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米歇尔·舒文:德国国家2023氢能战略与德国新能源领域的数实结合 2023-09-17 23:17:00

摘要:能源新闻网讯,9月16日,2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

能源新闻网讯,9月16日,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

 

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

 

下面是九大专题分论坛之能源工业互联网高质量发展助力能源行业数智转型论坛活动中德国可持续能源与交通咨询公司代表 Michael Schwinkowski(米歇尔·舒文)先生的发言:

 

我会用英文发表演讲,大家好,各位下午好,非常感谢北京能源工业互联网研究院的邀请。

 

我今天的演讲主题是德国国家2023氢能战略与德国新能源领域的数实结合,又叫CPS系统。

 

在向大家介绍德国能源部门在现有项目基础之上的数字化和数实结合发展的项目事例之前,首先向各位介绍德国政府上个月发布新的国家氢能战略,这个战略极其重大,如近两千公里的项目建设构建氢能领域数字化推进的框架,该战略构成网络物理系统发展的支架和新框架。

 

2020年6月,德国联邦政府首次提出国家氢能政策目标的战略,这个政策尽管它指出了很多目标,但很多政策却没有落地,所以并没有被市场广泛地接受和重视,2023年7月,德国联邦政府更新了国家氢能战略来确保氢能保供。

 

这个战略把2020年的目标具体化了,有了准确的目标,是对整个能源结构有一个重建。随着战略确定,德国联邦政府立刻开始具体的经济补贴方式的实施,比如说对两个大的炼钢企业进行三亿欧元的补贴,立刻得到了市场的极大重视。

 

德国国家氢能战略重点,电解氢产能增加到10GW,在2022年德国电解氢装机容量不到60兆瓦,在六年多的时间里,要增长175倍,这个增长可以说是非常可观。

 

第二个改建或新建1800公里的氢气管网,如果各位去过德国就知道,德国建筑速度是很慢的,一套4000公里的高速公路的扩建可能要修上20多年,这么大规模的管网建设,对于德国和欧洲都是很大的经济刺激战略。2023年德国氢及其衍生物需求量为95-130TWH,差不多288-400万吨,其中三分之一是德国自产,三分之二是进口,用一个数字来对比,中国现在是世界上氢最大的生产国,每年1200万吨。

 

为什么德国要花这么多力气发展氢能,背景之一就是俄乌冲突,在俄乌冲突之前,天然气在德国作为碳排放量最少的化石能源,被定义为绿色能源,在俄乌冲突之前天然气代替煤炭是德国达到碳中和的必然选择,冲突发生之前欧盟41%、德国55%的天然气都来自于俄罗斯。

 

冲突爆发之后,天然气成为俄罗斯威胁欧盟的手段,在冲突初期,俄罗斯单方面减少了对欧盟天然气出口,德国北溪一号管路被停用,波兰、荷兰完全断供,随着俄乌冲突的继续,欧盟自2022年9月,基本停止了来自俄罗斯的天然气的进口,德国达成一个共识,用氢代替天然气,来保证能源安全。

 

另一个德国重视氢能的原因,德国在电动汽车领域失去领先地位,所以德国选择氢能进行发展,德国的工程师很保守,臃肿的管理阶层被工会、政治和媒体绑架。德国不仅仅在电动汽车领域方面落后,在光伏产业的溃败也让德国人非常地心痛,德国希望在氢能领域上能够重振雄风。

 

刚才我们说了德国的问题,接下来说一说德国在氢能发展方面有哪些优势。

 

在氢能领域德国有雄厚的工业基础,比如说世界领先的化工公司,像巴斯夫、林德,世界领先的钢铁冶炼、金属加工业、控制、仪表等,德国还有遍布全国,渗透城市、农村、密度很高而且极其优质的天然气网络,90%的管网可以掺氢,比例可达20%甚至达到30%。

 

在传统工业领域德国含有丰富的技术储备,大学、研究院、科学院紧密连接,研究经费充裕。

 

最后德国的汽车技术依旧全球领先。

 

以上几点我们认为德国在氢能领域有足够的优势。

 

德国氢能发展市场是足够大的,我认为中国企业是有机会分上一块蛋糕的。

 

下面我们具体看一看中国企业的潜力。

 

现在欧洲的情况大家可以看一看2022年欧洲电解水制氢的规模情况。

 

