通工具的（de）齊頭並進的開發而進行大規模運行。

（德國目前（2018年）的加氫站分布地圖  來源：德（dé）國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

加氫站建設

在2016年第一階段NIP結束後，德國在柏林，漢堡，杜塞（sāi）爾多夫，法蘭克福，斯圖加特和慕尼黑等大都市區以及連接高速公路上根據計劃建立（lì）了接（jiē）近50個加氫站（第五十個（gè）加氫站2018年9月7日建成於波茨坦），能夠為起始階段氫燃料電池汽車提供最基本道路條件。而根據NOW發布的路線圖，在2018年前100個加氫站將無條件建造，即無論車（chē）輛的實際銷售數量如何，加氫站都會得到建設。目標是在漢堡，柏林，萊茵 - 魯爾，法蘭克福，斯圖加特和慕尼黑的六個城市地區，以及其相連接高（gāo）速公（gōng）路上（shàng）建立所謂（wèi）的“氫氣走廊（láng）”——每90公（gōng）裏至少有（yǒu）一個加氫站，大都市區內至少有10個加氫站。NIP2屆時將根據德國燃料電池車輛登記（jì）的數量對加（jiā）氫站（zhàn）的總數目和選址進行定位。

早在2012年，瑞典（diǎn）大瀑布電力公司（Vattenfall）斥資六百萬歐元（yuán）建起了這（zhè）座“加油站”參與到了諸如漢堡港口新城加氫站可（kě）再生（shēng）能源存儲-氫能汽車示範項目的建設當中，漢堡（bǎo）是德國第二大城市，擁有德國最繁忙的港口。政（zhèng）府的巨額投入幫助（zhù）該市建立起不少氫燃料加油站，使其（qí）構成了小型網絡。同時政府還鼓勵使用氫能源的城市公交車進行公路實地測試，並對研發工作給予資金支持。

（德國漢（hàn）堡——港口新城氫能交通網絡示意（yì）圖  來（lái）源（yuán）：德國國家氫能燃料電（diàn）池組（zǔ）織NOW-gmbh）

除了數年前對漢堡這（zhè）樣的先（xiān）驅城市進（jìn）行支持之外，在德國本土普及加（jiā）氫站建設的過（guò）程當中對前100個站中的大多數站的資金（jīn）技術支持（chí）將分別來自（zì）國家創新計劃氫和燃料電池技術以及歐洲燃（rán）料電池和氫聯合承諾委員會；預計到2023年，400個加氫站（zhàn）的落地將確保在德國建（jiàn）立完（wán）整的國家（jiā）氫能基礎設施網絡，2030年（nián），德國將具（jù）有1000座加氫站和（hé）50萬輛燃料電池（chí）汽車的規模，加氫站的網絡化分布（bù）還會進一步完善和擴（kuò）展。對於這（zhè）些（xiē）潛在的400個加氫站，由TOTAL和（hé）液化空氣控股合資（zī）的企業—氫交通H2 MOBILITY項目將承擔所有運營任務，包括網絡規劃，授權，采購（gòu），建（jiàn）設和運營；支（zhī）付係統以及氫氣采購，且保證盡可能多的使用可再生資源來生產（chǎn）氫氣（qì）作為能源。

氫能巴士

德國非常重視氫（qīng）能乘用車的開發；在城市巴（bā）士應用氫能動力模塊是達成減少顆粒物和氮氧化物的排放，最終實現社區零排放目標的重（chóng）要（yào）一環。根據德國國家氫能與燃料電池技術組織主席Klaus Bonhoff2017年的發言（yán），目前以歐盟委員會牽（qiān）頭進行投資（zī），已有51台清潔巴士正在德（dé）國境內運營。巴士的采購和運（yùn）營采用聯合（hé）投資機製，確保其成本在可接受範圍之內：2018年初舉行的氫動力汽車（chē）歐洲聯合倡議項目(Joint Initiative for Hydrogen Vehicles across Europe，JIVE)提出歐盟（méng）將在未來為此項目提供約3700萬歐元，旨在為（wéi）歐洲汽車製造商（shāng）提（tí）供經濟支持（chí），以削減各整車廠商製造燃（rán）料電池汽車（chē）所需費用。

