氢能今年迎来布局热潮,一些光伏企业纷纷进入这个领域。对比其他能源,氢能清洁环保,能量密度大,被一些人看作“终极能源”。但要大规模发展氢能,还面临制、储、运、用多个环节产业链长、技术复杂等瓶颈。随着能源革命在全球推开,各国正在就氢能展开一场全球竞赛。谁占得先机,就能抢占未来产业链的制高点。
全球布局氢能产业
能源大国俄罗斯不久前发布《2024年前氢能发展行动计划》,明确2024年前全面建立氢能产业链。行动计划还提出,到2050年,俄罗斯氢能出口量将达790万-3340万吨,出口创收将达236亿-1002亿美元。
作为石油和天然气资源富集的国家,俄罗斯为什么突然决定大力发展氢能源?一些专家分析,主要是因为俄罗斯两大能源出口市场——欧盟和中国都在大力推动绿色低碳发展,这意味着传统化石能源出口可能将受到影响。俄罗斯显然是在积极寻求能源转型。
至于为什么选择氢能,中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学教授余卓平说,与其他新能源相比,氢能有一大特点。“电由于它的不可储存性,实际上没有办法交易,包括可再生能源也不是能源交易产品。但是可再生能源转换成氢气以后,氢可以成为一个大宗交易的新型能源载体。所以从交易特征来看,它将为全球应对气候变化的合作提供一个非常好的平台。”
在俄罗斯的东面,日本是全球最早押注氢能的国家之一。众所周知,日本氢燃料电池汽车技术独步全球。今年,日本将开始从澳大利亚进口液态氢,这标志着氢能商业化迈出关键一步。日本的邻国——韩国最近则宣布研发氢能燃气轮机,研发成功后将建设燃氢火电厂,做到无碳发电。
实际上,氢能的利用方式远远不止这些。“像德国是把制的氢掺到天然气管道里,掺一定比例,让居民使用,效果也挺好,因为这样相当于把氢气当天然气使用,有经济上的效益。大家研究各种途径,也都有人尝试,但是并不一定说哪一种就一定特别好,要因地制宜。”相关业内人士介绍。
虽然氢能技术目前并不像其他清洁能源那样成熟,但各国谁也不愿承担巨大的机会成本。余卓平说:“从整个国际形势来看,全球氢能产业发展的势头非常强劲。现在占全球GDP大概52%的27个国家里面,有16个国家已经全面制定了国家的氢能源发展战略,另外还有11个国家正在制定国家的氢能源战略。”
绿电加绿氢势在必行
若氢能被超大规模应用,则其成本将降至1美元。这样一来,我们是否最终获得了能源圣杯——一种脱碳、取之不尽且能拯救地球的能源?
从全球视角来看,未来十年全球经济发展的主题就是“绿色转型”,因此,世界各国纷纷瞄准绿氢产业的潜力,紧盯绿氢发展方向,加大绿氢产业建设。
绿氢对于普通人而言还是一个新鲜事物。一般来说,商用氢主要通过化石燃料获得,极易造成污染。而绿氢是通过太阳能、风能等可再生能源制取,生产过程中基本不产生温室气体,从源头上杜绝了碳排放,是真正的清洁能源,被称为“零碳氢气”,也被认为是未来首选的绿色燃料。
“绿色氢气”与可再生能源配合可以弥补可再生能源发电过剩、发电间歇的问题,起到“削峰填谷”的 作用,并且能够保障电网的安全运行。此外,可再生 能源生产的氢气也可以在大型罐中长期存储,以便出 售给工业应用,或者作为居民终端能源使用,为太阳 能和风电项目提供额外的盈利机会。
业内人士普遍认为,氢气作为重要的工业原料以 及清洁燃料,在未来几十年里将形成竞争的格局。从 2000年到2019年底,全球范围内共部署了253兆瓦的 绿色氢气项目,预计到2025年,将会再部署3205兆瓦 的绿色氢气项目,较此前增长1272%。 国际能源署(IEA)署长法提赫·比罗尔表示,当前 全球原油经济大幅震荡,“绿色氢气”作为节能减排目 标的新兴领域,正在成为行业焦点。现在,国际上有 不少国家已经开始了对绿色氢气的探索,我国也开展 了12个风电制氢项目和7个光伏制氢项目。欧盟前 段时间拟定的“绿色协议”中也已将“清洁氢气”制定 为了“优先发展领域”。
