认清现实，法国大幅消减氢能目标
4月16日，法国经济和工业部更新了国家氢能战略报告，将2030年可再生能源（绿氢）或核能（粉氢）电解槽装机容量目标从6.5吉瓦下调至4.5吉瓦。同时，将其2035年装机容量超过10吉瓦的预期下调至8吉瓦。
据经济和工业部称，此次修订反映了市场准备、技术成熟度、国际竞争以及其他脱碳技术进展快于预期等方面的滞后。
报告指出：“此次延迟主要与电解技术的成熟度问题、仍然高昂的生产成本以及适用于该行业的框架的逐步实施有关，该行业需要更多时间才能将可靠、高产量且成本控制更佳的电解器推向市场。”
不过，经济和工业部称，“这项技术仍然前景光明”。法国政府还重申其计划，将动员40亿欧元（45.5亿美元）支持建设1吉瓦的电解槽产能。
法国氢能协会表示，欢迎修订后的国家氢能战略，终于为工业领域提供了清晰的路线图。法国氢能协会主席Philippe Boucly表示：“我对氢能领域的明确方向表示欢迎。在一段不确定性与艰难经济环境相结合的时期后，该生态系统受到削弱，投资受到抑制，修订后的战略不仅仅是一个积极的信号——它为利益相关者和投资者提供了一个令人放心且有条理的框架。这是重新确认法国在欧洲和全球氢能推广中角色的战略指南针。”
法国于2020年启动了首个氢能战略，拨款90亿欧元，用于发展以低碳氢能为中心的国家工业部门。该战略的主要目标是通过建立国内工业产能，实现重工业脱碳，并通过电解技术扩大氢气生产。此后，多家法国公司已投资电解槽制造，部分生产基地已投入运营。
法国能源部表示，尽管自2020年以来，已有150多个项目获得支持，其中包括位于滨海福斯和化学谷的重要工业基地，但该行业仍需要时间才能在技术和经济上成熟。
以下为更新过的《国家氢能战略报告》全文，共分为9个部分：
1. 国家氢能战略：初步成果令人鼓舞，但有必要进行更新
2. 法国具备成为电解制取低碳氢生产国的重要优势
3. 氢能在脱碳工业和某些交通方式中将发挥重要作用
4. 法国在氢能整个价值链上占据一席之地
5. 法国重申通过电解生产低碳氢的雄心
6. 为促进国内生产，法国实施支持氢生产的机制
7. 法国致力于在主要工业区发展氢能枢纽
8. 为支持这一发展，法国建立国家监管框架，允许生产、运输和使用低碳氢
9. 获得具有竞争力的电力是法国通过电解成功生产低碳氢的重要条件
一
国家氢能战略：初步成果令人鼓舞，但有必要进行更新
2020年的国家低碳氢发展策略设定了服务于法国工业和能源主权的目标。这一雄心勃勃的策略通过到2030年的90亿欧元预算得以实施：它依托于法国在低碳电力结构（核能、水电、风能和太阳能）、工业生态系统以及研究领域的优势。
法国拥有一个基于核能和可再生能源（水电、风能和太阳能）的低碳电力结构，以及一个安全可靠的电网。这些电力系统的特点使得法国能够实施基于通过电解生产本地低碳氢的国家策略，这种方法可以在氢能新用途的起步和增长阶段减少对大型运输基础设施的投资需求。因此，支持国内生产是一个主要的战略方向，这一方向通过增加能源独立性以及实现消费地附近的生产而得到确认。
同时，法国选择利用其在研究领域的卓越成就以及丰富的工业和技术生态系统，在全球竞争中发挥优势。发展一个创新和有竞争力的氢能工业领域带来了在法国创造就业机会和技能的重要机遇，并且与自新冠疫情危机以来多次证明的工业主权需求相一致：国内氢气生产带来的能源独立性与掌握其技术和设备相辅相成。
a. 由国家、地区和氢能生态系统采取行动取得的初步成果
对法国氢能的工业和研究基础进行了有力的支持：
· 在上游，一个专门的优先研究计划和设备（PEPR）投入了8300万欧元用于19个项目，涵盖了整个价值链，包括生产（低温和高温电解、光电催化）、储存（固态、气态和液态）以及用途（质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）等）。
- 对于示范项目，“氢能技术砖块和大型示范项目”征集活动获得了来自未来投资计划（PIA4）的3.5亿欧元支持，围绕电解槽、燃料电池及其整个上游价值链的项目。到目前为止，已有35个项目获得支持。
·其他首次工业化或研发项目也通过国家的相关渠道获得了支持，如“首次工厂”征集活动、汽车投资计划（INVEST AUTO），以及航空、海运和铁路领域的CORAC、CORAM和CORIFER项目。
·此外，为了预测和满足未来就业和技能的需求，九个培训项目被选为“未来技能和职业”征集活动的获奖者。
