天然气向氢气过渡对欧洲能源系统产生重大影响
近日，奥地利能源RAG公司首席执行官告诉《氢经济学家》，与天然气相比，氢气每立方米的能量含量较低，这将对欧洲能源系统产生重大影响。奥地利储气运营商RAG的目标是在2030—2035年储存10TWh的氢气，预计到2050年将从天然气转变为以氢为主的能源供给方式。但据首席执行官Markus Mitteregger称，将地下储气设施转换为储存氢气而不是天然气，将导致这些储气库储存的实际能量下降三分之二。
一立方米的天然气大约是10千瓦时，而同样的一立方米的氢气只有3千瓦时。因此，你失去了三分之二的能量。他说：“这意味着，即使你增加存储容积，能量也会减少。”他预计，在2030年代，RAG将必须保留其现有的天然气储存能力，以维持天然气发电厂的持续需求，同时还将开发至少2—3个新的储气罐来储存氢气。
“到2050年，我们或许只有氢气可用，所以我们必须适应。我们必须根据新的可持续的发展的需求进行调整，”Mitteregger说。
更多的储罐，更少的能源
RAG运营着11个多孔储能设施，总容量为63亿立方米，尽管转换每个设施的时间表将“视情况而定”，这取决于储罐的特点，但也取决于过剩的电力供应“和大规模进口氢气的时间”，Mitteregger告诉《氢经济学家》。
他补充说，现在讨论RAG的大型设施（如29亿立方米的Haidach基地）的转换成本 “为时过早”。RAG最近在Rubensdorf的12亿立方米试点项目的开发成本为2000万欧元，其中400—500万欧元花在电解槽上，500万欧元花在通往场外设施的8公里管线上。
“到2050年，我们可以拥有100亿立方米的储存能力，但能源储量只有之前的三分之一”，RAG的Mitteregger说。
在对RAG—Uniper合资公司存储设施7fields的现场访问中，德国Uniper能源存储公司的总经理Doug Waters也表示，设备更新的确切时间表还不确定。他说：“氢气需求能多快取代甲烷需求？”
由于7fields由连接到一个设施的七个储气罐组成，Waters指出，“我们可以随着时间的推移进行更新，所以我们不需要一次完成整个设施的更新”。他预计，由于距离较近，7fields和附近的Haidach基地将“不仅在为奥地利，而且在为德国南部，特别是巴伐利亚化工行业提供氢气方面发挥关键作用”。
Uniper公司正在巴伐利亚州建立自己的储氢试点，即Hystorage，计划在今年夏天进行首次加注。同样，它计划在今年年底开始在威廉港附近的Krummhorn的盐穴储存试点项目中注入氢气，并在春季进行提取试验。
Waters指出，许可机构还必须调整规则和条例，如围绕爆炸区的规则和条例，以适应氢气储存。他说：“所有这些事情，我们都必须重新开始。”
但是，即使对现有设施进行改造，我们仍然面临“现有储罐容量不足”的问题，Mitteregger说，虽然该公司已经改造了50％的水库，但“并非所有水库都适合储存氢气”。他说：“到2050年，我们可能有100亿立方米的储存能力，但只存储了三分之一的能量。”他补充说，这可能意味着，即使在最好的情况下增加储罐，RAG的储存能量可能会从现在的72TWh缩减到本世纪中期的30TWh。
这可能会对中欧在保持强大的能源安全的同时摆脱化石燃料的过渡计划产生重大影响。
他说：“德国提出了明确的计划，在未来七年内关闭所有的燃煤电厂，且已经关闭了3GW的核电，这将被燃气电厂所取代。”德国估计需要70GW的发电能力来稳定目前电网的波动。他补充说，随着德国越来越多地实现供暖和交通电气化，可能需要140GW的天然气供给能力。
鉴于欧洲有500GW的天然气供给能力，转换为氢气将使其缩减到170GW”整个欧洲气体运输车队将需要满足德国的需求”，Mitteregger继续说道。
供应的安全性
“我们所说的是，欧洲的风能和太阳能生产必须转变为需求驱动的电力、热能和工业供应。区分生产和供应是很重要的，”Mitteregger说。
目前的工业用户根据需求在现场用气体生产氢气，绿色转型取决于风能和太阳能的可用性，有必要进行储存氢气以保持稳定的流量。同样，虽然从多条路线进口可能会实现持续供应，但储存能避免进口受阻的风险。
“去年，每个人都认识到如果欧洲的能源供应安全出现问题意味着什么。存储的重要性得到了真正的承认和认可。同样的情况也将适用于氢气，”Mitteregger补充道。
然而，储罐并不是储存能源或氢气的唯一方式，Mitteregger预计将有更广泛的系统变化来处理能源供应和需求之间的不匹配。这包括储存氢气载体和衍生品，如氨，以及通过能源效率措施减少需求。
他说：“价格信号也是一种能量的储存，”他指出，去年对冬季高价格的预测导致了消费的自愿减少。”
在德国，与四年平均水平相比，冬季工业部门用能减少了23个百分点，私人家庭和企业用能减少了21个百分点，尽管该国的能源监管机构认为这主要是由于与前几年相比，10月和11月的温度大幅上升。
储存氢气与CCS
德国和奥地利没有把CCS作为电力和工业去碳化的途径。然而，德国政府预计将在今年夏天公布的碳管理战略中审查其立场。
“对其他气体也有考虑。氢气是一种，另一种可能是储存在储罐中的二氧化碳，”RAG首席财务官Michael Laengle说。氢气和二氧化碳可能会争夺地下储存空间。
Laengle补充说：“通过结合氢气和二氧化碳，人们可以创造化学品、合成气体或合成燃料，视情况而定。”这是一个碳循环经济的中心，也是二氧化碳中和的重要方式，我们认为这可能在未来的工业领域具有很大的潜力。
