随着世界各国领导人上周敲定一项减缓气候变化的协议，天然气工程师米歇尔·里恰尔迪 (Michele Ricciardi) 正在深入研究一个实际问题：意大利和欧洲数千英里的管道如何安全地输送氢气。
意大利处于天然气运输公司为低碳未来做准备的最前沿：如果化石燃料在未来几十年内被淘汰，天然气公司认为这不意味着承载它们的基础设施也必须淘汰。在各国断绝天然气后，他们希望重新利用管道来运输零排放氢气。
近二十家公司的努力反映了全球石油和天然气行业的规划步伐加快，从钻探商到炼油厂，随着政府和激进主义者加大削减温室气体的压力，他们急于适应。除了实际准备之外，转型还使公司与其他能源来源竞争融资，即使他们在无法预测的市场上投资了数十亿欧元。
氢能项目——包括意大利的Snam SpA、西班牙的 Enagas SA 和德国的 Open Grid Europe (OGE) 等——将依赖远至撒哈拉沙漠的巨大太阳能农场来创造从水中生产氢气所需的能源。
然后，这些燃料将沿着现有的天然气管道网络输送到欧洲的工业中心地带——一个 198,500 公里(123,300 英里)的网络，如果解开，可以环绕赤道四次。
“一旦我们在德国工厂里看到了撒哈拉沙漠的阳光......就像我们今天仍在走的罗马道路一样，”Snam 的首席执行官、里恰尔迪的老板马尔科·阿尔维拉告诉路透社。“是永远。”
两家公司希望组建一个欧洲氢主干网 (EHB)，以防止管道生锈成为业界所谓的“搁浅资产”。他们计算出大约 69% 的现有管道可以转换为高达 810 亿欧元(940 亿美元)。
该项目是建立氢经济的数百个计划之一，欧盟表示，到 2030 年，该计划可能涉及高达 4600 亿欧元的投资。
氢供应网络可以增加欧洲的能源安全：该集团目前依靠天然气来满足其 28% 的能源需求，其中三分之一的天然气来自俄罗斯。政客们最近指责莫斯科在天然气价格攀升至创纪录水平的情况下阻止供应。俄罗斯表示已满足其所有合同要求。
“我认为这是一个绝妙的主意，”欧盟气候行动专员弗兰斯·蒂默曼斯告诉路透社。他说，改造现有的天然气网络来运输氢气约占为可再生能源建设新基础设施的成本的 25%。
但欧盟并未为合资企业提供现金——这必须来自行业或国家政府。因此，它将需要政治和产业支持。
为了取得成功，天然气管网需要能够将混合天然气的氢气输送给可以使用它的客户——如钢铁制造商、化工公司和炼油厂。供应必须是安全的，而且数量要足够大才能负担得起。
最终——如果可以大量提供绿色氢——汽车行业和家庭供暖供应商也可能开始使用它。但研究表明，那不会是在 2030 年之前。
天然气电网公司表示，他们现在面临的主要挑战是欧洲没有监管框架让他们适应网络。Enagas 战略总监 Maria Sicilia 表示：“法规需要将氢气定义为一种可以与天然气类似的运输和使用的气体。”她说，如果法规制定了标准，网络就可以相互关联。
挥发性
氢是宇宙中最丰富的元素，主要与水中的氧结合。但它也是最易燃的物质之一。过去，包括 1937 年兴登堡火灾在内的数十艘氢气飞艇发生爆炸或燃烧，让许多人相信氢气具有很高的风险。
Snam 和其他公司表示，他们的行业拥有数十年的经验，首先建立了基础设施，因此氢不需要比今天使用的其他燃料更危险。据德国天然气游说团体 Zukunft Gas 称，如果氢气泄漏到露天，它会上升，其浓度会迅速下降到爆炸水平以下。
