能源方面,2020年德國高度重視“綠色氫能源”,將氫視為德國能源轉型成功的關(guān)鍵原材料,發(fā)布總投資90億歐元的《國家氫能戰略》,推出38項具體措施,涵蓋氫的生產(chǎn)制造和應用等多個(gè)方面。
在生產(chǎn)領(lǐng)域,致力于對傳統電解氫生產(chǎn)方式的革新。亥姆霍茨柏林研究中心太陽(yáng)能燃料研究所正在開(kāi)發(fā)可廉價(jià)生產(chǎn)的新型光合電極和催化劑,把電解槽和太陽(yáng)能電池集成為一個(gè)整體,以此把太陽(yáng)光直接用來(lái)分解水。該技術(shù)目前尚處于實(shí)驗階段,能夠把約8%的太陽(yáng)能轉換成氫。
在存儲領(lǐng)域,研究氫的各種存儲與運輸可能性,比如地下儲氫、利用現有天然氣存儲設施儲氫、固態(tài)儲氫等。亥姆霍茨蓋斯特哈赫特研究中心利用粉狀金屬有效提高儲氫效能,在室溫和10至50巴的壓力下實(shí)現儲氫。目前在研的緊湊型金屬氫化物儲氫器,體積只有同類(lèi)氣罐的十分之一。
在運輸領(lǐng)域,除了關(guān)注利用德國發(fā)達的天然氣管網(wǎng)傳輸氣態(tài)氫外,還根據氫可與不飽和有機化合物反應形成能量豐富液體的特點(diǎn),正在開(kāi)發(fā)有機液體氫化物儲氫技術(shù),使氫能像石油一樣存儲或運輸。
在應用領(lǐng)域,德國專(zhuān)注于改善氫燃料電池的效率、壽命和性能。此外,德國還從系統分析視角把氫技術(shù)整合入能源系統。弗勞恩霍夫算法和科學(xué)計算研究所成功開(kāi)發(fā)軟件,可以使電力公司能夠分析和轉移負載,并將存儲設施集成到城市基礎設施中,通過(guò)交叉能源管理提高效率。
太陽(yáng)能方面,亥姆霍茲柏林能源與材料中心研發(fā)新型鈣鈦礦—硅—串聯(lián)太陽(yáng)能電池功效高達29.15%,成為新的太陽(yáng)能電池功效世界紀錄。馬克斯·普朗克聚合物研究所發(fā)現,鈣鈦礦晶體中的微觀(guān)結構會(huì )影響電子移動(dòng)的速度,這些電子通道的巧妙排列可以使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池更加高效。
環(huán)保方面,德國阿爾弗雷德·韋格納研究所—亥姆霍茲極地和海洋研究中心領(lǐng)導的“北極氣候研究多學(xué)科漂移觀(guān)測站”成功對北極進(jìn)行為期一年的全面研究。研究人員搜集了150萬(wàn)億字節數據和1000多份冰樣本,通過(guò)一周年的北極地區觀(guān)測數據,加深理解北極中央海域大氣—海冰—海洋—生態(tài)系統間的耦合過(guò)程,提高北極天氣預報、海冰預報和氣候預測的能力。
氣候保護方面,德國致力于到2050年實(shí)現歐盟范圍內氣候中和的目標,到2030年溫室氣體排放量與1990年相比至少減少55%。未來(lái)幾年德國預算的23%—31%將分配給與氣候相關(guān)的領(lǐng)域,包括削減增值稅、下調電價(jià)以及對面向未來(lái)的技術(shù)創(chuàng )新提供補貼等措施。
企業(yè)行動(dòng)方面,2020年11月,德國漢莎航空公司從法蘭克福飛上海的波音777貨機,完成了首次“碳中和”貨運航班飛行。該航班往返行程都使用由動(dòng)植物油脂制造的可持續航油,比使用傳統航油減少了約80%的碳足跡,而剩余的20%碳足跡將通過(guò)植樹(shù)造林進(jìn)行抵消。