此外，通过不同的“欧洲共同利益重要项目”（PIIEC）氢能项目浪潮，支持了预期未来大规模生产的首次工业化，这些项目在其设备和工业政策方面涵盖了氢能领域。PIIEC项目，总预算为30.75亿欧元，使得法国未来氢能巨头的工业化成为可能：已经获得欧盟委员会批准的有四家电解槽生产工厂（McPhy、Elogen、John Cockerill、Genvia），这些工厂涵盖了三种主要的电解技术（碱性、质子交换膜、高温），还有用于公路用途的燃料电池（Symbio）以及整个价值链上游的关键部件（Plastic Omnium和Forvia生产储罐，Arkema生产膜）。
在氢气生产方面：
·2020年10月启动的“地区生态系统”征集活动，到目前为止已经支持了46个主要围绕氢能交通的生态系统项目，这些项目综合支持了氢气的生产、分配和消费车辆。
·“欧洲共同利益重要项目”（PIIEC）在其氢气生产方面，也将在法国领土上部署6个工业用途（化工、氨、炼油等）大规模氢气生产的先锋项目。已经选择了可以安装法国工业区首批氢气生产设施的项目，这些项目位于福斯梅尔、勒阿弗尔-塞纳河口或里昂的“化工谷”，这些地区是未来氢气消费的主要枢纽。
·政府计划现在启动一个支持氢气生产的机制，该机制将支持最多15年的运营。该机制将分几轮支持1吉瓦的电解能力，预计总支持金额约为40亿欧元。第一轮已于2024年12月启动。
最后，工业和研究生态系统与地区合作，以实现法国的雄心壮志。法国研究中心、私营部门以及地区和地方行动者的倡议，如果没有这些，氢能领域将无法发展，推动了服务于我们主权和脱碳目标的良性循环。生态系统内不同行动者之间的合作以及他们的联盟组织至关重要，必须继续蓬勃发展，依托国家和地区的适当监管、规范和金融框架。这种动态在未来几年将进一步加强。通过这些不同的行动，法国已经支持了150多个项目，这些项目将创造8000个直接就业岗位；它已经在整个价值链上定位了结构性项目，并且可以确保到2030年在关键消费枢纽地区安装首批重要的氢气生产项目。
b. 为什么需要更新？
自2020年以来，已经发生了几项重大变化，需要对国家氢能战略进行更新：
·与任何新技术一样，技术经济成熟度需要时间，但比生态系统最初预期的要长。
·国际上已经实施了重大计划（美国、中国、日本、韩国、中东和北非地区、南美洲）以支持氢气或其衍生物的生产用于出口和/或发展其设备。
·在法国担任欧盟轮值主席国期间通过的“Fit For 55”气候一揽子计划已经在欧盟范围内设定了结构性目标。
四年来，法国的低碳氢战略已经实施，因此必须更新以考虑这一背景以及这种低碳氢可能在短期内和中期内创造的机会。
二
法国具备成为电解制取低碳氢生产国的重要优势
以脱碳某些用途为目标的氢气使用，其部署必须仅根据其生命周期内的温室气体排放来评估。低碳氢，指的是低碳氢和可再生氢，从生产到使用不应排放超过3.38千克二氧化碳当量/千克氢（CO2eq/kgH2），正如可再生能源指令（RED）和天然气指令所规定的。这意味着与化石燃料（欧洲法律规定的参考值为94克二氧化碳当量/兆焦耳（MJ））相比，温室气体排放至少减少70%。低碳氢和可再生氢在减缓气候变化方面具有相似的贡献。因此，必须在欧洲层面上承认低碳氢的贡献与可再生氢的贡献相当，以实现欧洲的温室气体减排目标。法国将继续在欧洲层面投入，以维护这一观点，这对于实现共享的欧洲气候目标是必要的。
法国本土拥有重要的核能和可再生能源电力生产基础，可以从电网电力中通过电解生产低碳氢：大陆电力结构的温室气体排放为15.7克二氧化碳当量/兆焦耳电力（2021年值），这使得通过连接到大陆电网可以生产每千克氢气低于3.1千克二氧化碳的氢气。法国输电网运营商（RTE）在其2023-2035年预测平衡中进行的工作表明，在考虑电解和低碳电力生产相结合的发展时，电力系统的间接排放与直接减排相比非常有限。此外，电解槽可能的灵活性可以增加在减少二氧化碳排放方面的收益。即使对于基础负荷运行的电解槽，减排温室气体仍然很重要，这在某些工业部门可能是必要的，因为这些部门的储存能力有限。
法国希望看到通过使用大陆电网的电力以及发展核能和可再生能源（核能和可再生能源）的低碳电力生产能力，通过水电解来生产低碳氢的产业出现。到2030年，通过水电解生产的氢气量所需的电力预计在20到30太瓦时之间。因此，国家氢能战略的公共支持将仅限于通过电解生产的低碳氢。
三
氢能在脱碳工业和某些交通方式中将发挥重要作用
氢气是某些已经使用氢气的工业用途（特别是炼油和化工）的重要脱碳杠杆，这些用途通过蒸汽甲烷重整产生的氢气约为40万吨/年，产生超过400万吨二氧化碳当量。从氢气使用成本与避免的二氧化碳排放量的比率（€/吨二氧化碳当量）来看，工业部门是氢气低碳用途最相关的部门。
此外，低碳氢为某些没有脱碳替代方案或面临生物质可用性限制的部门（特别是航空和海运合成燃料）提供了机遇。
