《巴黎协定》之后，欧盟承诺将2100年全球气温上升幅度控制在远低于 2°C 的范围内，并努力将其限制在1.5°C以内，并在可持续性、可再生能源部署和减排方面树立空前目标。欧盟委员会于2019年发布的《欧洲绿色协议》旨在通过第一部欧洲气候法在2050年实现气候中和。绿色协议建立了实现这一目标的框架，加强了2030年欧盟的气候和能源目标。这些目标包括到2030年，相比1990年的水平，将温室气体排放量减少55%，可再生能源在最终能源消费总量中的份额达到 32%，能源效率提高32.5%。通过绿色协议，欧盟在脱碳目标方面处于领先地位，并积极开始制定政策和措施以实现深度脱碳。

　　氢气来源广泛，具有高能量密度、高转化效率和清洁性的优点。氢能作为零碳能源，是典型的二次能源，能源属性类似于电，在可储存性方面优于电。随着社会和经济进步，在人们对环保、效率、低碳能源需求的推动下，氢能有望成为未来能源的重要构成，在低碳社会中发挥重要作用。2020年7月发布的欧盟氢能战略，明确表明氢是欧洲脱碳战略的一部分，强调了欧盟委员会关于氢在向碳中和过渡中的作用。在国家层面上，几个欧盟成员国已经发布了自己的国家氢战略（英国、荷兰、德国、法国、西班牙、葡萄牙、奥地利等）。

　　作为将氢化学能转化为电能的核心设备，燃料电池在氢能发展中扮演着举足轻重的作用，在氢能发展过程中将广泛应用于交通、建筑、工业、发电等领域，燃料电池的推广与氢能行业的发展是密切相关、紧密相随的。本文着重分析燃料电池未来在欧洲的市场情况，为相关企业提供前瞻性指导。

储能-发电领域

　　电力是能源转型的关键支柱之一，未来依靠氢储能、能源效率提升和可再生能源发电比例提升，共同实现能源系统的深度脱碳。同时电力系统面临的净零排放也存在明显的挑战：在技术多元化路径中，总装机容量预计将达到2800 GW，在可再生推动路径中，由于加速部署可再生电力，预计将达到约 4000 GW，见图1。在技术多样化路径中，发电量从2016年的 3300 TWh 增加到2050年的7500 TWh，在可再生能源推动路径中增加到9300 TWh。

　　为了实现电力领域碳中和目标，需要大量资本支出用于发展光伏、风电、生物质等可再生电力设施。此外，电网系统需要适应新的挑战，平衡系统并处理更频繁调峰调频。需求的波动性和天气的不确定性要求对灵活储能进行新的投资，以确保电力供应的稳定性和可靠性。而在目前的技术水平下，氢是唯一可以大规模、长周期、低成本的储能手段。通过电解氢气对未来太阳能和风能发电所造成的电网波动进行削峰填谷是氢储能的重要作用，未来电解制氢对电力系统的灵活性以及减少弃电和拥堵的作用会日益体现。到2050年，通过电解制氢的电力消耗在技术多元化路径中超过1800 TWh，在可再生推动路径中超过3700 TWh，这相当于 2050 年风能和太阳能可变发电量的40%~60%。

　　此外，结果表明，大多数电力制氢是在离网条件下运行的，电解槽主要由直接连接供电到陆上和海上的太阳能和风电场。到2050年，这种离网发电直接将35%的发电量从太阳能和风能转移到氢气中，从而为可再生能源的整合提供了灵活性，并减少了对电网基础设施的投资需求。在可再生能源推动路径中，离网发电制氢的份额更高，其中可再生能源的加速部署导致2050年约55%的太阳能和风能发电离网直接为电解槽供电。同时，一部分氢气也会用来发电：2050年氢气发电量将达到12 ~16 TWh，使用约100万吨氢气。氢燃料发电装置的负载率高达25%（2050 年氢发电装机容量预计在5~7 GW），氢将成为电网灵活性的来源之一。

　　其他研究表明，随着可再生电力占比的提高，所需氢储能同步增加，在可再生电力达到大约60%后，氢储能需求迅速增加（见图2），在70%时，大约5%的生产电力用于氢储能；在80%时，大约10%被转化。随着未来所有欧盟国家的可再生电力份额的增加，氢储能在所有 28个成员国中都发挥着重要作用。在季节性能源需求波动较大且可再生能源占比较高的国家，如德国、英国、西班牙和斯堪的纳维亚国家，需求将最为明显。

　　目前氢储能发电的主要手段是燃料电池，但在未来还会面临氢内燃机（MGT）的竞争，虽然氢内燃机当下技术仍不成熟，但仍是需要重点关注的技术。

建筑领域

　　建筑业占欧洲最终能源消耗的最大份额，欧洲约40%的最终能源用于供暖、烹饪和电器。虽然可再生能源已经占到这一消耗量的一半以上，但该行业仍然是二氧化碳排放的重要来源，另外供暖需求的季节性对投资和能源安全提出了越来越多的挑战。一些欧洲国家正在测试燃料电池的应用，并探索氢混合或纯氢在建筑领域应用的技术可行性，目前正在进行示范项目，以验证技术并获得建立监管框架所需的技术经验。目前欧洲的住宅燃料电池市场主要为FCH JU和欧盟共同资助，同时获得了德国KfW 433计划的支持，该计划目的在于使制造商最终实现该技术的工业化。

