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全球氫能開(kāi)發(fā)仍需破除諸多瓶頸

中國石油報發(fā)布時(shí)間:2024-05-22 15:16:23  作者:孫霞

  全球氫能開(kāi)發(fā)主要集中在中東、歐盟和亞太國家

  在全球范圍內,氫能開(kāi)發(fā)領(lǐng)先的國家無(wú)論在政策、資金和技術(shù)研發(fā)投入,還是供應鏈和價(jià)值鏈合作方面都占據優(yōu)勢。

  在中東,2022年,阿聯(lián)酋發(fā)布《2050年國家氫能戰略》,旨在到2031年加強阿聯(lián)酋作為氫生產(chǎn)大國的地位。阿聯(lián)酋將通過(guò)發(fā)展供應鏈、建立氫綠洲和專(zhuān)門(mén)的國家氫技術(shù)研發(fā)中心來(lái)實(shí)現這一目標。該戰略有助于培育阿聯(lián)酋國內市場(chǎng),并加強區域合作,建立區域氫市場(chǎng),加強研發(fā)投資,提高氫能生產(chǎn)、運輸和利用的成本效益。沙特阿拉伯的城市Neom將于2024年生產(chǎn)第一批綠氫。Neom綠色氫能公司(NGHC)首席執行官哈米德·阿爾加姆迪(Wesam Alghamdi)表示,氫能創(chuàng )新開(kāi)發(fā)中心(HIDC)將配備一個(gè)20兆瓦的氫電解槽裝置,并將作為研發(fā)設施運行。該中心與Neom的水電子公司Enowa合作生產(chǎn),計劃每天生產(chǎn)8噸綠氫?;谶@些專(zhuān)業(yè)知識和設備,NGHC的目標是到2026年底,每天生產(chǎn)600噸綠氫。一般說(shuō)來(lái),中東地區的綠氫項目主要以出口到歐洲和亞洲市場(chǎng)為目標。然而,阿聯(lián)酋的目標是到2031年成為低碳氫的領(lǐng)導者,并計劃使用氫能實(shí)現國內工業(yè)和高排放密集型行業(yè)的脫碳。阿聯(lián)酋正考慮在國內需求得到滿(mǎn)足后才會(huì )出口。

  在歐盟,其目標是到2030年進(jìn)口1000萬(wàn)噸氫。2022年,歐盟委員會(huì )啟動(dòng)了歐洲氫能銀行(EHB)作為融資工具,以加速歐洲建立完整的氫能價(jià)值鏈。歐盟與南地中海國家的綠色氫能合作伙伴關(guān)系將促進(jìn)從相鄰的非歐盟國家進(jìn)口氫能,并激勵全球合作伙伴脫碳。歐洲氫能銀行已通過(guò)首次試點(diǎn)拍賣(mài),向7個(gè)綠氫和綠氨項目投資約7.2億歐元(約7.73億美元)。

  在美國,美國國家石油委員會(huì )(NPC)于今年4月發(fā)布了一份研究報告《駕馭氫能:美國能源未來(lái)的關(guān)鍵要素》,評估了在美國大規模部署氫能,在難以減排的行業(yè)中應用氫能,以較低成本實(shí)現美國碳減排目標的前景。對于美國來(lái)說(shuō),發(fā)展氫能的最大優(yōu)勢是豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能等低碳能源資源,以及完善的境內油氣管道、墨西哥灣沿岸的貿易樞紐等基礎設施。

  在亞太,日本計劃到2040年氫能消費量達到1200萬(wàn)噸,并早已在2017年制定了《氫能基本戰略》。根據能源情報(Energy Intelligence)的一份報告,日本天然氣公用事業(yè)部門(mén)的目標是到2030年使氫能取代1%的城市燃氣供應,到2040年取代50%,到2050年取代90%。韓國希望到2036年實(shí)現7.1%的氫發(fā)電占比。韓國已經(jīng)公布了一份氫能補貼草案,并計劃引入美國式的生產(chǎn)稅收進(jìn)行抵免。如果這兩種補貼計劃被采用,韓國將在保障國家能源安全的前提下,通過(guò)建立低碳氫貿易的全球氫供應鏈來(lái)擴大國內氫生產(chǎn)規模,建立低碳氫生態(tài)系統。伍德麥肯茲預計,到2030年,日本的氫需求將達到24萬(wàn)噸/年,韓國的氫需求將達到50萬(wàn)噸/年。到2050年,日本的氫需求預計達到920萬(wàn)噸/年,而韓國將達610萬(wàn)噸/年。2021年12月10日,澳大利亞發(fā)布首份《氫能狀況報告》,作為2019年發(fā)布的《國家氫能戰略》的一部分。2020年1月,澳大利亞與日本簽署了聯(lián)合聲明,在2018年合作創(chuàng )建氫能供應鏈項目的基礎上繼續合作,建立世界上第一個(gè)國際液態(tài)氫供應鏈。