生态规划工作，特别是“50个最大排放场所”练习，证实了工业对电解氢的需求将比最初预期的更晚出现。这一观察结果得到了前瞻性研究的证实，例如原子能委员会（CEA）的西西弗斯研究或关于该主题的总体检查报告，无论是在法国还是欧洲层面。因此，到2030年，法国对氢气的需求可能达到每年52万吨。
法国战略因此确定了氢气将在实现脱碳目标中发挥主要作用的部门：
工业部门
·炼油行业：已经是氢气的重要消费者，其中一部分来自天然气蒸汽重整，另一部分是石油产品催化重整过程的副产品。如果经济条件有利，该行业可能会用低碳氢替代目前使用的化石氢。运输中可再生能源使用激励税（TIRUERT）目前为精炼过程中或作为燃料使用的可再生氢或低碳氢提供价值。自2023年1月1日起，可再生氢被纳入TIRUERT的整合目标，低碳氢自2024年1月1日起也被纳入。TIRUERT的演变可以研究，以增强对参与者的可见性并促进对低碳氢电解生产的投资。
·化工行业：在某些过程中使用从甲烷生产的氢气。这些过程的脱碳技术障碍似乎可以克服，特别是因为它们不需要对工业设备进行重大修改。因此，该行业目前的大部分消费最终可以通过电解来脱碳，前提是有一个适当的支持框架。此外，目前大部分进口的甲醇生产也可以与航空和海运燃料生产等领域协同，在国内重新定位。
·化肥行业：目前现有工厂的碳氢化合物氢消费量为每年22万吨，其中10%到15%可以在2030-2035年之前通过电解氢替代，而无需对工艺进行重大修改。一些现有的化肥生产厂还可以利用碳捕获和储存（CCS）技术来脱碳其活动。然而，为了减少对化肥进口的依赖，新建工厂的目标是实现氨的低碳生产，这是一个工业目标。
·钢铁行业：目前使用高炉炼铁，这些高炉由高碳排放的焦炭提供动力。该行业可以通过使用甲烷或氢气的还原炉以及电炉的使用实现大幅减排。特别是，结合残余碳捕获和储存的甲烷使用或电解氢注入将实现初级钢铁厂的深度脱碳。
现有蒸汽甲烷重整装置的脱碳
法国工业目前每年消耗约40万吨通过甲烷蒸汽重整生产的碳氢化合物氢，即“灰氢”。除了前面提到的额外用途外，现有消费的脱碳将依赖于电解技术和碳捕获与储存（CCS）的结合，有时被称为“蓝氢”。如果工业场所的位置允许接入二氧化碳储存基础设施，则可以优先考虑CCS。因此，法国政府还支持在主要工业区开发二氧化碳捕获，以脱碳现有的氢气，这符合2024年7月发布的《法国CCUS现状与展望》文件中提出的方向。这一支持通过针对大型工业脱碳项目的招标来实施。
重型交通
·航空运输：在欧洲层面（Refuel EU法规）定义了可持续航空燃料（SAF）的整合义务，直至2050年。这些义务以这些SAF的整合目标形式出现。除了减少使用和提高飞机的能源效率外，可持续航空燃料的部署是航空运输脱碳的主要杠杆。Refuel EU的整合义务，包括合成燃料的子义务，为航空部门提供了长期使用可再生和低碳氢的巨大前景。从长远来看，航空部门可能会成为可再生和低碳氢的主要消费部门（原子能委员会的西西弗斯研究）。
·海运：海运部门也将需要越来越多的合成燃料来满足监管要求。海运部门，根据FuelUE Maritime法规，必须遵循船上使用的碳强度降低轨迹。这一轨迹与将海运纳入欧洲排放交易体系（ETS）相结合，为海运脱碳提供了一条与2021年欧洲气候法和欧盟2050年碳中和目标一致的轨迹。如果2031年这些燃料在船队能源结构中的比例低于1%，则可能从2034年起引入使用2%可再生电力生产的合成燃料（RFNBO）的子目标，前提是与当时观察到的可用性和价格有关的某些保留条件。
·公路运输：对于公路运输，电气化是脱碳公路运输的首选方式。事实上，电池电动汽车是能源效率最高且最具成本效益的脱碳解决方案。电池将在城市环境中占据主导地位；在私人汽车中也没有其他相关用途，因此其电气化将是“无悔”的选择。然而，在某些特定用途中，需要长续航里程、高可用性、快速充电、保持有效载荷能力或能源需求更高（温度变化、坡度变化），尽管目前氢气成本更高，但可能变得相关。这些用途包括需要高功率或难以接入电力的活动，如某些重型车辆、带冷藏设备的车辆、建筑机械、农业机械或全地形车辆，以及需要长续航里程的地区。氢气在这些领域的相对地位将随着交通脱碳的进展而逐渐明确。
总结
优先使用低碳氢的部门是工业和重型、密集型交通（特别是航空和海运）。
表1：预计到2030年法国各行业对低碳氢的需求（单位：千吨氢气/年）
|
行业 |
需求量（千吨氢气/年） |
|
工业（钢铁、化工、化肥） |
190 |
|
炼油 |
150 |
|
交通（航空、海运、公路） |
180 |
|
总计 |
520 |
四
法国在氢能整个价值链上占据一席之地
a. 法国在电解槽生产方面占据一席之地
存在几种通过水电解生产氢气的技术。两种技术已经商业化，并且能够以超过1兆瓦的功率运行：碱性技术和质子交换膜（PEM）技术。
