新建一條從埃及經(jīng)希臘到意大利的大型輸氫管道，全長2500公里，裝機容量66GW，2條管道各48英寸，這意味著要投資165億歐元。負載系數(shù)為每年4500小時，每年可輸送300 TWh或760萬噸氫氣。通過這樣的管道輸送氫氣的平均成本為0．005？／kWh或0．2？／kg H2，這是輸送氫氣總成本的一個合理的比例（van Wijk ＆ Wouters， 2019）。

《非洲氫伙伴計劃》是一份關(guān)于非洲現(xiàn)有和計劃中的天然氣、石油和化學(xué)產(chǎn)品管道基礎(chǔ)設(shè)施的概述。他們指出了什么類型的氫產(chǎn)品可以通過這些管道運輸。穿越地中海的天然氣管道也可能被用來運輸氫氣（Oldenbroek ＆ Huegemann， 2019）。在未來，更多的氫管道運輸能力是必要的。一個專用的大型管道基礎(chǔ)設(shè)施，從意大利跨越希臘，穿過地中海到埃及，最終進一步延伸到埃塞俄比亞和中東，將非常有助于開發(fā)豐富和廉價的可再生能源潛力（van Wijk A．， Wouters， Rachidi， ＆ Ikken， 2019）。圖8概述了現(xiàn)有的管道基礎(chǔ)設(shè)施以及非洲和歐洲之間的一條新的專用氫氣管道

可用鹽穴進行大規(guī)模儲氫

歐洲的天然氣需求，特別是北歐的天然氣需求，表現(xiàn)出強烈的季節(jié)性變化。在冬季，天然氣需求是夏季的2－3倍（BDEW， 2018）。然而，天然氣產(chǎn)量全年保持不變。因此，大規(guī)模的天然氣季節(jié)性儲存是必要的。天然氣大量儲存在空曠的氣田、多孔的巖層和鹽穴中。大約15－20％的天然氣總消耗量被儲存起來以平衡天然氣的生產(chǎn)和消費（Timmerberg ＆ Kaltschmitt， 2019）（van Wijk ＆ Wouters， 2019）。如今，天然氣的儲存對平衡電力供應(yīng)和需求也至關(guān)重要。電力系統(tǒng)的平衡是通過抽水蓄能來完成的，但主要是通過可調(diào)度的發(fā)電廠，通常是燃氣發(fā)電廠。

鹽穴是鹽生產(chǎn)的“遺留物”。許多鹽穴用于天然氣儲存，其它一些鹽穴中儲存石油、壓縮空氣或其他產(chǎn)品，見圖9．1和9．2。鹽穴可以用來儲存氫，就像它們可以儲存天然氣一樣（HyUnder， 2013）。儲存氫的鹽穴已經(jīng)使用了幾十年，例如在英國利茲附近。

圖9．1遍布歐洲的鹽地層和鹽穴。紅鉆是用于天然氣儲存的鹽穴（Bunger， Michalski， Crotogino，＆ Kruck， 2016）

圖9．2鹽穴（van Wijk， van der Roest， ＆ Boere， 2017）

在一個典型的鹽穴中，氫可以儲存在200巴左右的壓力下。其儲氫能力約為6000噸，即240 GWh。包括管道、壓縮機和氣體處理在內(nèi)的總安裝成本約為1億歐元（Michalski等，2017）。相比之下，如果將這些能量儲存在電池中，成本為100歐元／千瓦時，總投資成本將為240億歐元。因此，在鹽穴中以氫的形式儲存能量比電池儲存至少便宜100倍。

圖10歐洲鹽穴儲氫潛力（Caglayan等，2019）

歐洲有許多可供大規(guī)模儲氫的空鹽穴。除了新的氫專用鹽穴外，還可以在歐洲不同的鹽地層中開發(fā)儲氫能力。最近的一項研究表明，在歐洲鹽穴中存在非常大的儲氫潛力，見圖10 （Caglayan等，2020）。也許氫可以儲存在一些空的氣田中，以滿足儲存氫的特定要求。