过去三年里，里恰尔迪和他的团队在他位于米兰总部 Snam 关键天然气流动室附近的办公室里，一点点地梳理了欧洲最大的天然气运输网络，以确保它能够处理天然气。Snam 表示已准备好斥资超过 30 亿欧元用于更换符合氢气标准的天然气管道。
“在过去的 80 年里，我们一直在运输天然气，”Ricciardi 说，他的工作是制定行业可以同意的标准，使管道安全。“现在我们必须用氢气来做到这一点。”
可燃性只是一个问题。与天然气相比，氢气也更容易泄漏，因为它的分子更小。它的流动模式不同，甚至会侵蚀某些等级的钢，使其变脆。
所需的更改因燃气管网而异，但公司必须仔细检查管道，以确保钢材完好且密封件密封。沿途的压缩机站可能需要进行改造，设施将配备传感器以跟踪泄漏，然后排放和转移它们。
石油和其他行业已经使用氢气作为原料——德国的供应量相当于其电力使用量的十分之一，主要用于钢铁和化工。但这种气体是使用化石燃料制成的，被称为“灰”氢。
管道网络已经包括连接阿尔及利亚、摩洛哥、利比亚和突尼斯与西班牙和意大利的四条线路。
“当然，现在的问题是它充满了天然气，”代尔夫特技术大学未来能源系统教授 Ad van Wijk 说。但“骨干已经到位，”他说。他主张将欧洲和非洲联系起来，以 50% 的可再生能源和 50% 的绿色氢来运行欧洲的能源系统。
成本是另一个问题。到目前为止，“绿色”氢主要用于实验项目。其生产成本是灰色品种的四到五倍。
为了减少这种情况，行业和消费者需要扩大生产和需求。
Snam 的 Alvera 表示，西班牙南部、撒哈拉沙漠和中东部分地区的太阳能电池板可以提供廉价的可再生电力，为电解厂供电，将氢气泵入改造后的管道。根据行业协会 Solar Power Europe 的数据，西班牙已经是欧洲生产可再生电力最便宜的地点之一，预计成本会下降。
同时，这些公司表示，他们还可以运输由化石燃料生产的气体，但会捕获由此产生的排放物——被称为“蓝色”氢气。
大型德国基金 Union Investment 的高级投资组合经理 Thomas Deser 持怀疑态度。他认为，“十年中期之前，没有补贴，生产绿氢是赚不到钱的。”
竞争性索赔
氢骨干现在正在争夺国家资金。德国是欧洲最大的能源消费国。柏林已承诺到 2030 年投入 90 亿欧元来发展绿色氢工业，其中 20 亿欧元专门用于增加从摩洛哥、智利、沙特阿拉伯和澳大利亚等伙伴国家的进口。
但电力是另一个快速增长的相对清洁电力来源，德国的输电网络需求也在不断增长。德国计划到 2025 年在电动汽车充电基础设施上投入 10 亿欧元，另外还有数亿欧元用于购买保费和税收减免。
该国拥有世界上最大的汽车制造商，即位于沃尔夫斯堡的大众汽车公司。虽然汽车公司正在开发氢燃料电池原型和电池汽车，但欧洲的汽车制造商并不将氢视为他们的首选动力。
大众已经为基于电池的电动汽车技术投入了数十亿欧元。它告诉路透社，它认为必须大量改变驱动移动性的变化。大众首席执行官赫伯特·迪斯 (Herbert Diess) 在 5 月发推文称，“事实证明，氢燃料汽车不是气候友好型解决方案”，并称“电气化已经在交通中确立了地位。”
尽管如此，对氢的新需求正在出现：根据氢能委员会和麦肯锡咨询公司的数据，到 2021 年 7 月，全球已经宣布了 359 个大型项目，其中 80% 的新计划都在欧洲。
Snam 表示，它已经成功地在意大利一家钢铁公司测试了天然气和 30% 氢气的混合燃烧炉。
在米兰，Ricciardi 说提高混合率很棘手，因此标准至关重要。
“我们正在制定新的规则手册，以确保网络能够胜任这项工作，”Ricciardi 说。“有很多骑在上面。”