碱性技术特别适用于大功率电解槽，但其灵活性有限或部分。这种技术目前在全球范围内使用最为广泛。法国也通过John Cockerill和McPhy的两家生产工厂在这一技术领域占据一席之地。
PEM技术借鉴了核潜艇和太空飞行的概念。它特别适用于需要更频繁功率变化的电解槽。法国公司Elogen在这一技术领域占据一席之地。
这些技术的效率因安装而异，但目前大约为60%的电力转换为氢气能量（以低位热值计算）。预计到本世纪末将提高效率。
其他尚未成熟的技术预示着电解效率的提高：
·高温电解：与碱性或PEM电解槽相比，可以实现更高的效率。预计效率将超过80%。然而，只有在有废热源（用于提供水蒸气）的情况下，才能实现这种增益。在法国，这种技术起源于原子能委员会的研究，并通过Genvia公司实现，目标是建设高温电解槽工厂。
-AEM电解槽（阴离子交换膜电解）：结合了碱性和PEM技术的优点，对作为催化剂的稀有金属（甚至完全不使用）的依赖较少。Gen-Hy公司正在这一技术领域开展研发活动，并计划最终建设其工厂。
法国战略依托这四种电解技术，以便最终受益于各自的优势（成熟度、更好的适应负荷变化能力、潜在的更高效率等）。因此，国家通过氢能PIIEC（欧洲共同利益重要项目）和6亿欧元的支持，支持覆盖所有技术选项的五家电解槽工厂的发展。
对于这些技术，正在进行研发和创新工作，以提高核心部件和完整系统的寿命和性能。法国通过优先研究计划和氢能技术砖块征集活动支持这些工作。
除了电解槽之外，法国战略采取了整个价值链的综合方法，这转化为对不同技术模块和多种用途的支持。已经在整个阶段出现了参与者：原材料、部件和整个电解槽及系统的组装，以及整合。下游产业也已发展，用于氢能交通，包括燃料电池制造商、储罐、改装商和车辆制造商。
法国氢能产业必须继续整合，以便更具韧性并进入部署阶段，使用经过验证的技术。工业参与者、研究机构、材料制造商和测试平台之间的合作必须降低成本、提高效率并延长设备寿命。法国将继续支持这一生态系统的工作。
根据这些支持整个氢能价值链的方向，修订后的战略优先考虑（i）确保之前支持项目的工业化和（ii）加强围绕法国领军企业和整个价值链的关键产品和技术的生态系统整合。为此，法国当局将继续在中期内依靠自2020年9月以来部署的渠道，继续支持PIIEC氢能项目，以及通过各种征集活动支持从技术准备水平1到9的项目（优先研究计划、氢能技术砖块、首次工厂等）。法国当局：
·将继续通过各种征集活动支持氢能设备制造商的研发和首次工业化，短期内将重新启动氢能技术砖块征集活动。
·将参与氢能价值链上游所需原材料的掌握，例如PEM技术和燃料电池中的铂族金属，通过战略金属基金或根据项目情况的适当支持措施；
·将在未来参与制定氢能设备（电解槽、燃料电池等）的碳足迹核算，借鉴为其他关键脱碳产品（如电动汽车电池）开展的工作模式；
·对法国和欧洲氢能及核能领域推动高温电解与核能耦合路线图的举措表示欢迎。这一举措最终将使电解的电气效率提高至85%，通过利用新型核反应堆产生的废热。
b. 法国开展氢能外交并支持法国技术出口
自2018年以来，法国集中精力在国内发展氢能产业，使其能够（i）获得首批可信的参考项目，（ii）验证关键技术选择，以及（iii）确保高效的生产流程。由此产生的生态系统，从创新解决方案的开发人员到专门从事氢能的新企业，涵盖了整个价值链，包括生产、运输和储存。
如今，面对激烈的竞争，法国的工业产能已具备出口规模，法国氢能产业需要在规模化和国际市场份额保障方面得到支持。将法国的工业工具、科学和技术专长以及标准制定能力投向国际市场，是法国氢能战略的一个重要组成部分。
因此，为确保法国氢能产业的可持续性和增长，将设立专门机制支持出口型工业企业。与此同时，法国将继续积极参与国际标准的制定，使其与氢能领域企业的卓越技术相一致。
在此背景下，法国将实施一项雄心勃勃的国际战略，以支持氢能产业的出口，并推广法国对氢能市场的愿景，这一愿景基于公平的国际竞争。特别是：
·政府将加强现有的法国出口支持机制。政府现已将氢能领域的“内部担保”机制扩展，以有竞争力的方式为寻求采购法国设备的法国企业提供融资，并支持国内氢能产业供应商。政府还可以授权取消对氢能产业的出口支持上限（FASEP），以支持其国际化发展。
· 政府还将调动1亿欧元的补贴用于支持设备出口。
·相关部委将调动现有的技术、科学和大学合作工具，以促进研究合作，向第三国分享法国的专业知识，并协助他们制定脱碳战略。为此，将在未来三年内设立专门的国际氢能技术专家（ETI）职位。科学和大学外交也将被调动起来，以满足这些国家在技术培训和职业教育方面的需求。
