界面新聞記者 ｜ 戴晶晶
在德國巴伐利亞州弗蘭肯地區(qū)靠近捷克的偏遠(yuǎn)地帶，坐落著一個人口僅1萬的靜謐小鎮(zhèn)——文西德爾(Wunsiedel)。
這個小鎮(zhèn)以一年一度的路易斯堡戲劇節(jié)，以及德國浪漫主義作家讓·保羅(Jean Paul )的出生地而聞名。它同時擁有700公頃森林，在4月初春日的暖風(fēng)中煥發(fā)綠意。
“碳中和”是文西德爾小鎮(zhèn)近年更吸引人的詞匯。
從隨處可見的光伏板和風(fēng)機(jī)，到基于生物質(zhì)的木屑顆粒工廠和發(fā)電廠，在充分利用所有家門口的資源后，小鎮(zhèn)擁有了一套清潔獨立的能源系統(tǒng)。按照文西德爾公共事業(yè)公司SWW首席執(zhí)行官馬爾科·克拉瑟(Marco Krasser)的說法，“整個地區(qū)都是發(fā)電廠?！?/p>
小鎮(zhèn)的電力供應(yīng)幾乎100%來自太陽能、生物質(zhì)能和風(fēng)能，當(dāng)天氣陷入“黑暗平靜(Dunkelflaute)”導(dǎo)致風(fēng)光發(fā)電不足時，儲能系統(tǒng)、氫能和天然氣發(fā)電將發(fā)揮作用。
能源自給自足只是一個階段性目標(biāo)。2022年，德國最大的綠氫項目之一在這里試運行，文西德爾小鎮(zhèn)的氫能生意也由此起步。
“我們建設(shè)了一套電解系統(tǒng)，功率達(dá)到8.75兆瓦，每年可生產(chǎn)最多1350噸綠氫?！蔽鏖T子智能基礎(chǔ)設(shè)施德國可持續(xù)發(fā)展業(yè)務(wù)主管安德烈亞斯·施穆德勒(Andreas Schmuderer)對媒體表示，未來還可以通過擴(kuò)展設(shè)施，將產(chǎn)能翻倍至2700噸。
據(jù)國際能源署(IEA)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年全球氫氣產(chǎn)量為9700萬噸，其中低排放的氫氣占比不到1%。截至今年3月，歐盟每年的綠氫產(chǎn)量僅為2萬噸。由此計算，文西德爾小鎮(zhèn)的綠氫年產(chǎn)量約占?xì)W盟的6.75%。
氫是一種蘊藏豐富、用途廣泛、清潔的能源載體，被稱為人類的“終極能源”。綠氫是由太陽能、風(fēng)能等可再生能源制造的氫氣，過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放。
文西德爾的“氫能生意”基于當(dāng)?shù)厍鍧嵉哪茉聪到y(tǒng)，而后者的建設(shè)，始于2000年左右文西德爾陷入經(jīng)濟(jì)寒冬后推出的“文西德爾小鎮(zhèn)能源之路”的戰(zhàn)略。
該戰(zhàn)略包括五個核心支柱，分別為可再生能源安裝、儲能系統(tǒng)建設(shè)、能源效率提升、智能化與自動化，以及創(chuàng)新市場模式來破解融資難題。
2004年，SWW的CEO馬爾科·克拉瑟推動開發(fā)了一個“全民持股”的融資模式來支持光伏電站的建設(shè)。最先落地的項目是80千瓦光伏電站，需融資36萬歐元，該公司邀請居民購買股份，每股約500歐元。
“這個光伏項目在一周內(nèi)就完成了融資，并迅速安裝完成。去年，這個項目正式結(jié)束補(bǔ)貼支持，在過去20年里，它每年支付著7.6%的利息回報。”德烈亞斯·施穆德勒說。
為了處理木材加工產(chǎn)生的廢棄碎屑，制作生物質(zhì)顆粒燃料成為一個選擇。文西德爾的能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)目前占地面積最大的建筑就是木屑顆粒工廠，鋸木和粉碎機(jī)的引擎轟鳴，空地上堆著小山形狀的木屑，倉庫陳列著包裝精美的木屑顆粒成品。