（氫能巴士示（shì）意圖 來源自網絡）

乘（chéng）用車研發

乘用車是推進燃料電池汽車商（shāng）業化的領域，由於現階段氫能燃料電池汽車的成本，決定了（le）其現階段僅能在公共交（jiāo）通領域或重型動力（lì）車輛領域應用;目前，德國（guó）境內僅有大約 260 輛氫能源家用汽車。但2017年在德國漢（hàn）堡和慕尼黑等地，已經有燃料電池轎車在共享出租車的公司（sī）旗下提供租賃服務，隻需要（yào）在手（shǒu）機上就可以進行預約。德國政府同時也在加大宣傳力度以確保服務越來越被（bèi）公眾（zhòng）接受（shòu）。德國政府對本國的寶馬，奔馳，奧（ào）迪等（děng）汽車製造商和供應商在氫能和燃料（liào）電池乘用車的開發也（yě）投入了大量的支持，紛紛推出了（le）自（zì）己的FCV概念車：

德國奔馳公司推出了B級燃料電池車（B-Class F-cell），並於今年（nián）推出了新（xīn）款 FCV 版 GLC， 2017年IAA上（shàng）GLC F-Cell得到了首次展示，作為插電式混合動力車，除了燃料電池外，還有（yǒu）一（yī）個緩衝電池（chí），可以像任何電動汽車一樣在外部充電。目（mù）前該（gāi）款車僅以每月799歐元的價（jià）格出租給德國和日（rì）本的大城市（shì）的客戶。 所（suǒ）謂的全方位服務租賃模式包括（kuò）所有維護和可（kě）能的維（wéi）修以及保修包等。預（yù）計（jì）將會在2022年的正式市場推出。

（奔（bēn）馳F-cell燃（rán）料電池汽車（chē） 來（lái）源：汽（qì）車之家）

寶馬在（zài） 2015 年發布了基於 i8 和 5 係 GT 車型（xíng）的 FCV 原型車，並（bìng）宣布於 2020 年發布量產版。

（寶馬氫能源FCV 來源：汽（qì）車之家）

奧迪在 2014 年也推（tuī）出了 A7 h-tron quattro 概念車（chē）：

（奧迪h-tron概念車（chē） 來源：汽車之家）

產業聯盟

事實（shí）證明（míng），氫能和燃（rán）料電池汽車的開發與（yǔ）商業化不僅是一家（jiā）企業能（néng）夠完成的，而是需要整個業界聯合guo家資源進行開發合作，2017年，在（zài）聯邦（bāng）交（jiāo）通和數字基礎設施部(BMVI)的領導下，德國政府組織本國汽車行業領導企業成（chéng）立了（le）一個（gè）6000萬（wàn）歐元、為期三年的聯盟，以期研究（jiū）汽車燃料電（diàn）池堆的大批量生產。此聯盟（méng）名為“AutoStack-Industrie”，第一年投資金額（é）為2130萬歐元，旨在2020年之前為德國和歐洲（zhōu）燃料電池汽車的商（shāng）業引進提供技術、經濟和科技支（zhī）持。這一聯盟由寶馬領導（dǎo），還包（bāo）括戴姆勒（lè）、德納、福特研究和創新中心、科德寶高性能材料、Greenerity、NuCellSys、燃料電池（chí）公司（sī）PowerCell Sweden AB、德國優（yōu）美科、大眾集團和德國巴登符騰堡州太陽能和氫能研究中心（xīn）。這（zhè）些企業（yè）在汽車製造和（hé）燃料電（diàn）池技術領（lǐng）域都有極高（gāo）的建樹，在德國政府領導之下齊心協力（lì）進行彼此聯合交流合作，以期（qī）達成德國能夠建立自己的燃料電池生產設施額目的。因為在目前，燃（rán）料電池堆仍然需要手工組裝。自動化裝配燃料電池堆（duī）可（kě）以減少大量的生產成本，從而是燃料電池汽車（chē）在市場廣泛投放的先決條件。ASI聯盟中的合作夥伴將創建一套通用的生產規範和標（biāo）準，按（àn）照此規範（fàn）生產電池堆並設計（jì）組件（jiàn），然後構建出電池堆原型。與此同時，該聯盟成員（yuán）也正在研究（jiū）建造燃料電池工廠的（de）可能性，第一階段的目標產能為每年3萬個燃料電池（chí）堆。