发展氢能不可以偏离初衷。从环境和生态的角度来看,通过风电、光伏等可再生能源制氢,不仅能够实现“零碳排放”,获得真正洁净的“绿氢”,还能够将间歇、不稳定的可再生能源转化储存为化学能,促进新能源电力的消化,由此带来的生态环境效益和经济效益是难以估量的。
未来绿氢进出口格局
从未来供需关系来看,欧洲和日韩为主要绿氢消费地区,澳大利亚、中东、北非和南美定位为绿氢供应地区。
欧洲本土可再生能源丰富,但未来绿氢消耗量也大,自产和进口并行。计划到2050年实现完全脱碳,并增加欧洲能源系统中的可再生能源电力所占的份额将是这一战略的核心。其中,德国将有望成为最大的氢气消费国之一。德国目前的战略草案是计划到2030年,清洁氢占德国工业用氢总量达20%,德国未来将安装5吉瓦电解槽能力。到2026年,德国相关领域投资将超过14亿欧元。德国工业联合会(BDI)称,发展氢能经济将是德国工业重中之重。该国除了在欧洲各国布局以外,也积极规划从中东、北非和澳大利亚等地区调用外部氢源,以满足未来氢气需求。
欧洲的可再生能源分南北两部分,北方以海上风力发电为主,尤其是在北海、爱尔兰海、波罗的海和地中海部分地区,大型海上风力发电具有巨大的潜力,可以在没有补贴的情况下以有竞争力的价格进行(Vattenfall, 2019)(Guardian, 2019)。南方以伊比利亚半岛、意大利和希腊为代表,具备丰富的太阳能资源,可以无补贴、有竞争力地建造光伏设备(Energylivenews, 2019) ,另外,英国、爱尔兰以及葡萄牙、波兰和德国等许多欧洲沿海地区也有大规模陆上风能潜力。
澳大利亚成为未来日韩的重要氢气供给国。澳大利亚坐拥丰富的风光资源,其绿氢项目主要位于国土西部,除满足皮尔巴拉矿区的自有需求以外,未来绿氢产能主要满足日韩等国家的需求。澳大利亚总理Scott Morrison推出5.39亿澳元清洁能源计划,其中2.75亿澳元用于开发4座清洁氢能中心以及设立清洁氢认证计划。剩下金额用于支持清洁氢发展,碳捕捉和储能项目。2019年12月,日本川崎重工宣布全球首艘液氢运输船SUISO FRONTIER”该公司位于日本神户港的船厂下水。这是世界上第一艘运输液化氢的海上运输船,极大地扩大绿色能源的货运能力。2020年12月,德国和澳大利亚当天启动为期2年、名为“HySupply”的绿色氢气合作项目,从澳大利亚输送氢气到德国,有助于德国未来以有竞争力价格进口绿色氢气。
南美洲以智利和巴西为代表,其中智利依靠其丰富的太阳光资源野心勃勃,2020年提出未来10年内成为未来世界上的绿氢出口大国的目标,但财政支持不足且经济基础较差,难以快速扩大规模。
在碳中和的背景下,氢能已成全球很多国家实现脱碳目标的重要方案,是解决气候问题的关键拼图。作为一种长时间、大规模、跨区域的储能方式,氢储能平衡电网的潜力逐渐被发掘,可以更大程度上激发可再生能源的潜力,保证能源系统效率,并使陆上、海上和空中的工业及运输系统实现碳中和。
广泛的需求刺激了供给侧急速布局增长的态势,氢能产业发展的窗口期已经来临。未来,氢能将成为全球能源战略布局的重中之重,替代汽油、柴油等燃料,实现无污染可持续能源供给,促进全球经济脱碳。(转载请注明见道网www.seetao.com)见道网战略栏目编辑/许生鹏
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