·相关部委将采取综合方法，调动所有可用的工具，包括金融工具（法国开发署的公共政策贷款、商务法国的支持、财政部的混合贷款、出口担保）以及经济、科学和大学外交。这种综合方法将纳入与试点市场（最初）的氢能合作伙伴关系，随后推广到所有优先市场。这些合作伙伴关系旨在脱碳工业、支持能源转型，并促进对氢能的共同标准愿景。
·法国将加强其在双边和多边层面的行动，包括与多边银行的合作。法国将倡导在生产脱碳电力方面的技术中立。法国已经参与了关于氢气温室气体排放核算方法以及实现《巴黎协定》目标所需的氢气认证的谈判。为此，法国积极参与并资助国际氢能经济合作伙伴关系（IPHE）的工作，并支持国际能源署的工作。
· 一位氢能国际战略负责人将负责在短期内实施氢能国际战略的操作行动计划。该行动计划将在与相关行政部门、产业和国家运营商协商后制定，将遵循战略的主要努力方向：捍卫从本国领土出口技术的能力，并推广法国的工业技术和标准。相关部委将与战略负责人协商，可以在一些优先位置的大使馆内指定氢能顾问。
五
法国重申通过电解生产低碳氢的雄心
a. 为确保目标供应的低碳氢，法国优先考虑到2035年在国内生产，配备电解能力和实施手段
到2030年和2035年，国内生产能力应能够满足国内对氢气的需求，无论是在数量上还是在成本上，特别是由于有足够的低碳电力供应。因此，法国在这一时间范围内可能没有结构性的氢气进口需求。与从欧盟以外地区生产的氢气运输基础设施相关的项目尚未证明其相对于本地生产的经济利益。这些氢气进口项目的不确定性很高，特别是由于预计的实施时间为六到十年，建设成本高，融资可能性以及最终与不太稳健的商业模式相关的搁浅资产风险。到2030年，只有少数国际试点项目可能会部署。
到2030年，法国可能会有高达4.5吉瓦的电解能力投入运行，以满足对氢气的需求。这一评估考虑了不同部门更新后的需求以及最终部署时间表比最初预期的更慢。
到2035年，随着需求的增加和不同项目的投入运行，安装的电解能力可能会达到8吉瓦。这一目标包括在氢气储存可能发展的背景下，对额外安装能力的更灵活运行。
在这些时间范围内，由于进口基础设施对法国的经济利益尚未得到证明，且与之相关的未使用风险很高，公共财政支持和担保将集中在领土内的能力建设上。
与此同时，电解槽制造商行业将能够通过国内和国际市场实现规模化，受益于出口计划的支持（见第2部分）。
b. 从长远来看，法国不排除进口低碳氢或其衍生物，特别是对于合成分子，只要这些产品能够以具有竞争力的方式获得
到2035年以后，出于经济原因，可能会考虑进口，特别是合成燃料的衍生物，条件是：
·确认航空和海运部门对合成燃料的需求增加，这需要大量电力用于生产。这一合成燃料的特性可能证明进口是合理的，作为国内生产的补充；
·国外生产的竞争力优于国内生产能力 - 目前并非如此。
到2035年以后，具有竞争力的进口可能涉及（i）氢气衍生物（合成燃料、氨或甲醇），主要用于航空或肥料生产，以及（ii）从长远来看，通过管道从地理上较近的地区进口气态氢气，例如通过BarMar项目从伊比利亚半岛进口。目前不考虑通过海运进口液态氢气，即使在长期内也是如此。
因此，未来几年内，公共财政支持氢气生产将保留给国内通过电解生产的低碳氢。
合成航空和海洋燃料
法国拥有低碳且具有竞争力的电力，这是合成燃料生产的主要投入要素，从而成为法国在欧洲合成燃料生产领域占据领先地位的优势，尤其是在可持续航空燃料（SAF）方面。此外，法国还拥有大量的生物源二氧化碳，这是生产合成可持续燃料的另一种必不可少的资源。
到2030年，法国将能够利用具有竞争力的低碳电力生产首批合成燃料。这为加强国家能源主权和在这一关键领域发展国家专长提供了巨大机遇。这些合成燃料将与生物燃料形成互补。法国的目标是在国内建立合成可持续航空燃料的生产能力，以满足2030年和2035年欧洲Refuel EU法规对合成燃料的需求。
出于气候、工业和能源主权的考虑，法国希望在2030年和2035年之前迅速建立国内合成燃料产业，以满足航空和海运部门的需求。即将公布结果的FEED CARB AERO项目征集活动将资助多个合成燃料生产项目的详细工程研究，这些项目能够满足2030年的需求。
法国希望在合成燃料生产的技术和运营方面占据一席之地，特别是考虑到全球航空和海运部门对合成燃料生产能力的需求。
航空脱碳路线图预计，到2050年，在法国国内航空和国际航空（从法国出发）的范围内，航空燃料需求将达到640万吨，其中420万吨为可持续航空燃料，主要是电子煤油和电子生物煤油。得益于Carb’Aero项目征集活动支持的首批创新项目研究，法国将在国内拥有生产设施，并具备可向国际推广的工业专长。