　　Ene.field 项目（于 2017 年结束）在10个国家的住宅类型中部署了超过1000个小型燃料电池系统（约1.15 MW使用天然气）。 随后的 PACE（Pathway to a Competitive European Fuel Cell micro-Cogeneration Market）项目旨在到2021年部署超过2800套燃料电池。在该项目的框架内，比利时安装了近740个单元，德国安装了710多个单元。另外欧盟资助的ComSos项目专注于SOFC系统，目前已经在非住宅民用建筑部署了25台装置，单套规模10~60 kW。

　　1. 德国

　　目前德国拥有超过15000台固定式燃料电池系统正在运行的装置，是欧洲固定式燃料电池装置最成功的市场。德国的KfW 433计划推动了燃料电池的推广，该计划由联邦经济和能源部于2016年启动，目前仍在进行中。该计划为新建和现有建筑中部署的规模为250 W~5 KW的单个燃料电池系统提供最多3400美元的财政拨款和补贴。

　　2. 荷兰

　　尽管荷兰在住宅供暖方面严重依赖天然气，但在2018年修订了《天然气法》，禁止新住宅和建筑物的天然气连接。随后实施了无天然气区计划，以帮助该国到2050年实现无天然气。目前有46个城市作为试点，参与探索转型方向，预计到2030年，共计150万家庭从天然气供暖转向低碳供暖。

　　荷兰政府的氢气和绿色气体路线图战略，旨在加速低碳氢和沼气的大规模生产和使用，政府支持氢能项目示范。同时，Green Deal H2社区项目对现有天然气基础设施进行氢气运输的技术经济、安全、社会、法律和行政方面进行探索研究。

　　Hoogeven项目（100座新建筑和427户家庭改用氢气供暖）和 Stad aan't Haringvliet项目（2025年600座现有建筑改用氢气供暖）的试点将有助于发现问题，积累经验，以扩大氢能在建筑取暖方面的应用。

　　3. 英国

　　推动低碳氢增长是英国政府绿色革命计划的一部分。为了支持建筑行业的氢气应用，提出了一个时间表，到2023年将在一个社区进行氢气取暖试验，并在2025年之前启动更大规模的村庄试验，可能在10年后建设一个氢气小镇。计划到2023年，完成氢气官网测试，以支持在所有家庭的天然气网络中注入20%的氢气。

　　H100 Fife项目（苏格兰）计划使用天然气网络进行端到端的100%氢气运输示范，以证明其技术可行性。在项目初期，目标是使大约300处住宅实现氢气供暖，实现天然气替代。另一个示范项目BIG HIT（旨在偏远地区建立氢能应用）正在奥克尼群岛进行，在小岛上通过可再生电力生产的绿氢被运输到奥克尼，用于建筑物的供暖。该项目由FCH JU资助，涉及来自英国、意大利、法国、丹麦、西班牙和马耳他的12个合作伙伴。

交通

　　截至2020年底，欧洲共运营超过2600辆FCEV，其中超过1000辆在德国。欧洲90%以上的 FCEV为轻型，约130辆为燃料电池客车。德国在加氢站的数量上也处于领先地位，到 2020 年底有 90 家在运营（欧洲有190家）。

　　FCH JU支持广泛的 FCEV 示范和部署项目，包括出租车、送货车、公共汽车和垃圾车。 因此，燃料电池出租车在欧洲的部署相对较高，尤其是在巴黎（100辆）、海牙（~40辆）、哥本哈根（~10辆）和伦敦（>50辆）。 马德里已宣布部署1000辆的计划。其他欧洲国家（捷克、法国、荷兰、葡萄牙和西班牙）制定了 FCEV 目标，共同目标是到 2030年达到约415000辆FCEV。得益于氢气更高的能量密度、与电池相比更轻的燃料电池和存储重量，以及更短的加注时间，氢气在公共汽车和重型公路货运中发挥着关键作用。到2050年，大部分流通中的卡车和公共汽车车队将由燃料电池提供动力，但前提是大量加氢站等相关基础设施的建设。

　　欧洲一直是燃料电池列车商业化的领导者。此外，欧盟还启动了FLAGSHIPS项目，为燃料电池动力海上船舶的示范提供500万欧元资金，该项目正在法国建设一艘氢燃料运输船，并在挪威部署一艘氢客/汽车渡轮。

　　德国政府最近发布了PtL（Power to Liquid）路线图，目标是在2030年消耗20万吨氢基航空燃料。同时，作为Plan de relance aéronautique计划的一部分，法国政府已拨款80万欧元用于开发小型（双座）混合氢燃料飞机。 

　　目前欧洲的脱碳路线已经确定，氢能作为未来可再生能源的重要组成部分，将在欧洲未来的能源版图中扮演重要角色，而中国企业应该在时代的大潮中，在规避风险的前提下，找准机遇，在欧洲氢能的大发展中找准自身定位，勇于开拓市场，占领未来能源行业的制高点。