氫能列車

時（shí）至今日，德國的鐵（tiě）路路線與高鐵遍布（bù）的（de）我國相比（bǐ），電氣化程度僅有41％，而德國政府尋求使用燃料電池火車來解（jiě）決問題出路。在過去三年內，德國投資研發了氫能城際列車的樣車，並打算（suàn）在清潔能源列（liè）車領域邁出領xian一步。2018年11月（yuè）9日，作為全球鐵路運輸業創新和環保技術領域的領（lǐng）xian者（zhě）阿爾斯通公司11月9日宣布，由他們生產的世界首款以氫為能（néng）源的火車將於（yú）2021年在德國正式開跑，采購（gòu）數量為（wéi）14輛氫燃料電池列車包括30年維護和能源供應的（de）合同與（yǔ）德國下薩克森州地方交通（tōng）局簽署。計劃從2021年12月起在庫克斯港，不來梅港，布雷梅爾沃德和布（bù）克斯特胡德之間運送旅客，在14條路線上使用燃（rán）料電池列車取代（dài）原先以柴油為動力的列車。該新能（néng）源列車最高時速可達140公裏每小時，儲氫（qīng）裏程可（kě）達1000公裏，一次可乘坐多達（dá）300名乘客。這樣的燃料電池氫能列車在整個運行過程（chéng）中都不會產生溫室氣體排放，其多餘（yú）的能源則可以儲存在列車上安裝的鋰離子電池中供其他用途；因此預計使用燃料電池氫能列車與傳（chuán）統的柴油（yóu）列車（chē）相比能夠獲得高達30％的（de）能源開支上的節約。

（德國氫（qīng）能列車運營路線規劃圖  來源：德國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

由國家氫能和燃料電池技術創新計劃（huá）即NIP2項目將會投資約840萬歐元（yuán）資助這項燃料電池機動列車取代柴油列車的項目。隨著德國氫能基礎設施建設的完善，在性能表現上與柴（chái）油機車（chē）相當的（de）燃料電池機車在鐵路運輸領（lǐng）域（yù）有著相當強勁的競爭力，BMVI議會國（guó）務秘書Enak Ferlemann也宣稱：“燃料（liào）電池（chí）機動列車技術在未來10至15年內在德（dé）國有很好的機會（huì）進行發展，柴油（yóu）機車則會隨著時代的變遷慢慢退出市場”

（德國氫能列車內部 來源：新浪科技）

世（shì）界領（lǐng）xian的（de）氣體和工程公司（sī）林德集團將提供新型燃料電池列車的氫氣供應，他們將在通往不萊梅的火車上建立全（quán）球首ge氫氣加（jiā）注站。該項目由聯邦（bāng）政府資助的投資（zī）成本估計約為1000萬歐元。

零排放貨車

隨著加氫站建設的完備，零排放商用（yòng）車運（yùn）輸同樣能享受其基礎設施（shī）的便利。2017年12月，德（dé）國最大氫站運營商H2 MOBILITY與（yǔ）德國電動卡車公司streetscooter（街頭滑板（bǎn）公司）就氫（qīng）動力商用（yòng）車的開發使用上達成了合作共識。雙方的總經理於2017年11月30日簽（qiān）訂了相（xiàng）應的諒（liàng）解備忘錄。500輛streetscooter公司生（shēng）產的燃料電池（chí）卡車（chē），將從2018年中期逐步被德國（guó）郵政公司作為運輸車隊用車DHL投入使用，這些零排放燃（rán）料（liào）電池商用車將會在總計15個已經對外開放的由H2 MOBILITY進行運營的加氫站進行加氫補給。這個項目是在（zài）杜塞爾多夫（fū）舉辦的“北威州能源署燃料（liào）電池與（yǔ）氫能網絡”年會的框架下進行簽署的（de）。

