从木屑到绿氢德国碳中和小镇这样做“终极能源”生意 碳访

  德国巴伐利亚州文西德尔小镇拥有700公顷森林，通过充分的利用家门口的资源，实现了电力供应几乎100%来自太阳能、生物质能和风能。

  2.2022年，德国最大的绿氢项目之一在文西德尔小镇试运行，每年可生产最多1350吨绿氢，约占欧盟的6.75%。

  3.文西德尔小镇的氢能项目运营主体是WUN H2公司，西门子和Riessner Gase各持有45%的股份，SWW持有剩余的10%股权。

  4.为了处理木材加工产生的废弃碎屑，文西德尔建设了木屑颗粒工厂，提取颗粒中的可燃气体，主要为纯度不高的氢气。

  5.目前，德国政府正在建设氢运输管道，未来或许也会有一条通往巴伐利亚的纯氢运输线路。

  在德国巴伐利亚州弗兰肯地区靠近捷克的偏远地带，坐落着一个人口仅1万的静谧小镇——文西德尔(Wunsiedel)。

  这个小镇以一年一度的路易斯堡戏剧节，以及德国浪漫主义作家让·保罗(Jean Paul)的出生地而闻名。它同时拥有700公顷森林，在4月初春日的暖风中焕发绿意。

  从随处可见的光伏板和风机，到基于生物质的木屑颗粒工厂和发电厂，在充分的利用所有家门口的资源后，小镇拥有了一套清洁独立的能源系统。按照文西德尔公共事业公司SWW首席执行官马尔科·克拉瑟(Marco Krasser)的说法，“整个地区都是发电厂。”

  小镇的电力供应几乎100%来自太阳能、生物质能和风能，当天气陷入“黑暗平静(Dunkelflaute)”导致风光发电不足时，储能系统、氢能和天然气发电将发挥作用。

  能源自给自足只是一个阶段性目标。2022年，德国最大的绿氢项目之一在这里试运行，文西德尔小镇的氢能生意也由此起步。

  “我们建设了一套电解系统，功率达到8.75兆瓦，每年可生产最多1350吨绿氢。”西门子智能基础设施德国可持续发展业务主管安德烈亚斯·施穆德勒(Andreas Schmuderer)对媒体表示，未来还能够最终靠扩展设施，将产能翻倍至2700吨。

  据国际能源署(IEA)数据统计，2023年全球氢气产量为9700万吨，其中低排放的氢气占比不到1%。截至今年3月，欧盟每年的绿氢产量仅为2万吨。由此计算，文西德尔小镇的绿氢年产量约占欧盟的6.75%。

  氢是一种蕴藏丰富、用途广泛、清洁的能源载体，被称为人类的“终极能源”。绿氢是由太阳能、风能等可再次生产的能源制造的氢气，过程中几乎不产生碳排放。

  文西德尔的“氢能生意”基于当地清洁的能源系统，而后者的建设，始于2000年左右文西德尔陷入经济寒冬后推出的“文西德尔小镇能源之路”的战略。

  该战略包括五个核心支柱，分别为可再次生产的能源安装、储能系统建设、能源效率提升、智能化与自动化，以及创新市场模式来破解融资难题。

  2004年，SWW的CEO马尔科·克拉瑟推动开发了一个“全民持股”的融资模式来支持光伏电站的建设。最先落地的项目是80千瓦光伏电站，需融资36万欧元，该公司邀请居民购买股份，每股约500欧元。

  “这个光伏项目在一周内就完成了融资，并迅速安装好。去年，这一个项目正式结束补贴支持，在过去20年里，它每年支付着7.6%的利息回报。”德烈亚斯·施穆德勒说。

  为了处理木材加工产生的废弃碎屑，制作生物质颗粒燃料成为一个选择。文西德尔的能源产业园区目前占地面积最大的建筑就是木屑颗粒工厂，锯木和粉碎机的引擎轰鸣，空地上堆着小山形状的木屑，仓库陈列着包装精美的木屑颗粒成品。

  这种木屑颗粒外形类似于木蛀虫，直径约7毫米，长度约30毫米，可以直接在锅炉中燃烧。另外，对这种木屑颗粒加热能提取颗粒中的可燃气体，主要为纯度不高的氢气，能用于热电联产(CHP)系统，再次产生电力和热能。电力将被输送到20千伏的电网，而热能则提供给当地的供暖网络。

  据德烈亚斯·施穆德勒介绍，目前文西德尔已经接入了60-70兆瓦的可再次生产的能源，当地涵盖工业用电的尖峰负荷约为13-14兆瓦。

  2016年，SWW与西门子签署了首个储能项目合同，由西门子金融全额提供资金支持，建设一个8.4 MW/10.05 MWh的电池系统。西门子也随之加入当地的能源商业经营。

  2019年，西门子、西门子能源、公用事业公司Riessner Gase、文西德尔镇政府、SWW公司签署氢能工厂意向书。目前，文西德尔小镇的氢能项目运营主体是WUN H2公司，西门子和Riessner Gase各持有45%的股份，SWW持有剩余的10%股权。

  “西门子作为技术合作伙伴，提供了质子交换膜(PEM)电解技术，将水分解为氢和氧，废热与氧气副产品也被纳入能源循环。”德烈亚斯·施穆德勒表示，目前仅安装了电解系统的一半，全部安装后总功率将达到17.5兆瓦。

  绿氢的客户包括区域的玻璃和陶瓷工业公司，以及运输公司、汽车供应商与邻近的锯木厂。西门子称，氢气将通过卡车拖车分配给半径约150-200公里的最终客户。

  “我们将电力输入到储能系统中，同时让氢能工厂以最大限度运行。当电价上涨时，我们会反过来操作。我们大家可以将电力卖回给电网，也能够正常的使用储能系统中的电力来运行氢能工厂。”德烈亚斯·施穆德勒解释了通过结合储能系统在电网进行峰谷套利提高经济效益的方法。

  生产出的氢气被储存在80米高的储存罐中，随后进入膜式压缩机，被压缩到500巴(bar)后存进钢瓶中，装入20英尺的集装箱。巴为压强单位，500巴等于50万帕斯卡。

  “然后，我们将氢气从这些储存单元输送至氢能运输拖车里，这一过程仅需连接管道就可以完成。”德烈亚斯·施穆德勒解说，一辆拖车仅能装载500公斤的氢气，运输是一个问题。

  据他介绍，德国公司正在建设氢运输管道，未来或许也会有一条通往巴伐利亚的纯氢运输线路。

  德国积极布局氢能行业，于2020年出版出台首版《国家氢能战略》，提出投资90亿欧元促进氢能发展。

  2023年7月，德国政府更新了《国家氢能战略》，提出到2030年成为氢能技术领先国家，计划到2030年将国内电解氢能力的目标提高一倍，从5吉瓦提高到至少10吉瓦。

  德国的新战略还计划建立高效的氢能基础设施，到2027/2028年前改造和新建超过1800公里的氢气管道。

  欧盟层面也计划规模化发展氢能，到2030年每年生产1000万吨可再生氢，进口可再生氢1000万吨。落基山研究所最新的报告认为欧盟这一目标“不切实际”，并预计到2030年现有政策措施带来的可再生氢需求仅为220-280万吨/年。