除了航空燃料外，海运部门也面临着重要的脱碳挑战。以氢气为原料的合成燃料（如电子甲醇和氨）是海运脱碳的一个重要解决方案。
海运部门同样需要应对重要的脱碳挑战，其中以氢气为原料的合成燃料（如甲醇、甲烷、氨）是实现海运脱碳的关键解决方案。海运脱碳路线图预计，到2050年，按照基准情景，海运部门对电子燃料的需求将达到43.7太瓦时。这一巨大的需求将推动在法国港口发展电子燃料加注基础设施，以及在国内建设面向海运的电子燃料生产项目。为了满足全部需求，法国港口的电子燃料进口基础设施也可能需要进一步增加。
从长远来看，全球范围内，合成燃料生产项目，对于航空和海运部门的脱碳至关重要，将成为电解槽制造商的重要市场。将启动相关工作，明确航空和海运部门合成可持续燃料的路线图。法规手段应成为推动这些合成燃料生产的主要动力。
六
为促进国内生产，法国实施支持氢生产的机制
a. 为促进国内工业氢气生产，法国实施支持氢生产的机制
在短期和中期内，通过电解生产氢气可能仍然不如蒸汽甲烷重整具有竞争力，即使考虑到消费者更高的支付意愿以及由于技术进步和工业化进程而降低的生产成本。因此，为了在法国启动低碳氢气生产行业，需要提供支持措施。支持国内生产是国家氢能战略的主要方向之一。这种支持基于气候、工业和能源主权的理由。公共财政支持氢气生产将保留给国内生产。
对于交通和炼油部门，多年来已经在生物燃料领域开展了工作。运输中可再生能源使用激励税（TIRUERT）可以包括对氢气的支持。自2023年1月1日起，可再生氢被纳入TIRUERT目标的核算范围，低碳氢自2024年1月1日起也被纳入。一旦这些产品的定义在欧洲和国家法律中稳定下来，将最终确定实施该系统的具体方式，特别是可追溯性。可再生氢和低碳电解氢可以在实现燃料碳强度降低目标中发挥作用。
对于用于工业的氢气（不包括炼油），已经启动了一个支持通过水电解生产低碳氢的机制。该机制旨在通过最多15年的支持，提高电解氢相对于化石燃料生产的氢气的竞争力，为投资提供必要的稳定性。该支持机制将以多阶段竞争程序的形式进行。第一轮于2024年12月19日启动，支持200兆瓦的能力。最终计划支持总共1吉瓦的电解能力，预计投入约40亿欧元。
这两种支持低碳氢生产的机制是对现有机制的补充。政府还将继续监督氢能PIIEC的部署，完成最后一批大规模技术试点项目，用于电解氢生产。国家的其他各种氢气相关征集活动可以继续支持氢能的部署政策以及其技术和工业模块。
七
法国致力于在主要工业区发展氢能枢纽
利用法国电网的低碳电力进行水电解生产氢气，可以优化生产的地域组织，尽可能靠近消费者。此外，大型电解槽的模块化特性，由较小的单元组成，并不能实现显著的规模经济。因此，如果可以在附近生产，将生产集中在远离消费者的大型站点上几乎没有好处。鉴于缺乏大规模的氢气网络，生产站点通常将根据当地消费者的需求进行调整。
由于法国对氢气用途的地理分布，氢气生产将在“集中式”大规模消费中心（特别是福斯梅尔、敦刻尔克、勒阿弗尔-塞纳河口和化工谷等工业区）、围绕中等城市或较小规模工业平台的“半集中式”中心以及公路网络上的“分散式”中心之间进行组织，以满足重型公路运输的需求。随着2020年10月启动的“地区生态系统”征集活动，已有64个项目获得国家支持，涉及46个生态系统，国家支持金额约为4亿欧元，总投资为16亿欧元。这些主要面向重型公路运输的项目，将在短期内安装130兆瓦的电解能力，每年生产1.3万吨低碳氢气，通过一百多个加氢站供应，为超过一千辆公交车或重型车辆提供燃料。氢气在重型公路运输中的使用将集中在欧洲主要交通干线和工业盆地，并可能扩展到对公共交通有需求的大都市区。
当前的首要目标是确保到2030年，法国所有主要工业区都具备初步的氢气生产能力，以实现这些地区的脱碳。这些工业区正是法国战略产业的关键消费枢纽所在。
因此，法国在氢能网络发展方面的优先事项仍然是在氢能枢纽内部署基础设施（所谓的“枢纽内”管道），连接生产者和消费者，并将其与储存设施相连。这在短期内涉及约500公里的管道，主要部署在工业区，特别是福斯梅尔、敦刻尔克、勒阿弗尔-塞纳河口和化工谷。
这些本地网络将为氢气生产商提供更多市场机会，而将用途集中在枢纽内将实现基础设施共享带来的规模经济，这对于枢纽内的消费者持续采用氢气至关重要。共享管道、储存设施和生产手段，将降低整个系统的成本。当可能时，将这些枢纽内氢能网络与盐穴储存设施相连是目标之一。这些储存设施将为能源系统的优化提供灵活性，无论是氢能方面还是电力方面，使电解槽能够在电力价格低时最大化生产，或在电力消费高峰时减少生产。储存设施还将增强供应安全，为网络运营商提供工具，以补偿生产者或消费者的故障影响。当工业区附近没有盐穴储存设施时，需要考虑其他解决方案来增强供应安全，例如在敦刻尔克枢纽的跨境互联。