（德國與郵政使用的氫能燃料電池快運車 來源：德國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

氫能在航運航天領域的應用

航運領域，德國於2009年（nián）實施（shī）為期（qī）八年名為（wéi）“燈塔(lighthouse )”e4ships 的燃料（liào）電池船（chuán）舶項目,利用燃料電池係統為郵輪、貨（huò）船和大型遊船等提供輔助動力,總投資高達5130萬歐元,涉（shè）及全德國21家公司及科研機構。如“Alsterwasser”號遊船再在2008年8月在德國漢堡的Alster 湖上即進行了首（shǒu）航,載客量超過100人,一直載客運行至今,截至2010年運送了14000多（duō）名乘客。遊船推進動力（lì）功率為100kW 級,由德國Proton Motor 公司提（tí）供的2台48kW 質子交換膜燃料電池模塊組成（chéng）,采用35MPa 高壓儲氫技術（shù）,一次可攜帶氫燃料（liào）50kg ,遊船可連續運行2~3天。氫能遊船無尾氣排放,能源（yuán）利用效率高達50%以上。2017年，NIP又通過了（le）多個燃料電池係統（tǒng）在公海客船、內（nèi）陸遊船（chuán）、內陸運輸船上作為主要或備用供能係統進行應用的項目，為期兩年半（bàn），總額從155萬到1154萬（wàn）歐元不等。

（德國e4航運燃料電池（chí）項目規劃 來源（yuán）：德國國家氫能燃料電（diàn）池組織NOW-gmbh）

（2017-2019年NIP投資的航運（yùn）領域（yù）燃料電池項目 來源：德（dé）國國家氫（qīng）能（néng）燃料電（diàn）池組織NOW-gmbh）

近（jìn）年來，航空業設法減少溫室氣體排放，波音和空客也曾測試較小的燃料電池飛（fēi）機（jī）。2016年9月29日，德國的飛機（jī）工程師成功測試全球di一架采用零排放混合燃料電池（chí）的4人座飛機。據報道，試（shì）飛地點（diǎn）在德國西南部斯圖加（jiā）特機場，曆時10分鍾，當時機上有兩名飛行員和兩名乘客模型。這架雙（shuāng）艙飛機HY4由飛機製造商Pipistrel、燃料電池生（shēng）產商Hydrogenics公司、烏爾姆大學和德國航空太空中心(DLR)共同研發。這架飛機飛行中（zhōng）利（lì）用氫產（chǎn）生電力（lì），巡（xún）航速率每小時165公裏（lǐ），航程（chéng）可達1500公裏，起（qǐ）飛和降落則仰賴（lài）電池動（dòng）力。這一壯（zhuàng）舉展示了氫能和燃料電池在民用（yòng）航空航天領域應（yīng）用的（de）可能性。此外，德國政府也（yě）投入了569萬歐元與空客集團（tuán）、德國（guó）ZAL技術中心（先進空運應用研（yán）究（jiū）中心）、德國航空航天中心合（hé）作，開發氫（qīng）能燃料電池（chí）技術在飛機（jī）與機場的實際應（yīng）用。

（燃料電池航空航天領域資助項目 來源：德國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

氫能供熱供電

德國為自己確立了2050年碳排放降低（dī）80%到95%的目標，而目（mù）前大約（yuē）40％的二氧化碳排放仍來自於建築物。而高（gāo）效燃料電池（chí）也（yě）在產生電力的過程中（zhōng）產熱。將這（zhè）些熱量充分應用，可實現排放和能源成本的可持續降低。與常（cháng）規化石能源發電相比，使用燃料電池裝置，二氧（yǎng）化碳排放量可（kě）減少近50％。長遠來看，若氫能來自於可再生能源，現有建築（zhù）和新建築的能源成本可（kě）以通過燃料電（diàn）池係統降低多達35％。

德國聯邦運輸和數（shù）字基礎設施部（BMVI）對（duì）使用燃料（liào）電池係統發電的廠家進行了一係列資助。使用燃料電池發電（diàn）可以（yǐ）實現（xiàn）關（guān）鍵或離網基礎設施的獨立能（néng）源供應。這一舉措無疑會使得更多（duō）企業積極使用燃料電池係統發電。其主（zhǔ）要可以用於安全機構和組織的數字（zì）無線電（diàn）以及交通控製係統，功率需要達到20kW。與使（shǐ）用傳統（tǒng）技術相比，采用燃料電池技術的資助費用最（zuì）高可達新（xīn）增投資成（chéng）本的40％。該項資助（zhù）基金的預算來自NIP2項目，金額為500萬歐元。因此最終約有500到600個（gè）燃料電池項目（mù）的申請者，能夠（gòu）獲得此項燃料電池補貼。