基礎(chǔ)設(shè)施如何從天然氣過渡到氫氣？

困難但關(guān)鍵的問題是，如何在未來十年內(nèi)從天然氣基礎(chǔ)設(shè)施向氫能源基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型。提高氫氣生產(chǎn)能力來填滿新建的管道或?qū)⑻烊粴夤艿栏脑斐蓺錃膺\輸管道需要時間，該管道的容量為15－20 GW。在2030年之前，將天然氣運輸管道改造成氫氣管道或建造一條新的專用氫氣管道是完全符合成本效益的。

從天然氣到氫氣的轉(zhuǎn)變有幾種可能的途徑和解決方案

▲在電解制氫的同時，也刺激產(chǎn)生大量的碳中和氫，使其有足夠的體積來填充運輸管道。這使得天然氣管道更早轉(zhuǎn)化為氫輸送管道成為可能。

▲將氫氣與天然氣混合。大約2－5％的氫氣可以混合在天然氣運輸網(wǎng)絡(luò)中，而不需要更換或調(diào)整壓縮機。在5％以上，氫可以混合在一個特定的運輸管道中，在那里壓縮機被更換或調(diào)整。

▲在天然氣管道中放置一個小的氫氣管。在管道系統(tǒng)中安裝這樣的管道很可能更便宜、更快。通過這種方式，1－2GW的氫氣可以輸送到更遠的地方，例如穿越地中海或北海，而不需要高昂的成本。與此同時，天然氣仍然可以運輸，盡管運力較低。

▲在港口地區(qū)建設(shè)綠色氨廠，通過運輸氨出口氫。這種氨是氮和氫的混合物，可以用于化肥和化學(xué)工業(yè)，可以再分解成氫，也可以直接用作海上柴油發(fā)動機的燃料，或者用于發(fā)電廠。

▲在港區(qū)建設(shè)氫氣液化工廠，使用類似LNG的專用低溫容器出口液氫。液態(tài)氫可以很容易地在到達港重新氣化并注入管道系統(tǒng)。或者，液態(tài)氫可以用裝載液態(tài)氫的卡車運送到加氫站（液態(tài)氫運輸?shù)哪芰渴羌訅簹溥\輸?shù)?0倍）

▲其他運輸氫的方法，如液態(tài)有機氫載體，將氫與二氧化碳結(jié)合產(chǎn)生甲醇、甲酸、煤油或另一種合成烴。

首選的解決方案將取決于地區(qū)特點。例如，在北海，天然氣管道是可用的，混合或管道解決方案中的管道可能是一個更可取的選擇。但是在摩洛哥，最可能的選擇是將氨轉(zhuǎn)化為氨并運輸，因為摩洛哥已經(jīng)在大規(guī)模的綠色氨生產(chǎn)中為本地肥料生產(chǎn)工作。因此，從天然氣到氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)變，發(fā)展氫氣的港口地區(qū)，將氫氣分配到加氫站和建筑物，以及跨境的氫氣進出口，都是需要更深入研究的課題，以提供聰明和經(jīng)濟有效的解決方案。

歐洲有世界一流的制氫電解槽工業(yè)

氫是一種能源載體，就像電一樣，它必須由一種能源產(chǎn)生。它可以是（電）化學(xué)處理從化石能源，如天然氣，石油，煤炭或化石電力，或從可再生資源，如綠色電力，沼氣，生物質(zhì)或直接從陽光。由沼氣、生物質(zhì)能和可再生電力通過電解水產(chǎn)生的氫被稱為可再生氫或綠氫。在電解槽技術(shù)方面，歐洲擁有強大的市場地位，在全球處于領(lǐng)先地位。

雖然現(xiàn)在很少有專門的電解水制氫，但電解水并不是一項新技術(shù)。如今，全球約有20－25GW的電解槽容量主要用于氯的生產(chǎn)。通過電解鹽在水中的溶解，從鹽中產(chǎn)生氯，但同時從水中產(chǎn)生氫。氫是一種副產(chǎn)品，部分用來產(chǎn)生熱量或蒸汽。在全球范圍內(nèi)，這些氯電解槽的很大一部分是由歐洲公司生產(chǎn)的，因此，電解槽行業(yè)和供應(yīng)鏈在歐洲具有強大的世界市場地位。特別是歐洲工業(yè)提供先進的高質(zhì)量的電解槽，滿足高安全標準。這是一個良好的起點，以在歐洲建立一個領(lǐng)先的水電解槽行業(yè)。一些歐洲電解槽產(chǎn)品的例子如圖11所示。

