荷兰氢能生产与应用

如何适应和减缓气候变化是全球面临的最大挑战之一，其中，能源绿色转型发挥着关键性作用。这种转型是跨部门和跨国界的系统性问题，需要各国和国际社会紧密团结，共同努力。需要通过分享知识、经验和资源，加快清洁技术的开发和实施，从而实现目标。接下来我们将通过系列文章为大家介绍荷兰科技办公室关注的几个主题，包括水、化学品回收、氢能以及电池领域，以更好地概述荷兰可提供的绿色服务以及与中国合作的机会。

图片：巴黎协定气候目标

本文将聚焦在氢能上，通过探索荷兰政府关于氢能生产与应用的方法，深入分析氢能计划有关进展情况。此外，本文还提供了荷兰实施氢能相关项目可行的地方性资金措施。

01、氢能在气候中和经济中发挥重要作用

清洁氢在气候中和经济中发挥重要作用已成为国际社会的共识。这主要是由于清洁氢在平衡能源供需、季节性储能和全球可再生能源进出口等方面创造了新的机遇。

氢能用途广泛，可用于多个行业及应用领域。在工业生产过程中，氢可以作为天然气的替代品，作为生产化学品的原料，作为几乎所有运输方式，特别是那些尚未实现电气化运输方式的碳中和燃料。这意味着我们可以逐步摆脱污染严重的行业（尤其是重工业），减少内河航运和航空的排放，向更可持续过渡。

氢能还促进了可再生能源领域的发展，因为它为不稳定的电力供应带来了灵活性，为进一步大规模投资风能和太阳能发电铺平了道路。此外，氢能的进一步发展还将提升电力输送效率，促进能源的长期和大规模储存。

02、荷兰为应对氢能挑战所做的努力

因其复杂性和创新性，氢能的发展带来了一系列不容忽视的独有挑战：

氢的生产成本（仍然）很高。为降低成本推动其广泛应用，有必要进一步加大研发投入和扩大生产规模；

作为一种新事物，清洁氢能市场框架需要进一步发展，还需要认可其有关认证、标准和（欧盟）法规；

需要刺激氢能需求，为其规模化生产提供充足资金。这将推动供应链、需求链协调发展，从而降低成本，同时还可以推动建立整个氢能价值链；

虽然天然气电网可以被改造用于储存和输送清洁氢能，但要充分利用清洁氢能，还需要进一步发展跨境基础设施；

在使用清洁氢能替代化石燃料之前，还需要开发和测试氢能的各种应用。

尽管面临重重挑战，但大规模氢能制造仍然是未来实现碳中和的可靠、可行解决方案。荷兰有能力通过以下努力在未来实现碳中和：

扩大清洁氢能产能。荷兰计划到2025年实现500兆瓦的电解制氢容量目标。到2030年，这一目标提高到至少 3-4 吉瓦；

在与欧洲各国的合作中，荷兰致力于使结构性法规、网络管理、认证和安全共同发挥作用，为氢能市场的发展铺平道路；

重点关注地区、国家和国际氢能基础设施和储存；

开发和测试氢能运输、工业和建造环境的各种应用；

由于欧洲的能源使用率很高，建立有关氢能及其他可再生能源进出口的合作伙伴关系对于实现共同目标至关重要。

03、荷兰是您清洁氢能发展方面的合作伙伴

国际合作是实现能源转型的核心，氢能的广泛应用也是如此。荷兰愿意分享知识、经验和技术，让氢能成为促进能源转型的多种解决方案之一。

理想枢纽

荷兰拥有许多优质、可靠的资产，这有助于开发氢这种清洁能源载体。靠近欧洲北海的战略位置，众多的风力发电场、重工业和完善的航运网络，使荷兰可以作为西北欧的氢能枢纽。此外，荷兰天然气公司HyStock正在建设首个大容量地下储氢项目，该项目将于2026年投入使用。

荷兰可以在氢能进口、生产、储存和分销的每一个环节发挥作用。这在很大程度上得益于鹿特丹港，它被称为欧洲最大的港口，是通往欧洲大陆其他地区的门户。在鹿特丹，可以沿着铁路和河流打造氢走廊，在鹿特丹里吉蒙德区（Rijnmond）和阿尔卑斯山及内地之间开展内陆航运来输送氢能。鹿特丹还是大型土木工程项目马斯平原港区二期（Maasvlakte 2）的所在地，这里正在开发建设转换园区，为众多能源公司提供氢能开发的电解设施。

应用于鹿特丹港的解决方案可按比例扩展并适用于荷兰其他港口，也可在国外进行复制推广。此外，连接东部和南部的氢能管道走廊也正在开发中，这将扩大覆盖范围，提高共享氢气解决方案和专业知识的便利性。