家用（yòng）燃料電池方麵，德國尤利希研究中心開發的高（gāo）溫燃料電池（chí）設（shè）計使（shǐ）用壽命最高可以達到8萬小（xiǎo）時。分（fèn）兩節組成的高溫燃料電池采（cǎi）用氫燃料進（jìn）行（háng）貢獻供熱，根據需要，燃料也可以換成51吃瓜网或甲烷。從試驗開始到現在已供電3400千瓦小時，足夠（gòu）一戶家庭一（yī）年的用電量。從經（jīng）濟角度來看（kàn），這款電池已完全適用於家庭供電供熱。聯合太陽能電池板或風力發電等裝置（zhì）進行耦合，將來或能實現完全（quán）來自可再生能源的獨立式家庭用電供熱。

（太陽能供給（gěi）燃料電池家用獨立式發電（diàn）供熱係統示意圖 來源：中德城市網絡一（yī）體化（huà）低碳實施項目）

Power-to-Gas

（power-to-gas概念圖 來源：搜狐）

為了實現（xiàn）真正的零排放，氫能的最終來源必須來自（zì）於太陽能或風能等（děng）可再生能源，可再生能源由（yóu）於（yú）具有時效性和（hé）區域性，因此將其儲存為化學形式的氫能加以利用能夠解決諸如棄風棄光這些問題。氫（qīng）氣可以進入到現有的天然（rán）氣網絡中並儲存在那裏，然後可以（yǐ）將（jiāng）進入電（diàn）網的氣體再轉化為電（diàn），或者可以將其用於其他目的（例如，加熱（rè），氫能車輛），即Power-to-Gas。為此，德國聯邦政府（fǔ）正在實施“儲能研究計劃”。德國的51吃瓜网工業非常發達，其全國51吃瓜网管道總長度超過505,000公裏，並且已經運輸了（le）比整個電網多一倍的能源。其（qí）未（wèi）來的計劃是利用51吃瓜网管道網絡作（zuò）為一個複（fù）合係統，其中51吃瓜网，沼氣以及（jí）由可再生電力生產的氫氣（qì）和合成甲烷結合在一起形成一個巨大的能源網絡進（jìn）行可精確調控（kòng）額（é）網（wǎng）絡化供應。

誠然，多次能量轉換會導致高水平的能量損失但從中期來看（kàn），電力-燃氣技術仍然可以提供一（yī）種經濟實惠的（de）解決方案，隨著技術的發展，很可能達成（chéng）以經濟可行的方式存儲大量電力。德（dé）國目前已經開始初步探索power-to-gas的可再生能源（yuán）網絡（luò）形（xíng）式:

早（zǎo）在2011年，奧（ào）迪便在德國綠色之都漢堡首次發布了具有開創性意義的e-gas項目，作為核心項目，e-gas項目經過了為期3年的密集研究，現已進入實際應用階段。與其他汽（qì）車企業完全依靠第三方提供（gòng）新能源不同，奧迪品牌是全球首jia建立起全（quán）套可持續發展能源係統即直接參與（yǔ）到可再生能源的生產過程（chéng）當（dāng）中的（de）汽車製造商。奧迪參與了位於北海的離岸風渦輪機組的建設（shè），該機（jī）組產生的綠色能源（yuán）將被並入公共電網中。奧迪希望在工廠中使用綠色能源進行生產，並在未來使用綠色能源來為奧迪（dí）旗下e-tron電動車型提供動力。同時，風（fēng）能發電的一部分電被用於電解製氫，產生的氫氣在未來可作為燃料電池車輛的能源，或者用於製造甲烷。這種甲（jiǎ）烷在奧迪被稱為e-gas，可以為內燃機提供動力。當時這一項目主（zhǔ）要是為了配合奧迪旗（qí）下TCNG（Turbocharged Compress Natural Gas）渦輪增壓（yā）壓縮51吃瓜网車型係列，由e-gas提供動力。該項目為如何高效地存（cún）儲和轉化綠色能源這一難題提供（gòng）了解決方案。例如，如果海風強勁，那（nà）麽多餘的能源可以被轉化（huà）為e-gas，存儲在公共（gòng）51吃瓜网網絡中。到有必要的時（shí）候，能（néng）源（yuán）又可以隨時從51吃瓜网網絡（luò）中回流到電力網絡中。

