到2050年，北海将成为欧洲最大的气候中立能源系统。或许这样，北海便成为了蓝图，能为其他海域的气候中立能源系统作出示范。
作者：Dan Whitaker
无庸赘述，欧洲北海周边的国家深知这片海域富有历史意义。西门子能源副总裁 Steve Scrimshaw 是纽卡斯尔人，纽卡斯尔这座城市充斥着罗马、盎格鲁-撒克逊、维京和诺曼征服者及定居者痕迹，也正是他们塑造了如今的英格兰。他们共享一片海域，与欧洲及其他地区建立贸易联系。泰恩港（The Port of Tyne）最初由罗马人在公元78年建立，是与西班牙、意大利和北欧的海上贸易往来之地。今天，泰恩港是英国最高效的深海港口之一。
在过去的五十年里，碳氢化合物从这里开采出来，而这片海域曾经是森林。挪威也因此成为欧洲最富裕的国家之一，可满足欧洲几十年的能源需求。然而，面对日益严重的气候危机，我们有一个大胆的倡议希望能够扭转局面，即实现北海的去碳化，或许这样，北海便成为了蓝图，能为其他海域的气候中立能源系统作出示范。
“尽管我们需要灵活应变，技术不应成为我们的障碍——今天的解决方案，到了明天可能就不再适用了。”Steve Scrimshaw，西门子能源副总裁
实现北海的去碳化，需要群策群力
“在围绕去碳化的话题讨论之中，整合和合作至关重要。"我们无法独自完成。仅凭一个人或一个组织，我们无法获得全面的解决方案，"Steve Scrimshaw 说。
一方面，这种合作伙伴是通过国家内部的利益相关者建立的。在鹿特丹，政府、港口和石化行业已经加入了波托斯（Porthos）项目，以捕集碳并将其储存在枯竭的海底天然气田中。这很重要，因为目前在荷兰超过五分之一的碳排放来自鹿特丹港口地区。在 Steve 的家乡纽卡斯尔附近的区域，则提出了一个名为“净零蒂赛德（Net-Zero Teesside）”的合作倡议，号召工业、电力和氢能企业一起合作，以实现整体运营的去碳化。
另一方面，伙伴关系是通过跨国合作建立的，例如北海的能源系统跨国互联的项目。比利时的 Elia 公司和英国的国家电网公司共同建造了 Nemo Link 项目，它采用了西门子能源先进的高压直流输电系统（HVDC），能够满足一百万户家庭的用电需求。目前，电网互联仅仅覆盖了英国和比利时这两个国家，但未来可能会实现电网与所有北海周边国家的互联。
北海的人工能源岛
第三种合作伙伴关系是企业合作。西门子能源为 Equinor 的 Troll West 电气化项目提供设备，该项目助力海上平台减少排放 50 万吨。它还计划为 Maersk Drilling 的两座超恶劣环境的 CJ70 钻机进行升级，通过使用锂离子储能的混合动力装置，将二氧化碳排放量减少四分之一，并将氮氧化物排放量降低 95%。
北海能源转型需要复杂的首创性解决方案，然而没有任何一家公司能凭一己之力提供这样的解决方案。其中一个方案是人工能源岛，人工能源岛是建在北海人工岛上的电力枢纽系统。Elia 公司和丹麦的 Energinet 公司正在合作开发一个项目，这个项目可能是世界首创的项目，即在两座这样的人工能源岛之间实现海底互联。
在德国、荷兰和苏格兰也有这样先进的计划。电能互换已经实现，但未来的解决方案将不仅局限于能源分配，还将实现能源存储，例如通过风电进行电解水制氢。这样一来，北海与邻国便将共享能源，共同分担投资成本。
只有志同道合的伙伴齐聚一堂，才能化雄心勃勃的项目为现实。例如，2022年6月，西门子能源和液化空气宣布成立一家合资企业，以在欧洲大规模生产用于可再生能源的电解水制氢设备。通过结合各自的专业知识，这两家公司旨在促进欧洲可持续氢能经济的发展。
“面对目前地球上正在发生的一切，这个项目不仅是一种商业责任，更是一种道德责任。“
北海风电的快速发展推动能源转型的成功
是什么推动着这场前所未有的合作？对于 Steve 来说，答案很简单。想到他的两个孙子和同事们的未来，他说：“面对目前地球上正在发生的一切，这个项目不仅是一种商业责任，更是一种道德责任。当我们最终离开时，我们应该让这个世界变得更美好。”
