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芬兰引领绿色能源转型

芬兰完全有能力将绿氢作为推动经济增长和减少碳排放的关键力量。

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在今年3月举行的瓦萨能源周(Vaasa EnergyWeek)上,发言者们概述了芬兰作为电池和氢能解决方案领域的领导者,在当下及未来的绿色转型进程中扮演的角色。

去年,在全球范围内都出现了一系列触目惊心的灾害。希腊部分地区被欧盟有史以来最为肆虐的野火吞噬,熊熊烈焰席卷之下,土地化为焦土。在巴基斯坦,暴雨倾盆之后,三分之一的国土被洪水淹没。地球变得更热,全球平均气温几乎触及比工业化前水平高出1.5摄氏度的临界点。

这些事件提醒各国,即使在地缘政治充满不确定性的当下,依然需要加快绿色转型步伐。

芬兰对于气候行动的承诺早在多年前就已开始。早在1990年,芬兰便成为全球首个征收二氧化碳排放税的国家,这一创举展现了该国在追求到2035年实现碳中和目标上的远见卓识。

芬兰在清洁能源转型方面的进展同样引人注目。芬兰生产的能源中,超过90%已实现碳中和。然而,该国并未止步于此,而是将目光投向了清洁能源生产的翻倍增长,旨在为经济增长奠定更为坚实且可持续的基石。

芬兰全国上下各行各业在绿色能源转型方面都有积极行动。

位于芬兰西海岸的瓦萨如今已成为该国电气化生态系统领域的领军者,吸引了ABB、丹佛斯、日立和瓦锡兰等众多知名企业在此形成产业集群。该市正是瓦萨能源周(Vaasa EnergyWeek)的举办地。今年的盛会深入探讨了电池、氢气、天然气、风能、储存解决方案以及能源转型的其他关键领域。

在瓦萨能源周上,瓦萨大学校长明娜·马蒂凯宁(Minna Martikainen,右)呼吁对有助于绿色转型、促进可持续业务增长以及基于能力的供应安全的领域进行投资。

Vaasa Energy

在上月举行的活动上,瓦萨大学校长明娜·马蒂凯宁(Minna Martikainen)指出,绿色转型带来的新出口将是决定一个国家在全球竞争中能否生存并取得成功的先决条件。

强调:“我们必须加大投资力度,特别是在那些对可持续业务增长、绿色转型以及基于能力的供应安全至关重要的领域。”

马蒂凯宁进一步指出,通过教育培养国际专业知识,是确保我们拥有熟练劳动力、推动经济增长的关键所在。她继续说道,另一项重要举措是促进企业与大学之间的研究合作。

氢:一种关键燃料与介质

芬兰地质调查局(GTK)与芬兰国家技术研究中心(VTT)携手实施的研究项目Hydrogen UnderGround是产学合作的典范。该项目集结了16个工业领域的合作伙伴。正如其名称所寓意的,项目核心关注点,在于探究地下氢气储存库在确保氢气稳定供应中所扮演的角色。氢气被视为一种关键的燃料与储能介质

地面燃料储存方式因高昂的成本和安全风险而变得不切实际。

VTT和GTK的Hydrogen UnderGround项目经理帕斯·瓦尔科卡里(Pasi Valkokari特穆·林德奎斯特(Teemu Lindqvist表示,该项目旨在为氢能商业和技术生态系统奠定基础,特别是针对大规模地下储氢的概念。

他们进一步说道:“该项目还旨在建立起持续研究的机制,并邀请各合作企业为该领域的长远发展贡献智慧和力量。”

赫尔辛基能源公用事业公司Helen决定投资建设该市首家绿氢工厂,为芬兰的主要出口港口之一 乌萨里港周边的重型运输提供服务。

Helen

赫尔辛基和托尔尼奥(Tornio)已成为氢能生态系统重镇。

赫尔辛基市能源公用事业公司Helen 4月份宣布,已最终决定在该市建造首座绿氢工厂。试点工厂地理位置优越,毗邻集中供暖网络以及繁忙的集装箱码头,每年将生产约三兆瓦的氢气,主要供应毗邻的重型交通工具加氢站。Helen将与挪威氢能公司(Norwegian Hydrogen)下属子公司Vireon合作建设加氢站。生产过程中产生的余热将被输送到集中供暖网络,从而将工厂的总能效提升至90%以上。

Helen公司新业务与氢能主管萨里·曼诺宁(Sari Mannonen表示:“3H2项目堪称全球首创,它将电力、交通运输、供热与氢能这四大领域及其间的灵活性融为一体。”

该工厂计划于2026年投产,加氢站则预计于2027年启用。届时,预计二氧化碳排放量将减少3700吨。

在托尔尼奥,挪威氢能公司为另一家绿氢工厂预留了一块面积达20公顷的土地。

“托尔尼奥是自然而然的选择,完美契合我们的目标。这座城市的工业布局、交通运输和能源基础设施为氢气生产提供了得天独厚的条件。”挪威氢能芬兰分公司项目总监佩特里·卢奥马(Petri Luoma指出

托尔尼奥市划出一块面积达20公顷的土地,专供挪威氢能公司(Norwegian Hydrogen)建设绿氢工厂。

Business Tornio

人们使用可再生能源电力驱动电解槽——该设备将水分解成氢气和氧气,以此制备绿氢。

然而,并非所有绿氢都具有相同的质量。丹佛斯全球能源与电力主管奥利-佩卡·阿尔托(Olli-Pekka Aalto)指出,绿氢制备工艺的效率,很大程度上取决于从电网获取的电力在转换过程中的能量损耗,以及作为热量散失的电量。通常情况下,电解过程中所使用的电能,大约有三分之一会转化为热能。