德国是50兆瓦,西班牙是25兆瓦,瑞士14兆瓦,奥地利10兆瓦,英国9兆瓦,德国2023年电解氢目标规模10GW,也就是一万兆瓦,我们在2023年要比2022年氢的功能要增加175倍。我认为德国以及欧洲氢能市场是足够大的。尽管有政策、资金上的支持,欧洲整体在疫情之后严重缺乏专业人才,企业活力也不足,这些都给外国包括中国的企业留下了很多的机会。

 

我们再看一看德国当地供应商的情况,为什么欧洲电解水设备供应商不可能独占一万兆瓦的市场。这个是在欧洲领先的几家电解氢企业,来自挪威的NEL,他们技术是领先的,但是他们的进度太慢了,估计能够给到德国的产能并不多。

 

德国的西门子和蒂森克虏伯,除了欧洲市场之外,蒂森克虏伯也在中东抢产能,反而德国的初创企业发展非常迅速,比如Siemnes公司,他们拿到了一百兆瓦的合同,并且获得了欧盟1.6亿元的补贴,这个系统要在2024年才能交付,我们相信尽管如此,德国欧盟市场还是太大了,欧盟企业是做不过来的,是有机会的。

 

但中国是不是能够到欧洲市场分得一块蛋糕,中国企业的优势是全产业链的技术,中国企业拥有全产业链的技术,哪怕是部分关键部件还是需要进口,在这些领域是没有国际封锁的。

 

再说说资本,中国企业还有一定资本的优势,无论是国资背景的投资公司还是原光伏企业,比如像隆基都有足够的资本进入欧洲的市场。

 

产能更不是问题了,这一直是中国国企最大的优势,这里可以依靠像中国的大唐、基能这些公司,希望你们也能够为德国的氢能多做贡献。

 

欧洲已经开始了国标和欧标的相互认证,从这一点也可以看出欧洲其实在主动寻求与中国的合作,北京能源工业互联网在标准方面的研发作了重要的贡献,也是中德互相学习、交流和合作的领域。

 

最近德国蒂森克虏伯在8月14日到访,明确表达合作意愿,从数字化角度来说德国的国际数字空间协会跟研究院机构已经跟中国负责数据空间建立好合作关系,这就代表着对于中国企业有很大的机会,但有没有风险,我们还是要在走出去之前做好准备工作,即使是自身条件很好。

 

风险是各种各样的法规包括环保法、劳工法、税法等,德国是完全不同的财务环境,可能还会遇到员工人手的问题跟当地员工的关系,这些都是风险。

 

中国企业如何规避这些风险,首先要用当地人的逻辑和方法开展工作,尤其是在劳资关系方面,钱要到位,责任更要明确。其次要找到诚实可靠的合作伙伴,尤其是顾问、律师、保险,要花小钱预防大的风险。还有当地专业行会、协会也是入圈最有效的方法,还要主动接触当地的政府、友好协会等。

 

如何让中国企业更顺利进入欧洲市场,降低风险,节省试错的时间,我们认为这是政府可以做的事情。以前都是引进外资招商,现在中国企业要出去了,中国政府服务也应该跟着过去。

 

比如现在我就和北工大一起准备发改委国际合作司的研究课题,研究出海公司的需求、困难以及怎么帮助他们,现在德国在国家地方和欧盟级别,氢能补贴越来越多地落地了。

 

欧洲今年成立的欧洲氢能银行,今年年底开始公开招标,用可再生能源生产的氢,每公斤补贴4.5欧元,我们在这里呼吁国内的企业、投资公司,一定要把握住机会,迅速进入欧洲市场,这就是中国速度。

 

数实结合CPS,主要是公司单独或在地方和政府项目、研究联盟当中合作开发能源4.0,以下事例展示了德国各种项目、公司如何利用物理网络系统进行能源创新和改造。

 

2016年随着能源转型数字化法案的出台,能源网络物理系统、CPS又叫数实结合,网络数字化发展得到了首次大力推动,在德国,智能电表首次成为强制性的。在这里看到的是150万智能电表装置,这些不是电力消费者,而是电力生产者,其中大部分是屋顶安装了光伏太阳能电池板家庭,通过智能电表计费+电力输配,德国大多数的智能电网都是区域性的,如莱茵电网(音),智能电网在村级也很受欢迎,部分是由村民发起的微型电网(音),德国智能电网可以像恩纳维项目,邻里层面,有时这些地区项目是在国家层面发起和协调的,“E-ENERGY”以及在智能电网中储能发挥着越来越重要的作用,德国最大的能源转型项目C/SELLS将储能置于智能电网的中心位置,智能电网WINDGAS发电厂和储存设施当中,智能电网和物联网在绿色电力最充足、最便宜的情况下,推动多余电力的氢气生产。