现有的天然气基础设施将用于氢能输送

荷兰庞大的天然气基础设施网络是其拥有的另一项重要资产，该网络也是世界上最先进的网络之一。HyWay27研究报告证明，现有的天然气网络可用于地区之间和国外的氢能运输。荷兰与邻国正一起筹备建设一个被称为氢能骨干网的跨国氢能基础设施。

荷兰具备氢能开发利用的专业知识

作为欧洲第二大氢能用户，荷兰在天然气领域拥有悠久的历史，可以利用多年的知识和经验开发整个氢能价值链。同样，在化工和能源密集型行业的丰富经验也使得荷兰拥有将氢能准确应用于大型工业之中的专业知识。最后，凭借在电化学领域的强大研发实力，荷兰研究机构在电解制氢技术的必要改进和连续市场的创新方面发挥着重要作用。

荷兰的方法

荷兰采取了“四重螺旋”的方法来解决全球性挑战，即政府部门、学术机构、企业和社会组织共同参与的合作环境。这种合作性质不仅在荷兰国内得到运用，还在与欧洲及欧洲以外地区建立的紧密联系中体现。通过合作，我们可以共同创造解决方案，开发可持续的商业模式，并加强世界各国推动全球能源转型的能力。

一些合作的研发项目以及投资和筹资活动已经在进行中。例如，HyDelta是一个由顶级氢能企业组成的集团，着力于为氢能的运输和不同用途提供综合解决方案；“GroenvermogenNL”是一项研究、示范和投资计划，该计划最近获得了8亿多欧元的资金，用于推动氢能及化学领域进展的推广、创新、转换、重建和培训，我们将在下文中着重介绍该计划。

欧洲首个氢谷

荷兰北部地区具有这样一个独特的机会：即以经济高效的方式开发一个综合的氢能生态系统，这将不仅改变全球氢能发展的游戏规则，还将加速能源转型。这种综合方法可以让荷兰最顶尖的技术汇集于一个特定地区，并发挥作用。从可持续能源的来源和生产，再到储存、运输和应用，整个氢价值链都可以在这里形成。

氢谷目前有30多个正在运行和筹备中的子项目，由公共和私营相关方在4个不同主题下采取跨部门方法进行：氢能储存与基础设施，生产氢能作为工业原料使用，在居民区使用氢能作为热能和电力来源，以及将氢能用于可持续交通。

凭借欧洲首个氢谷的地位，荷兰可以加速能源转型和氢能发展，并为国际社会树立模板。

04、可用资金——GroenvermogenNL

氢能的发展对荷兰来说非常重要，这一点也可以从大量资金的投入中看出来，这些资金专门用于氢能项目、工业以及科学和研究等领域。荷兰国家增长基金（National Growth Fund）就是一个很好的例子——这是荷兰经济事务及气候政策部和财政部的一项举措。通过国家增长基金，荷兰政府将在2021年至2025年期间拨款200亿欧元，用于在结构性和持久经济增长方面潜力最大的领域项目进行投资，其中就包括研究、开发和创新领域。作为实施机构之一的荷兰研究理事会（NWO）参与其中的很多项目，包括为科学研究或科学人才筹备资助计划等。

而前文提到过的“GroenvermogenNL”就是国家增长基金中的一项荷兰经济社会绿色能力投资计划。通过该计划，绿色氢能将拉动以化石能源为基础的社会与工业向可持续能源供应过渡。如此，荷兰将能够创建一个新的产业，营造更具吸引力的商业环境，该投资计划将持续到2028年。

“GroenvermogenNL”是一个临时性组织，由三个领先行业（高科技系统与材料、化学工业和能源）的参与者组成。其目的是加速绿色氢能（和绿色化学）市场的开发。荷兰政府于2021年4月9日通过国家增长基金向“GroenvermogenNL”拨款3.38亿欧元，表明了对该计划的信心。有了这笔资金，“GroenvermogenNL”将在未来几年采取重大举措，重点开展研发、小型试点和示范项目以及人力资本方面的工作。

目标

加速—到2024年建成5个项目

扩大规模 – >500 兆瓦

降低成本 – 2-2.5 欧元/公斤

面向未来的关键行业— 4 个关键行业

创新生态系统 –>50 家企业

价值链

实现“GroenvermogenNL”的目标，需要清楚地了解氢能（工业）应用的价值链，并把握住其中有助于凝聚不同活动的重点环节。随着与绿色氢能相关的市场条件的快速演变，适应性地调整所遵循的道路。“GroenvermogenNL”的回报表现为对完成各个项目和不同产品所提供的具体支持。