這種木屑顆粒外形類似于木蛀蟲，直徑約7毫米，長度約30毫米，可以直接在鍋爐中燃燒。另外，對這種木屑顆粒進(jìn)行加熱能提取顆粒中的可燃?xì)怏w，主要為純度不高的氫氣，能用于熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)，再次產(chǎn)生電力和熱能。電力將被輸送到20千伏的電網(wǎng)，而熱能則提供給當(dāng)?shù)氐墓┡W(wǎng)絡(luò)。
據(jù)德烈亞斯·施穆德勒介紹，目前文西德爾已經(jīng)接入了60-70兆瓦的可再生能源，當(dāng)?shù)睾w工業(yè)用電的尖峰負(fù)荷約為13-14兆瓦。
2016年，SWW與西門子簽署了首個儲能項目合同，由西門子金融全額提供資金支持，建設(shè)一個8.4 MW/10.05 MWh的電池系統(tǒng)。西門子也隨之加入當(dāng)?shù)氐哪茉瓷虡I(yè)經(jīng)營。
2019年，西門子、西門子能源、 公用事業(yè)公司Riessner Gase、文西德爾鎮(zhèn)政府、SWW公司簽署氫能工廠意向書。目前，文西德爾小鎮(zhèn)的氫能項目運營主體是WUN H2公司，西門子和Riessner Gase各持有45%的股份，SWW持有剩余的10%股權(quán)。
“西門子作為技術(shù)合作伙伴，提供了質(zhì)子交換膜(PEM)電解技術(shù)，將水分解為氫和氧，廢熱與氧氣副產(chǎn)品也被納入能源循環(huán)。”德烈亞斯·施穆德勒表示，目前僅安裝了電解系統(tǒng)的一半，全部安裝后總功率將達(dá)到17.5 兆瓦。
綠氫的客戶包括區(qū)域的玻璃和陶瓷工業(yè)公司，以及運輸公司、汽車供應(yīng)商和鄰近的鋸木廠。西門子稱，氫氣將通過卡車拖車分配給半徑約150-200公里的最終客戶。
“我們將電力輸入到儲能系統(tǒng)中，同時讓氫能工廠以最大程度運行。當(dāng)電價上漲時，我們會反過來操作。我們可以將電力賣回給電網(wǎng)，也可以使用儲能系統(tǒng)中的電力來運行氫能工廠。”德烈亞斯·施穆德勒解釋了通過結(jié)合儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)進(jìn)行峰谷套利提高經(jīng)濟(jì)效益的方法。
生產(chǎn)出的氫氣被儲存在80米高的儲存罐中，隨后進(jìn)入膜式壓縮機(jī)，被壓縮到500巴(bar)后存進(jìn)鋼瓶中，裝入20英尺的集裝箱。巴為壓強(qiáng)單位，500巴等于50萬帕斯卡。
“然后，我們將氫氣從這些儲存單元輸送至氫能運輸拖車?yán)?，這一過程僅需連接管道即可完成?！?/span>德烈亞斯·施穆德勒解說，一輛拖車僅能裝載500公斤的氫氣，運輸是一個問題。
據(jù)他介紹，德國公司正在建設(shè)氫運輸管道，未來或許也會有一條通往巴伐利亞的純氫運輸線路。
德國積極布局氫能行業(yè)，于2020年出版出臺首版《國家氫能戰(zhàn)略》，提出投資90億歐元促進(jìn)氫能發(fā)展。
2023年7月，德國政府更新了《國家氫能戰(zhàn)略》，提出到2030年成為氫能技術(shù)領(lǐng)先國家，計劃到2030年將國內(nèi)電解氫能力的目標(biāo)提高一倍，從5吉瓦提高到至少10吉瓦。
德國的新戰(zhàn)略還計劃建立高效的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，到2027/2028年前改造和新建超過1800公里的氫氣管道。
歐盟層面也計劃規(guī)模化發(fā)展氫能，到2030年每年生產(chǎn)1000萬噸可再生氫，進(jìn)口可再生氫1000萬噸。落基山研究所最新的報告認(rèn)為歐盟這一目標(biāo)“不切實際”，并預(yù)計到2030年現(xiàn)有政策措施帶來的可再生氫需求僅為220-280萬噸/年。