绿色氢及其衍生物——氨、甲醇和合成煤油——储存来自太阳和风的能量，以便将其有效地从遥远的地区转移到欧洲。与此同时，许多不能直接使用电力作为能源的行业未来将依赖这些气候中性的化石天然气和石油替代品。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE 代表 H2Global 基金会对 H2Global 预先选定的 12 个国家的 39 个地区进行了检查，以确定此类 Power-to-X (PtX) 产品的生产以及向德国的运输将在哪些地区进行到 2030 年将最具成本效益。结果：巴西、哥伦比亚和澳大利亚为进口绿色氨、甲醇和煤油提供了特别良好的条件。
“可持续生产的氢及其衍生物在能源系统的某些领域将是不可或缺的”，弗劳恩霍夫太阳能系统 ISE 研究所所长 Hans-Martin Henning 教授、博士说道。“根据我们的计算，进口是对当地氢气生产的必要且经济上可行的补充。”
本研究认为，千兆瓦级的 Power-to-X 项目需要漫长的规划和建设阶段，这意味着在合适的生产国家实施第一个大型项目现在应该已经开始。根据 到 2030 年，德国将需要国产和进口的 Power-to-X 能源载体，其容量至少为个位数太瓦时。
»根据我们对H2Global预选的12个国家的计算，当地气态绿氢的生产成本远不及巴西、澳大利亚或哥伦比亚北部。Christoph 博士表示，在这些国家，生产足够的绿色氢以提供 1 兆瓦时的能源的成本在 96 至 108 欧元之间，生产 1 兆瓦时的绿色氢，每公斤的成本约为 3.20 至 3.60 欧元。汉克，该研究的主要作者。»如果考虑以液氢或液氨形式的长途船运，在最佳条件下，就两种产品的能源含量而言，德国的供应成本为每兆瓦时 171 欧元«。
根据该研究，这些国家的太阳能和风能系统的高综合满负荷时间——以及因此目前仍然资本密集型的 Power-to-X 流程的高利用率——是这些国家的一个关键优势。由于氨、甲醇或煤油的高能量密度和成熟的船舶运输物流，生产和使用之间的距离较长并不是排除标准。
该研究还探讨了另一种替代方案，即通过管道将气态氢进口到德国，并有可能对其下游产品进行后续现场加工。
“在这种情况下，南欧和北非地区是最佳选择，”克里斯托弗·汉克博士解释道。“如果第一批管道基础设施在 2030 年建成，大量可持续生产的氢气就可以以非常经济高效的方式运输到欧洲，从而也运输到德国。”
分析显示，阿尔及利亚、突尼斯和西班牙地区的气态氢供应成本最低，为每兆瓦时 137 欧元，其中包括通过天然气管道转化为氢的运输。这相当于每公斤绿色氢 4.56 欧元。
根据该研究，具有成本效益的Power-to-X发电的关键标准是有利的风能和太阳能组合、高系统利用率以及相对较低的资本成本。
“总的来说，我们发现良好的风能和太阳能发电条件的结合对制氢成本具有非常积极的影响，通常比一个地区仅具备良好的风能或太阳能发电条件时的影响更大，”解释道Christoph Kost 博士，负责弗劳恩霍夫 ISE 研究的可再生能源分析。“最终，最便宜的可再生电力发电成本是决定性因素。”
通过整个 PtX 价值链的优化、扩展和提升，未来可再生能源和氢电解的成本有望进一步大幅降低。因此，2030年后可持续能源的生产和进口成本应会继续大幅下降。
该研究的技术经济结果基于对各国可再生能源发电潜力的广泛分析。然后，对被确定为有前景的区域进行进一步的分析，以了解绿色氢及其衍生物的产生。
“然后，在 H2ProSim（由 Fraunhofer ISE 开发的 Power-to-X 价值链模拟工具）的帮助下，对每个区域的各个 Power-to-X 园区进行了详细设计和优化，”Marius Holst 解释道。负责 Fraunhofer ISE研究中的 Power-to-X 模拟。
该研究的作者强调，在建设全球氢能产业时，还必须涵盖未来出口国对可再生能源和可持续燃料的国内需求，并且必须协调一致地建设氢能发电和出口基础设施与当地利益相关者。
氢能和 Power-to X 产品及其供应成本（包括前往德国的运输）分析国家的概述。液氢 (LH2)、氨 (NH3) 和甲醇 (MeOH) 以及煤油（喷气燃料）和费托产品 (FT-Mix) 的生产成本的计算完全基于以下假设各出口国已建设更多可再生能源工厂。对于碳基能源，假设使用直接空气捕获（DAC）技术从大气中捕获二氧化碳。© Fraunhofer ISE