他在3月份表示:“我们通过提供优质交流-直流转换器,全力支持蓬勃发展的氢经济。这些转换器不仅提升了制氢效率,而且延长了电解槽的使用寿命。”

投资涌动,人才与合作接踵而至

与此同时,据H2 Cluster的数据揭示,芬兰正在推进数十个与氢能源相关的项目。鉴于中央政府设定了生产欧盟14%氢气的目标,这一系列活动无疑将让中央政府倍感欣慰。

在瓦萨能源周上,来自Gasgrid和H2 Cluster的萨拉·凯尔基(Sara Kärki )强调,到2040年,芬兰预计将在能源生产和传输领域投入700–1100亿欧元,其中对氢气生产、精制和运输领域的投资将达到540–940亿欧元。凯尔基认为,芬兰完全具备成为氢经济主要参与者的实力。她列举了几个关键因素:充足的可再生能源供应;以具有竞争力的成本生产电力和氢气的能力;可靠且不断完善的电网;利用富余的可再生能源来创建转换和储存途径的机会。

她预测说:“到2030年,波罗的海地区有可能成为最具竞争力的氢能市场。”

定居芬兰的英国科学家班•威尔森(Ben Wilson)说,芬兰通盘考量电池价值链及电池化学成分。

Ben Wilson

然而,Convion公司业务拓展主管图马斯·哈卡拉(Tuomas Hakala提醒道,氢经济的规模要想实现真正意义上的扩张,需要吸引从律师到科学家等各个领域的人才。他还鼓励人们大胆尝试,即使面临不完美的解决方案,也应视为在持续学习曲线上的重要一环。

凯尔基和P2X Solutions首席执行官赫科·普利特(Herkko Plit一致认为,合作是推动发展的关键要素。这不仅有助于分散风险,还能吸引当地利益相关者参与其中,确保开发项目圆满完成。

在本次活动上,丹佛斯电气化业务负责人沙哈·库巴尔(Shakhar Kubal)强调,合作已成为一个至关重要的议题,其紧迫性已经超越有关资金提供者的争议。

他表示:“真正的问题在于,我们是否能够为未来留下一个宜居的地球。”

主导电池价值链

电池是驱动绿色转型的另一项核心技术,其在推动零碳交通的同时,也为减少风能和太阳能等可再生能源的不稳定性提供了储存解决方案。在瓦萨能源周上,西门子数字化工业集团挪威分公司首席执行官弗兰克·布拉根(Frank Bråthen分享了他的见解。他指出,锂离子电池的需求预计将以每年超过25%的速度增长,预计到2030年,该数字将达到约4700千兆瓦时。

芬兰是全球唯一有能力管理从矿物提取到回收利用整个电池价值链的国家,有望在这一领域引领潮流。

来自英国的科学家班·威尔森(Ben Wilson:“许多国家(如北欧邻国挪威和瑞典)专注于价值链的关键环节,比如推广电动汽车的使用或在欧洲生产电池,而芬兰则着眼长远,全面审视整个电池价值链及不同的电池化学成分。”

这一方法的基石在于芬兰所拥有的多样化专业知识,包括一支由超过30万名工程师组成的“队伍”,以及欧洲最大的锂矿资源。

芬兰的专业知识更是延伸到了一些特色领域:Polar Night Energy公司将沙子用作电池介质,将富余风能和太阳能转化为热能进行储存,这项技术最近吸引了超过750万欧元的种子资金。与此同时,Teraloop的模块化动能存储系统斩获大奖。该系统利用飞轮减缓电池单元的衰减,助力快速响应辅助市场。

初创公司Teraloop(位于埃斯波)的首席运营官菲利普·佩潘(Philippe Pépin,右)庆祝其动能存储系统获奖。

Jukka Vähälummukka

西门子的布拉根强调,尽管芬兰在电池领域也具有独特优势,但该国应与其他北欧国家及北欧地区展开更为紧密的合作,抓住这一利润丰厚、全球瞩目的市场机遇。

Freyer Batteries Finland公司总经理托尔·斯坦达尔(Tor Stendahl表示,欧洲的许可程序必须变得更加可预测和简化,不合规问题往往并非源于缺乏意愿,而是对监管环境缺乏足够的了解。他进一步说道,为了应对美国《通胀削减法案》承诺提供的数亿美元税收减免,欧洲需要采取一种具有自身特点的策略,并提供相应的优惠政策。

随着绿色转型的步伐加快,电气化和数据利用的规模以前所未有的速度增长,这也使得网络安全问题愈发凸显其重要性。瓦萨大学博士后研究员佩特拉·伯格(Petra Berg)表示,在网络安全领域,人类既是不可或缺的坚实防线,同时也是潜在的最大风险。

变革之风渐起

据芬兰风电协会(Finnish Wind Power Association)数据显示,2023年,芬兰的风电场满足全国了18.1%的电力需求。这些风电场共装配1601台风力发电机,总装机容量达6946兆瓦。

芬兰制定了新增13万兆瓦风电发电量的临时计划,这一目标的实现将需要超过2000亿欧元的投资。部分项目已在实施中,芬兰政府计划在2024至2025年间,建成价值超过30亿欧元的风电产能。

By: Aleksi Teivainen
20.05.2024