（德國漢堡奧迪E-Gas項目中心示意圖 來源：汽車之家-車家號）

到今年2018年，德國輸電係統運（yùn）營商Tennet，Gasunie Deutschland和Thyssengas希望率先（xiān）將（jiāng）電力和51吃瓜网網絡耦合用於能源轉型。目前（qián）這三家電網運營商已簽訂具體計劃，在德國西北部的下薩克森州建設一座100兆瓦的power-to-gas試驗工廠，並（bìng）計劃（huá）於2022年逐（zhú）步（bù）接入能（néng）源網絡。該項目的兩個變電（diàn）站主（zhǔ）要是收集和重新分配來自（zì）德國北部北海的海上風電（diàn）。這種（zhǒng）電力將由實（shí）驗工廠轉換為51吃瓜网，以便（biàn）在可再生能源的新儲存潛力中作為能源轉型的一部分。據該項（xiàng）目負責人稱，該項目還會涉及能源（yuán），運輸和工業部門的全麵耦合。生成的綠色（sè）氣體可通過現有的51吃瓜网運輸管道從北（běi）海輸送到德國最大工業區魯爾區的（de）消費者手中去進行能量供（gòng）給。當然（rán），它也可以在未來直接通到建立在德國各地（dì）的（de）加氫站進行供氫，再通（tōng）過（guò）儲氫設備運（yùn）送到其（qí）他能源（yuán）需求（qiú）場合如工廠等。該項目也得到了德國聯（lián）邦運輸和數字基礎設施部（bù）（BMVI）的資金（jīn）支持，下薩克森州環（huán）境與能源部長Olaf lies認為，儲存大量可再生電力的能力將減少電網的負荷，反過來，這有助於降低風力發電的成本並提（tí）升其供電穩定（dìng）性，與此同時，擁有更多（duō）的儲能選項也（yě）可以節省未來能源網絡擴展和建設的成本。

（德國西北部power-to-gas項目（mù）概念圖 ）

除（chú）了上述的各方麵（miàn），NIP還對諸（zhū）如水電解製氫，氫氣質量監控測驗，燃料電池部件流水線生產及其質量監控等方麵的項目（mù）也進行了投資，力（lì）圖搭建起完整（zhěng）的氫能產業鏈，在這（zhè）一領域快速發展實現真（zhēn）正的研發技術產業一（yī）體。

（NIP投資的燃料電池部件與製氫（qīng）生產與質（zhì）量監控項目（mù） 來源：德國國家氫能燃料電池組織NOW-gmbh）

歐（ōu）盟聯合發展氫能

由於地緣政治的因素，歐洲對石油進口的持續依賴使得歐洲各國（guó）的能源自給率常年不（bú）足（zú）。歐洲目前每天的原油（yóu）進口量稍低於100億桶，其中有80%的原（yuán）油都來自於（yú）歐佩克國家和俄羅（luó）斯（sī）。如何擺脫這種“枷鎖”？在歐洲內部逐漸實行一體化（huà）的今天，在德國的領導下，歐盟內部針對氫能和燃料電池技術的發展（zhǎn）也已經達成了共識以（yǐ）尋求出路。歐（ōu）盟積極與各行業開展創新項目合（hé）作，共同開發一（yī）些創（chuàng）新（xīn）解決方案，進而（ér）促進（jìn）整個行業的技術、產品和商業模式變革。

目前為（wéi）止，歐盟已經投資8億歐元 用於氫能燃料電池商業化的200多個項目，其中主要包括未來能源（yuán）以及（jí）未來（lái）交通運輸方式，推動建設綠色 歐洲，以實現整個歐盟2020年前節能減排的目標：