储存能力的规划将与当地、国家和欧洲的生产与消费动态相结合，必须兼顾氢气供应安全的需求以及为电力系统中的电解槽提供灵活性的价值。氢能网络的初步规划以及必要的储存站点（能力和位置）将在2026年完成。
除了优先在工业区内部署的氢能枢纽之外，可能还需要进行其他本地部署，以满足更分散的工业需求。
从长远来看，可能会出现一个欧洲范围内的氢气运输网络。它将连接消费区与生产成本低于法国的地区。因此，可以在条件允许的情况下，进一步发展枢纽之间的运输网络（所谓的“枢纽间”基础设施），前提是这些基础设施的潜在用户能够为其融资。
氢能储存和运输基础设施可以为电力网络提供灵活性服务。
法国输电网运营商（RTE）在其2023年预测平衡中发布的分析强调了开发灵活性的重要性，尤其是在电力消费方面，以促进电力系统的平衡。
一方面，要确保电力供应安全并优化其使用。由于氢气生产通过电解会增加电力需求，并可能对电力消费峰值产生显著影响，因此减少电解槽在这些峰值期间的消费将有助于控制峰值并确保电力供应安全。
另一方面，除了开发电解槽的可中断性之外，灵活的运行模式可以在电力供应充足且价格低廉时尽可能多地生产氢气，从而优化电力系统的运行；这既可以利用低谷电力消费时段，也可以利用可再生能源发电量大的时期。根据技术经济可能性，可中断性可能具有不同的频率或持续时间：在电力消费高峰时段偶尔中断；在一年中的某些时期每天定期中断；或者在一年中电力系统压力最大时偶尔但持续几天的中断。这种灵活性将有助于减少欧洲电力系统的二氧化碳排放，并可能降低法国通过电解生产的氢气成本。
在某些情况下，电解槽的可中断性可能依赖于消耗氢气的工业过程的中断，但这一杠杆可能仅限于某些特定过程。实际上，大规模开发电解槽的可中断性将需要适当的氢气储存设施，或者利用非电解槽的过剩生产能力（例如，与同一氢能网络相连的过剩蒸汽甲烷重整装置），以确保向工业客户持续供应氢气。
由法国输电网运营商（RTE）牵头开展的思考将识别开发电解槽灵活性的杠杆和商业模式。这将包括（i）分析电解槽灵活化的技术可能性，可能根据氢气的最终用途而有所不同，（ii）确定开发这种灵活性的条件，特别是经济条件，以及（iii）评估现有的电力系统灵活性服务市场和机制是否适用于电解槽提供的服务。这一思考将基于与利益相关者的协商。
这种灵活性将需要在中期内获得大量的氢气储存设施，即盐穴储存；除了可以在生产地和消费地附近短期开发的地面储存设施外，盐穴储存设施将提供额外的灵活性。法国输电网运营商（RTE）和法国天然气输送系统运营商（GRTgaz）在2023年夏季发布的研究报告以及法国输电网运营商（RTE）的2023年预测平衡证实了开发首批储存能力和将其与最近的氢能枢纽连接起来的经济利益。
这些地下储存设施及其连接所需的网络部分需要数年时间来开发，这意味着需要尽快启动相关的初步研究。已确定的主要潜在储存站点位于福斯梅尔和化工谷附近。
最后，为了探索所有可用的可能性，政府启动了一项关于法国本土氢气资源的勘探性研究，包括其可利用性、经济利益以及环境影响。该研究结果将于2025年初公布。已在比利牛斯-大西洋省授予了首个勘探许可证，其他许可证申请正在审批中。法国希望成为这种未来能源的先锋国家，这种能源也有可能在国内获得。
八
为支持这一发展，法国建立国家监管框架，允许生产、运输和使用低碳氢
自2023年初以来，法国通过一系列监管改革，简化了战略性脱碳项目（包括涉及氢气的项目）的土地准入、许可和电力接入程序。
《绿色工业法案》将战略项目（包括氢气项目）的环境许可时间缩短了一半，并且对于具有重大国家利益的项目，可以在项目初期就处理城市规划程序和生物多样性相关义务。
《加速可再生能源发展法案》（APER）加快并优先考虑战略性项目的电力接入，同时简化了氢能运输基础设施的建设和改造程序。法国输电网运营商（RTE）已经在福斯梅尔、敦刻尔克和勒阿弗尔等工业区启动了电网加强项目，这些项目对于实现工业的初步脱碳至关重要。未来电解槽项目的接入需要提前规划，以准备电网的未来适应性。
与此同时，国家监管框架正在演变，以适应氢气生产、运输和使用的现实情况。氢气的物理特性需要制定一个监管和规范框架，以确保整个参与该行业的人员在使用氢气时的安全。法国当局与法国氢能协会于2021年10月共同签署了一份路线图，特别是在以下方面开展工作：
·生产、储存和氢气分配的监管：正在与行业合作开展工作，以更新关于氢气加注站的部长级法令，并支持更大规模的氢气生产和储存活动的发展；
·提高行业对压力设备相关监管框架的认识：这些设备在氢气的生产、使用或分配中经常使用；
·提高对计量学法律框架的认识：该框架适用于氢气的计数（体积、质量或能量），无论是商业交易还是税务操作；