  成本高、標準缺乏等因素制約氫能大規模開(kāi)發(fā)

  首先,成本仍然較高,價(jià)值鏈降本增效是關(guān)鍵。根據普華永道的數據,到2030年,東亞地區(主要是日本和韓國)和中歐地區的氫價(jià)格在每公斤3.5~4.0歐元之間,是全球成本最低的地區的氫價(jià)格的5倍,這將導致這些國家和地區優(yōu)先進(jìn)口低價(jià)氫能以滿(mǎn)足需求的快速增長(cháng)。

  造成價(jià)格差異的另一個(gè)重要原因是廉價(jià)且可獲得的可再生能源發(fā)電。亞洲要進(jìn)入氫經(jīng)濟時(shí)代,需要加速氫價(jià)值鏈的發(fā)展,降低氫的生產(chǎn)成本,并支持氫在更多領(lǐng)域的應用。歐洲有些國家可以獲得廉價(jià)的太陽(yáng)能和風(fēng)能,如葡萄牙、西班牙和挪威,但可再生能源發(fā)電量不足以滿(mǎn)足整個(gè)地區的需求,進(jìn)口低碳氫將更加經(jīng)濟。

  其次,缺乏全球統一的低碳氫標準。亞洲地區各國標準不一。印度的標準是生產(chǎn)每公斤氫氣產(chǎn)生2公斤二氧化碳當量,韓國是產(chǎn)生4公斤二氧化碳當量,中國是產(chǎn)生近5公斤二氧化碳當量。歐盟的低碳氫標準是生產(chǎn)每公斤氫氣產(chǎn)生3.4公斤二氧化碳當量??紤]到制氫過(guò)程中的方法不同和電力消耗來(lái)源差異,計算方式也不同。

  各國對低碳氫生產(chǎn)方式也存在爭議。在歐洲,低碳氫主要指通過(guò)電解水生產(chǎn)的氫氣。生產(chǎn)商必須證明生產(chǎn)過(guò)程中使用的是可再生能源發(fā)電,并且在地理、時(shí)間上與生產(chǎn)地點(diǎn)相關(guān)。美國《通脹削減法案》中清潔氫的標準為“生產(chǎn)每公斤氫能產(chǎn)生的全生命周期溫室氣體排放量不超過(guò)4公斤二氧化碳當量”。美國國家石油委員會(huì )發(fā)布的氫能報告中選擇不使用清潔氫一詞,因為它僅僅考慮了溫室氣體排放的影響,但未考慮其他環(huán)境因素的影響。而美國國家石油委員會(huì )(NPC)使用更具描述性的術(shù)語(yǔ)——低碳強度氫,而不是歐洲的低碳氫。中國氫聯(lián)盟提出了首個(gè)世界范圍通用的低碳氫標準,提出低碳氫、清潔氫和可再生氫的標準和評估,以推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的可持續發(fā)展。

  最后,成熟的氫能貿易供應鏈和基礎設施短缺。為確保氫能貿易的可追溯性,各國正在采用“低碳氫認證”計劃。與項目開(kāi)發(fā)商特別相關(guān)的是歐盟聯(lián)盟數據庫的開(kāi)發(fā),該數據庫將跟蹤所有氣體燃料(包括天然氣和低碳氫)的軌跡。為此,歐盟提議,所有歐洲經(jīng)濟區以外生產(chǎn)的氣體燃料都不符合歐盟標準。這將大大降低歐洲經(jīng)濟區以外項目的商業(yè)可行性,例如美國。由于來(lái)自美國等地區生產(chǎn)的氫能可能很難進(jìn)入歐盟市場(chǎng),便不得不考慮出口到東亞地區。

  此外,建立低碳氫貿易路線(xiàn)和供應鏈將在短期內對基礎設施建設提出迫切要求。短期內,要滿(mǎn)足歐盟的強制性低碳氫標準,供應商不得不采取補貼支持政策。一些專(zhuān)門(mén)針對進(jìn)口的措施,如歐盟碳邊境調節機制(CBAM)的引入和歐盟排放交易體系下免費配額的逐步取消,將要求氫和氫衍生物的進(jìn)口商通過(guò)購買(mǎi)CBAM證書(shū)為生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳付費。因此,預計未來(lái)5~10年內,歐盟的氫能合作伙伴將加速低碳氫的生產(chǎn)步伐。

  來(lái)源:中國石油報 上海社科院 孫霞


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