圖11來自歐洲的電解器產(chǎn)品。

2x40GW綠氫計劃

實現(xiàn)可再生氫經(jīng)濟將為歐洲、北非、烏克蘭和其他鄰近地區(qū)創(chuàng)造就業(yè)、經(jīng)濟增長和福利。與此同時，它將為歐洲、非洲以及更遙遠的地方的更清潔、脫碳做出貢獻。

然而，這種氫經(jīng)濟需要歐洲與非洲及其鄰近地區(qū)（如中東）合作采取協(xié)調(diào)一致的方法。這種方法必須包括可再生能源（和低碳或藍）氫，氫的市場開發(fā)結(jié)合氫基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，密切配合電力市場的發(fā)展和電力基礎(chǔ)設(shè)施以及氫的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施。

在許多國家，包括日本、中國、美國、韓國、澳大利亞和加拿大，用于氫研究、創(chuàng)新和實施的預(yù)算大幅增加。特別是日本對于實現(xiàn)氫能源經(jīng)濟有著非常堅定的承諾，通過2020年的奧林匹克運動會向世界展示了它的承諾，這次運動會將被稱為“氫能源運動會”。最值得注意的是，日本、中國和加拿大都出現(xiàn)了可再生氫設(shè)備制造業(yè)，與歐洲競爭。

歐洲電解槽行業(yè)和供應(yīng)鏈在當今世界市場上具有很強的競爭力。如果歐盟想要建立一個世界領(lǐng)先的可再生氫生產(chǎn)電解槽行業(yè)，現(xiàn)在就是行動的時候了。

因此，我們建議在歐盟國家安裝40GW的電解槽，并在鄰國特別是北非和烏克蘭安裝40GW的電解槽，直至2030年。

我們，歐洲氫工業(yè)，正在致力于開發(fā)一個強大、世界領(lǐng)先的電解槽產(chǎn)業(yè)和市場，致力于生產(chǎn) 在平等和最終成本低于低碳（藍）氫可再生氫。實現(xiàn)這一目標的先決條件是，到2030年，歐盟及其鄰國（如北非和烏克蘭）的2x40GW電解槽市場將得到發(fā)展。

2030年綠氫生產(chǎn)路線圖2x40GW

今天，歐盟的水電裝機容量非常有限。在過去的幾年里，電解槽公司在歐盟的支持下，為降低成本、提高效率、擴大電解槽體積和擴大產(chǎn)量做出了巨大的努力。試點和示范項目設(shè)備已經(jīng)安裝，但現(xiàn)在的時間需要的是擴大電解槽市場，以進一步降低成本，并通過大規(guī)模推出發(fā)展一個強大的和有競爭力的歐洲電解槽行業(yè)。

目前大多數(shù)的制氫過程都發(fā)生在或接近氫被消耗的地方。氫的需求目前只普遍存在于氫被用作原料的地方，例如在化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)中。在一些化工和石化行業(yè)和地區(qū)之間，只有有限的私有氫管道基礎(chǔ)設(shè)施。因此，目前的氫氣生產(chǎn)被定性為“壟斷”，沒有大規(guī)模的公共氫氣管道基礎(chǔ)設(shè)施可用，除了點對點銷售，沒有規(guī)律和已存的通用氫氣市場和基礎(chǔ)設(shè)施。

在不久的將來，將出現(xiàn)一個可再生的低碳氫市場，用于生產(chǎn)化學(xué)品、石油化工產(chǎn)品、新型合成燃料（如煤油），以及用氫代替從鐵礦石中生產(chǎn)“綠色鋼鐵”中的一氧化碳的還原過程。隨著這些工業(yè)原料的應(yīng)用，交通領(lǐng)域的氫市場、工業(yè)和建筑的高溫和低溫熱能以及平衡目的的電力生產(chǎn)將會出現(xiàn)。

低碳和可再生的氫氣生產(chǎn)既可以被放在特定位置（在氫氣需求附近），也可以被控制在中心位置（在能源資源附近）。