·调整关于建设或改造现有管道的监管框架：这些管道目前用于运输其他产品，以及跟进运营商采取的行动，以解决技术障碍，特别是对于改造项目：这些管道接收氢气的安全性必须得到评估。运营商参与了欧洲和国际规范工作，并进行了必要的测试，以解决这些技术障碍。
氢能基础设施的监管将与基础设施发展规划同时实施。
氢能第四次天然气一揽子计划（即“氢能和低碳气体一揽子计划”）的文本已于2024年6月13日被欧洲议会和理事会采纳。这些文本为氢能内部市场创建了一个相当严格的监管框架，该框架在很大程度上借鉴了为天然气制定的框架，同时留给成员国一些评估的空间。法国计划仅开发氢气运输网络。事实上，只有在为个人提供氢气服务的情况下，才有理由开发分配网络，而这并不在法国的战略中。运输网络的建立将涉及运营商活动的垂直和水平分离，除非在特定情况下（特别是对于现有或地理上有限的网络）有例外。在文本转化过程中，法国的挑战是建立一个适应氢能行业逐步发展的监管框架，同时设定关税条件，为消费者提供必要的透明度。法国还将旨在建立一个稳定且有利于投资的框架，以发展一个资本密集度高的行业。能源监管委员会将被赋予新的权力，以确保这些基础设施和市场的监管。
氢能市场的发展需要一个雄心勃勃的标准化和认证框架，公平地适用于国内生产和进口氢气。这一框架对于促进欧洲和全球市场的发展、大规模发展、降低投资风险以及充分发展法国氢能行业至关重要：法国与氢能行业一起参与了欧洲高层标准化论坛，以加速氢能设备和生产所需的技术规范的引入。统一的欧洲氢气认证系统还将确保欧洲生产的氢气和从第三国进口的氢气质量符合欧洲监管框架和我们的脱碳目标：进口氢气必须通过这种方式证明其符合国内生产商所遵守的相同规则和条件。
最后，法国通过其“未来技能和职业”计划，在氢能培训和技能领域进行了重大投资。4150万欧元已用于在法国15个地区中的11个地区开展氢能意识和培训项目：这些项目将使10万名工人了解氢能问题，并为其中5万名工人提供从高中到硕士水平的技术培训。这一机制补充了法国氢能行业关键参与者为其内部需求开展的培训项目，并向外部开放，例如Symbio的氢能学院。国家将在短期和中期内继续通过氢能“未来技能和职业”计划支持氢能行业所需的合格劳动力的发展。
九
获得具有竞争力的电力是法国通过电解成功生产低碳氢的重要条件
电力价格是通过水电解生产氢气的主要成本因素。因此，政府继续努力保持低碳电力的竞争力，从而降低通过电解生产的低碳氢的成本。电力价格是通过水电解生产氢气的主要成本因素。因此，政府继续努力保持低碳电力的竞争力，从而降低通过电解生产的低碳氢的成本。
对于氢气生产的电力供应问题，并不涉及数量：到2030年/2035年，低碳资源将保持充足。关键问题在于供应成本。通过电解生产氢气的成本高度依赖于电力价格。因此，控制供应电解槽的电力价格对于其竞争力至关重要，这取决于电力供应合同条款以及降低供应成本的公共支持措施。
就电力供应合同而言，电解槽可以通过签订长期电力购买协议（PPA）来减少其对市场价格的敞口。氢气或合成燃料生产的电力消耗将与低碳电力生产的大幅增长同时进行，正如法国的国家综合能源-气候计划（PNIEC）和能源规划（PPE）所展示的那样（从2022年的463太瓦时增加到2035年的640太瓦时）。除了PPE中计划的可再生能源发电能力外，一些氢气生产项目还计划开发额外的可再生能源电力。
此外，电解槽有资格享受各种旨在确保具有竞争力的电力的措施。一方面，电解完全免于电力消费税，鉴于电解槽的电力消费特性，一旦达到约2兆瓦的功率门槛，就会对网络电价（TURPE）进行减免（高达81%的网络成本）。另一方面，碳成本的间接补偿可以部分抵消碳配额价格对电力价格的影响，从而显著降低电力供应成本：对于每吨二氧化碳当量100欧元的配额价格，电力成本可降低约30欧元/兆瓦时（即1.5欧元/千克氢气）。法国政府希望这一机制能够在2030年之后继续实施。最后，只要电解槽能够在法国输电网运营商（RTE）设定的条件下按需停止运行，它们可以参与“可中断性”机制，以降低电力供应成本约4至8欧元/兆瓦时。
这些因素共同显著降低了与蒸汽甲烷重整相比的竞争力差距。
氢气的关键数据
假设1太瓦时低位热值的氢气（H2）本身相当于30千吨氢气（ktH2），以56千瓦时电力/千克氢气（k）的效率计算，生产这30千吨氢气所需的电力为1.7太瓦时。如果运行时间为每年6500小时，那么安装的电解槽容量以生产这30千吨氢气将为260兆瓦。
如果运行时间增加，所需的电解槽容量会减少；如果运行时间减少，电解槽可以采用更灵活的电力消耗模式，所需的电解槽容量会增加。同样，效率的提高可能会降低所需的安装容量，以实现相同的氢气消费目标。
来源：视知TV