这种强烈的责任感在欧洲西北部地区更加显而易见。2022年5月，德国、荷兰、比利时和丹麦签署了《埃斯比约宣言》（Esbjerg Declaration），计划建设达 150 吉瓦的北海海上风电发电和相关基础设施。同月，欧盟发布了 REPowerEU 计划，旨在结束对俄罗斯化石燃料的依赖。许多北海沿岸国家也正在制定国家计划，以帮助实现2050年净零碳排放目标。
西门子能源致力于履行职责，确保北海成为欧洲最大的气候中立能源系统。Steve 解释了这对英国的意义，他说：“我们将不得不将今天的电力系统规模扩展到原来的五到十倍，其中包括增加数十吉瓦的海上风电装机。政策环境不断变化，掀起了一场“完美风暴”，但未来的挑战仍然巨大。
北海周边的八个国家已经习惯了这股强大的风暴。其风速可达 112 英里/小时，形成超过 14 米高的海浪。由于大部分大陆架较浅，通过风机可以将这些阵风转化为电能。在如此恶劣的条件下，陆地和国家间的互联电网使北海成为进步和创新的熔炉，为全球宜居地区的提供了潜在范例。
北海去碳化：飞速发展的技术
快速的技术进步为去碳化计划提供了推动力。首先，如今的建造在海床上的风机可能会被更深水域的浮动式风机所取代。其中一些浮动式风机也可以为 180 多个石油和天然气钻井平台提供电力，这些钻井平台是北海能源系统中的另一个关键因素。
有不同的方法可以使这些钻井平台在持续运行的同时，也能减少其碳足迹。这样不仅可以减少对俄罗斯进口的依赖，实现从煤炭到低碳燃料的转型，还可以使我们在向净零排放的转型过程中，确保能源供应安全。
北海既提供了潜在的解决方案，也带来了挑战：”我们可以通过海水淡化，从中提取氢气，”Steve 指出。与此同时，即使没有电力输入，钻井平台的能效也可以提高。当然，也有其他去碳化的选择：可以将甲烷中的碳进行捕集，这些甲烷目前在燃烧后用于驱动钻井平台的压缩机进行采油作业。 北海本身为碳存储提供了大量的地点。甲烷也可以被各种可能的含氢其他替代，例如甲醇或氨。
“氢能发展尚需时日，这是一个‘先有鸡还是先有蛋’的问题。”
海上风电业务成为榜样
谈到氢的前景，我们也来讨论一下相关的政策。海上风电之所以得到发展，是因为德国和英国等国家具有一个明确的终端市场，其电力可以直接出售给国家电网。“氢能发展尚需时日,“ Steve 感叹道，“这是一个‘先有鸡还是先有蛋’的问题”。但他确信政府将持续优化设计政策框架，以确保氢能、碳捕集和存储以及其他市场的发展，从而降低成本，就像海上风能一样。
其他正在发展的技术引起了 Steve 的兴趣。他谈到了西门子能源在牛津的 Rutherford Appleton 实验室开展的试点项目，该项目利用风机产生的能量生产绿氨，而绿氨又成为内燃机的燃料。由于氨是运输氢的载体，它引起了广泛关注。可能性很多，这振奋人心。但值得注意的是，随着石油和天然气工程师再次接受可再生能源的培训，行业可能需要更多的年轻化学家。
北海的新型能源系统：“技术不应成为我们的障碍“
除了监管改革的延迟之外，还有哪些其他的瓶颈呢？显然：““尽管我们需要灵活应变，技术不应成为我们的障碍——今天的解决方案，到了明天可能就不再适用了。”他认为，我们越来越可能受到生产能力的限制，而如何找到具有输电领域相关技能的劳动力是另一个限制。随着能源来源的变化与能源间歇性增加，基础设施需要大规模的重构。为了解决这个问题，合作的步伐将不得不进一步加快。
北海的净零目标是可以实现的，因为在北海周边国家共同努力下，不仅可以消除碳排放，还可以生产、存储、转换和运输大量的可再生能源，这种势头和经验肯定会向各个方向辐射。北海这一规模相对较小的海域，将在全球范围内产生巨大的影响力。
2023年4月
Daniel Whitaker 是来自伦敦的经济学家和记者。他的文章曾刊登在不同的商业出版物，以及《金融时报》和《经济学人》等刊物上。
图片和视频来源：西门子歌美飒，西门子能源