 

基于智能电网、数字孪生可以升级基于氢能的智能电网,以实现更好的供需匹配,例如西门子和微软的氢360产品。

 

奥迪绿色(音)发电厂的氢气生产也是德国基于CPS数实结合的,先锋能源又叫VPP发现潜在的电网拥堵,由于暴风雨导致风力过大的时候电网运营商将他们可以支付的需求和金额输入系统订单簿。当供需匹配的时候,一切都将自动实现,商业交易的处理、交付、文档和会计。

 

250座发电厂,尽管这只是德国一个小地区的先驱项目,但在德国分布式电网的支持下,250家发电厂参与这一能源竞标模式。德国首次使用enera FLEX投标系统,在德国、灵活性市场的首次亮相是氢气的生产,风电的强劲投入必须与当地电力消耗相平衡,为解决电网拥堵问题,通过enera FLEX(音)市场与EPEX SPOT汽车制造商奥迪合作,在Wertle启动了电转气厂,利用当地多余的风力发电以电网友好的方式产生绿色氢气。

 

我现在谈一谈区块链在能源CPS中的应用。

 

区块链创新通过GRID4MOBILITY,大多数电动汽车在晚上同时充电,但在短时间内不需要能量,一旦预测到受监管配电变压器出现瓶颈,分散式代理系统就会自动确定电池的充电顺序,每个代理商代表一个家庭,代理商之间还可以相互协商,所有这些都连接到虚拟定价系统,灵活并因此表现出网格友好行为的用户可以获得ENERCOINS。

 

所有谈判结果和时间表都存储在以太坊区块链中。

 

更重要的一点区块链技术可用于生成防伪证书,以确保绿色氢气在整个供应链当中的实际交易。类似BlockcENtive这样的证书对于作为出口国的中国也很重要,例如CBAM-碳边境调整机制,欧盟的二氧化碳边境调整机制,CBAM将中国等第三国向欧盟进口的排放密集型产品的价格提高到欧洲的价格水平,以弥补欧盟公司因气候保护要求较高而在竞争当中处的劣势。

 

氢气是CBAM技术当中所提及的中国七种出口产品之一,南德集团是我们在中国能源绿色认证重要的合作伙伴,不只是在氢方面的合作。

 

最后一项CPS技术是机器学习+算法+智能访问模块SAM,但是和大多数人在能源领域听到机器学习的时候所期望的方向有一些不同,以消费者为中心的CPS,利用SAM智能电表的数据分析消费者的行为,并识别洗衣机、烘干机和其他家用电器,根据典型的能源摄入模式,识别家庭负荷曲线中的个别设备,这有助于参与ENERA项目实地测试的700个家庭确定其电器的消耗量和当前成本,发现隐性消费者,并评估改变自身行为的影响。因此在这里,能源CPS成为终端消费者的教育工具,一种自我教育工具。

 

这是两款针对能源消费者的自我教育应用系统程序,我们刚刚谈到了教育,最后一张幻灯片将以教育作为结尾,这对能源数字化来说并不常见,但德国的双元制职业教育体系和能源CPS数字学习平台,ENERA合作的另一个基石。

 

关于德中合作方面,我要说的最后一点,我认为我们未来有很多在CPS、在氢能方面的合作机遇,德国氢能战略实施以及氢数字化在未来也会有非常光明的未来。

 

北京能源工业互联网研究院在德中合作和交流当中也会起到非常重要的作用。就像我之前提到的,中国企业在德国也有越来越多的机会,最近我们又有一些新闻,又有对中国补贴新的调查,尤其是关于电动汽车方面,但是我觉得大家不用特别担心,这样的倡议主要是从法国过来的,实际上德国可以选择和法国一样采取同样的政策,但也可以决定不采取这样的政策,德国非常喜欢和中国合作,希望能够延续我们与中国的良好合作,我们的贸易也不可能没有中国。

 

我也非常高兴今天有这个机会跟大家进行交流,谢谢。

 

本文系能源新闻网整理自米歇尔·舒文在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之能源工业互联网高质量发展助力能源行业数智转型论坛演讲实录,未经本人审阅。