德国正在经历从以化石燃料为基础的经济向以风能和太阳能为主导的可持续能源基础设施的巨大的转变。
尽管遭受了各种挫折，以及成本上升，但德国民众和企业对变革表现出强烈的热情和坚定的决心。
同时，技术上的挑战也是非常严峻，坚持这条路可能会完不成到2050年实现二氧化碳无排放经济的目标。
德国为了实现这一伟大的改变，柏林最近决定采用多样化的方法。
德国这个欧洲最大的经济体将向欧洲提供20个新的研究设施，1.1亿美元用于测试用于工业规模应用的新型氢基技术。
额外资金专门用于“结构变化”地区，这些地区受能源转型影响最大，如有煤矿的地区。
回到正轨
德国人是环保主义和能源转型的坚定支持者。
该国已经开辟了一条漫长的道路来解救早已无法摆脱煤炭和石油的国家，德国在1990年生产了10亿吨二氧化碳。从那时起，德国已经将温室气体排放量减少了近四分之一。
然而，近年来，减排的步伐已经停滞不前。最重要的是，随着日本福岛的核灾难导致全球对核电恐惧和禁核的愿望，这给德国的清洁能源和可持续发展目标带来了额外的压力。
分析德国的清洁能源，好的一面是多年来可再生能源发电量稳步上升。
然而，经济条件的改善增加了石油产品的消耗，这在很大程度上抵消了可持续性领域的成果。
可再生能源目前产生德国三分之一的电力，但在未来几十年想逐步淘汰核技术和燃煤电厂，首先要解决风能和太阳能发电间歇性的技术挑战。
政治挑战
由于能源转型，德国政策制定者意识到其基础设施存在缺陷。
风能和太阳能间歇性是广泛应用的最大挑战，就是要解决在没有阳光，或没有风的时候，电网的稳定性。
在世界上大多数地区，天然气电厂被视为解决这一问题的理想方法，因为它可以相对迅速的起停。同时与煤相比，二氧化碳排放量减少了一半。
因此，德国政策制定者支持有争议的Nord Stream2管道，该管道将直接从俄罗斯向德国输送55亿立方米的天然气。
尽管欧盟的反对和美国制裁的威胁，柏林仍然支持管道项目。主要原因是当核电站和煤电厂逐步淘汰时需要天然气来维持电网稳定性。
然而，除了天然气之外，柏林还决定实现多样化和投资替代能源，因为天然气的进口将使其能源依赖外国生产商。
氢气可以成为能源载体，减轻德国对外部能源供应商的过度依赖，同时为剩余的可再生能源储存提供解决方案。
投注氢气
德国不是第一个投入大量资金用于研究和开发氢能的国家。
在亚洲，尤其是日本和中国，氢气已经成为政策制定者和企业关注的焦点，氢能的明显优势和政府的鼓励和补贴，全球氢能产业如火如荼。
然而，氢气的基本技术特征阻碍了其大规模的发展和应用：1.能量载体的高可燃性，2.相关的复杂性和安全风险。
政府官员认为，在正确的政策框架内和私营部门的充足投资下，氢基技术的成本可能与光伏电池的成本媲美。
根据FNB Gas的常务董事Inga Posch的说法，“氢气是目前该国能源转型中最热门的话题之一。私营部门的兴趣非常大。过去，德国人过于关注电气化经济，所以，现在我们正在推迟这个过程。”
尽管德国的公司已经在有关氢的新技术和应用上进行了大量的投入，但德国经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）表示，我们要让德国成为“世界第一”。
德国要实现可再生能源和氢能的世界第一，氢的特性本身可能是实现这一目标的最大障碍。
德国的公司首先需要提高成本效益，并开发工业规模运营的应用，以便可能在一个世纪内实现能源的自给自足。
在氢能和燃料电池产业的布局
德国在氢能方面的推广应用在燃料电池车、通信基站、家庭热电联电站、加氢站等方面都有很好的应用。
截止目前，德国已投资3.93亿欧元融资支持氢能及燃料电池技术发展。其中，55%的融资用于氢生产和基础设施的运输。
加氢站布局
截止目前德国已有加氢站63座，第64座加氢站正在建设中。2019年，德国加氢站数量预计将增加到100座，其中已经详细规划好了31座加氢站的地理位置。
另外，德国加氢站的数量已超过美国，仅次于日本，成为全球拥有加氢基础设施第二多的国家。
组建H2 Mobility、AutoStack-Industrie联盟
2015年，法国液化空气集团、戴姆勒、林德、OMV、壳牌和道达尔等企业联合组建H2 Mobility联盟。
该联盟意在德国建立全国性700bar加氢站网络，为燃料电池车在全国打造氢基础设施，也为燃料电池车在德国的发展提供良好环境。
目前， H2 MOBILITY将在德国布伦瑞克汉堡街的壳牌加油站中建造加氢设施。该加氢设施将采用液化空的氢气加注技术，建设于今年开始，联邦运输和数字基础设施部将为此项目提供950,000欧元的资金。
2017年，德国政府组织本国汽车行业领导企业成立了一个6000万欧元、为期三年的联盟，研究汽车燃料电池堆的大批量生产。
另外，该联盟由德国汽车制造商宝马和供应商倡议成立，旨在2020年之前为德国和欧洲燃料电池汽车的商业引进提供技术、经济和科技支持。
除宝马外，该联盟还包括戴姆勒、德纳、福特研究和创新中心、科德宝高性能材料、Greenerity、NuCellSys、燃料电池公司、PowerCell Sweden AB、德国优美科、大众集团、德国巴登符腾堡州太阳能和氢能研究中心，这些企业在汽车制造和燃料电池技术领域都有极高的建树。
目前，该联盟成员也正在研究建造一个灵活的工厂，目标产能为每年3万个燃料电池堆。
成立国家氢能与燃料电池技术组织
德国政府除了联合企业布局氢能和燃料电池产业外，还在政策及资金上予以支持。
德国在氢能和燃料电池领域专门成立了国家氢能与燃料电池技术组织，以进行相关领域的工作。
启动氢和燃料电池技术国家创新计划
2006年，德国政府、工业和科学界达成战略联盟，启动称为氢和燃料电池技术国家创新计划（NIP）的长达10年的重大项目，并已取得了卓越的成就：
？ NIP为750个项目总计投入约7.1亿欧元。
？ 受资助项目自筹资金6.9亿欧元，第三方资助2千万欧元。
？ 共240家企业，50家科研和教育机构以及公共部门得到NIP的资助。
NIP共募集14亿欧元的专项资金用于2007~2016年的氢能项目开发。募集资金中的7亿欧元由德国政府出资，剩余资金则按项目合作制度由产业提供。
另外，在国家创新计划的支持下，德国还安装了300座基站燃料电池电源。
NIP计划的成果有效地激励了当局者，德国政府计划将这个成功计划延续到2026年，即开始第二阶段的设计。
研发氢能列车
德国政府寻求使用燃料电池火车来解决环境和电气化程度低的问题。在过去三年内，德国投资研发了氢能城际列车的样车，并打算在清洁能源列车领域迈出领先一步。
2018年11月9日，阿尔斯通公司宣布，由他们生产的世界首款以氢为能源的火车将于2021年在德国正式开跑，采购数量为14辆氢燃料电池列车，包括30年维护和能源供应的合同与德国下萨克森州地方交通局签署。
按计划从2021年12月起在库克斯港、不来梅港、布雷梅尔沃德和布克斯特胡德之间运送旅客，在14条路线上使用燃料电池列车取代原先以柴油为动力的列车。
稿件来源： 光元科技