氢能网络的形成

“GroenvermogenNL”明确寻求与电化学转化与材料咨询委员会（Advisory Committee for Electrochemical Conversion & Materials）、电解设备制造商平台、国家氢能计划（包括荷兰可持续氢能进口计划）下的相关工作组、从事氢能开发的区域产业集群等机构以及志同道合的其他各方开展合作。这些倡议和组织为改善荷兰的可持续性，特别是绿色氢能的作用做出贡献。这些组织既是“GroenvermogenNL”有关活动的参与者，也是组织者。国家氢能计划及其下设的工作组，以及对各层级政府雄心计划（欧盟、国家、地区）的看法至关重要。与国家增长基金项目之一的NextGen High Tech以及电解设备制造商平台的合作有助于加强与荷兰制造业的联系。区域集群协助其所在地区的企业开展具体项目和实现目标。领先行业 、可持续过程技术研究所（Institute for Sustainable Process Technology）、VoltaChem共享创新计划和荷兰国家应用科学研究院（TNO）等组织分享知识并贡献项目计划，而 “GroenvermogenNL”可以根据该计划规划活动或做出贡献。

“GroenvermogenNL”希望通过部署资源、交流知识和对接各方，以及在更广泛的转型中澄清氢能的系统功能，为氢能网络做出相关贡献。

05、第二个“GroenvermogenNL”研究联盟成立

HyUSE（氢技术开发和加速使用评估）联盟是由“GroenvermogenNL”和荷兰研究委员会通过创新程序成立的——鼓励各参与方在全国范围内开展合作，重点关注行业提出的问题，并提交一份提案。最终HyUSE由30个合作方组成了联盟：8所大学、5所应用科学大学、3家研究机构和14家工业合作伙伴。

如今，HyUSE已获得1400多万欧元的资助。在工业界和其他机构的资助下，该项目将在未来六年内获得1650多万欧元的资金，用于研究氢能的直接应用。其目标是研究未来如何将氢能作为工业、重型运输业和当地能源供应的燃料。

以氢能为燃料

氢主要作为原料用于炼油和氨气生产等工业生产过程。氢还可以用作燃料，使高温工艺过程无碳化。此外，如太阳能和风能不足时，燃料电池可利用氢来发电。在运输领域，氢可以作为燃料，使卡车和船舶排行驶过程中排放水蒸气而不是有害气体。

应该如何对工厂进行改造而令其使用氢而不是天然气？如何确保氢能在公路或海上的安全运输？在从化石燃料向氢能的过渡过程中，如何防止意外情况发生？HyUSE将研究在这些领域应用氢能的下一代技术。此外，该联盟还将致力于各种价值链中氢能应用的法规、社会支持、商业模式和系统方面的工作。

GroenvermogenNL的Sofia Derossi表示：“氢能对于难以电气化的能源密集型行业实现可持续电气化具有特别的吸引力，例如在玻璃生产或某些化学工艺中，以及在不适合电池的重型运输中使用氢能。同时，氢能为温室等各种独立应用提供了出色的解决方案。该联盟将从事具体用例的应用，使研究立即产生影响，并促进氢在社会中的进一步应用。”

2030年左右引入市场

HyUSE联盟将对各种技术和应用进行研究，预计将于2030年左右全面引入市场。此外，联盟还在考虑改进现有的基于氢能的技术。除了开发氢能技术，发展创新生态系统也是联盟的一个重要目标。该群体将为氢和其他可再生能源载体价值链中的利益相关者提供可靠的信息，以便他们做出投资决策。

HyUSE项目负责人Frank Willems表示：“从航运、园艺和机场等具体用例开始，我们正在从燃料灵活性、系统成本和系统集成方面处理目前面临的障碍。我们不仅正在研究创新技术，还正在研究商业案例和必要的支持政策。这加速了氢能的大规模使用，并极大地促进了荷兰的绿色氢能经济的发展。”

06、共同开启氢能机遇

荷兰深谙只有通过共同努力与合作，才能实现可持续发展。通过参与欧盟“地平线2020”及后续计划，荷兰坚信欧盟关于放弃化石燃料，转向更可持续能源的承诺，致力于现在和未来通过卓越的科学研究解决全球性挑战。

荷兰在高科技环境中蓬勃发展，在这样的环境中，全球参与者在荷兰创建了由专业公司和研究机构组成的灵活、快速发展的网络。荷兰拥有组织分工明确的国家清洁能源联盟，热衷于在许多领域进行国际知识和技能交流，例如建立国际供应链等。从生产、进口和制造电解设备，到运输、储存和重工业应用，氢能提供了广泛的可能性。荷兰特别注重可再生能源的创新，并为合适的技术提供商、研究人员和其他专家提供了快速便捷的途径。