化石燃料目前在工业中扮演着重要角色,不仅是能源,还有原料和加工剂。清洁电力可以提供可持续的替代方案,但障碍依然存在 - 特别是在成本方面。
在北欧,海上风电有可能为工业提供大量清洁电力,发电成本可能下降至55欧元至70欧元/兆瓦时。
这种越来越负担得起的可再生电力增强了工业用电成本效益替代化石燃料的潜力。然而,直接使用天然气或煤炭生产热量的持续成本差距限制了这些电力技术的潜力,这些技术的效率至少是化石燃料使用效率的两倍。目前,完全转变需要碳价格高达每吨150欧元,这个水平甚至高于世界能源展望可持续发展情景(SDS)2040年的预测水平。
加快工业可持续能源的另一个实际的第一步涉及通过水电解产生的清洁能源产生的氢气,直接替代化石燃料产生的氢气。氢气已被用于炼油厂,使油品更加清洁,并在化学工业中生产甲醇和氨,这是氮肥的基本成分。它可能也潜在炼钢用于大幅度减少CO 2的排放量。此外,可再生能源和可运输化学品和燃料纳入可再生氢(比双原子氢更容易运输和储存)可能从更好的可再生资源地区进口,成本也较低。
今天,在欧洲制氢主要是基于天然气重整,但是这导致显著CO 2的排放量。通过使用碳捕获和储存,可以降低排放,成本低于来自海上风力发电的电解(除非未来的天然气价格超出预期)。
下图表示这种折衷。强硬的线条显示了蒸汽甲烷重整所产生的氢气的成本,作为天然气价格的函数,没有或没有碳捕获和存储,或者到2040年在欧洲SDS中假设的碳价格。虚线表示基于水电解的氢的成本,其中电费为€25 / MWh和€55 / MWh,旨在代表混合太阳能和风能在世界上最好的可再生资源领域可实现的最低成本,特别假设有利的融资条件以及到2025年或2030年北欧地区最便宜的海上风电。
这就是说,在欧洲从海上风能生产氢气可以提供其他好处,包括更高的能源安全性和更低的价格波动性。此外,在北非等太阳能和风能资源较好的地区部署可再生能源,从而获得清洁的含氢化学品和燃料,这可能意味着能源进口的多样化。在这个标准下,国内的电力生产会更好。
在这种情况下,对欧洲的合理政策可能会走上双轨。
首先,加快海上风电的部署和欧洲工业的电气化,直接利用高效的电加热和工艺技术,并间接通过氢气生产。
其次,与拥有出色太阳能和风能资源(以及潜在投资者)的邻国开展对话,讨论可再生能源,转化工厂和其他基础设施,从中可以开发出富含氢气的化学品和燃料的贸易,以实现出口和进口国家。北非国家的氨生产可以提供一个很好的起点。