（歐盟燃料電池和氫（qīng）能發展聯合承諾 來（lái）源：中（zhōng）國氫能源網 ）

在過去十年中，歐盟委員（yuán）會和私營部門共同資助了15億（yì）歐元，用於通過聯合承諾（FCHJU）共同發展歐洲（zhōu）氫能和燃料（liào）電池技術。FCHJU每年向示範和研發項目投入大量資金，支（zhī）持它們的運行。當前的在（zài）歐洲氫能體係下（xià），私營資本和公共資（zī）金的比例為3.5:1，歐洲各國政府也在提供相應支持。

2018年9月19日，歐洲25個國家能源部門的（de）官員奧地（dì）利林茨簽署一項非約束性協議，表示（shì）支持氫能源的大規模應用，以減（jiǎn）少歐洲大陸的碳排放量。各國家（jiā）代表官員表示，將加大對氫能技（jì）術（shù）的研究，並加速其在工廠（chǎng）、汽車和家庭中的日（rì）常使用。

歐洲城（chéng）市清潔氫能（néng）項目CHIC（Clean Hydrogen in European Cities project）。這個項目是歐（ōu）盟向全球展示零排放公交車的大型項目，該項目在歐洲許多城市（shì）以及加拿大一個地區設立了燃料電（diàn）池公交車車隊及加氫站。CHIC項目總預算為8180萬歐元，於2010年啟動，已於2016年12月結束，共示範54輛燃（rán）料電池公交車，分別運行於瑞士阿爾高州小鎮，德國的柏林、科隆和漢堡，意大利東北部城市博（bó）爾紮諾、英國倫敦、意大利（lì）米蘭等城市。在該項目的激勵下，到2017年底，歐洲有100輛燃料電池大巴投入使用（yòng），預計2020年這一數字將增加到1000輛。

德國氫能發展給（gěi）我們的啟示

到2030年，中（zhōng）國（guó）的城市將接近10億或70％的人口（kǒu）。雖然中國過去幾十年前所未有的城市化進（jìn）程在很大程度上有助於改善數百萬公民的生活條件，但它也大大增加了我國的碳排放量，我國三分之（zhī）一的溫室氣體排放量可以追溯到建築物（wù）及其能源使用（yòng）情（qíng）況。因此，建築行業為緩解氣候變化提供了巨大的機遇。從高能耗高汙染發展到（dào）節能減（jiǎn）排（pái），實現零排放低排放經濟轉型是國家十分重視（shì）的，正如習主席所說：“綠水青山（shān）既是金山銀山（shān）”。德國從政府部（bù）門的資金投入，成立專項機（jī）構組織，建立完整的計劃，到整條產業鏈的開（kāi）發（fā）與保護都（dōu）是我（wǒ）們值得借鑒的。因此我（wǒ）們（men）需要學習借鑒，製定氫能產業發展路線（xiàn）圖，明確氫能（néng）發展戰略定位、目（mù）標（biāo）和任務；同時也要注意推動和（hé）高校以及研究機構的合作，建立研發基地；再者還需要開展一（yī）批示範工程，推動氫能與可再生能源結合、燃料電池分布式發電、氫儲能以及氫燃（rán）料電池（chí）交通等多元化應用；從而搭建起一（yī）條完整（zhěng）的氫能產（chǎn）業鏈，快速抓住新時代的發展機遇。

實際上，德國和中國在可再生能（néng）源領域一直有借鑒與合作。自2005年以來，GesellschaftfürInternationaleZusammenarbeit（GIZ）-GmbH（德語國際合作協會）與（yǔ）我國發展和改革委員會不斷嚐試，尋求合作，致力於（yú）中國的低碳城市發展。通過德國已有（yǒu）的發展經驗與模式，最初主要關注技術方麵以改善中國城市的能源效率狀況，尋（xún）求發展低碳城市。而目前的項目特別關注城市和城區的綜合能效解決方案，以協助中國實施低碳城市發展（zhǎn）政策。目前運行中的中德合作項（xiàng）目（mù）有：江蘇城市網（wǎng）絡一體化低碳實（shí）施項目，中德可持續（xù）建築中心、新型節（jiē）能綠色建築業勞動力培訓等。相信（xìn）我國能借鑒德國已有的發展經（jīng）驗（yàn），結合我國的實際國情，走出自己的綠色氫能之路！

（中德江蘇城市網（wǎng）絡一（yī）體化低碳實施項目部分企劃 ）