倡导者称绿色氢能的时代已经到来,他们正着眼于后疫情时代的世界

A green Hydrogen Station has recently opened in Tokyo.
A green Hydrogen Station has recently opened in Tokyo.Image: REUTERS/Yuka Obayashi - RC2ZGE9XORCV
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  • 长期以来,氢一直被视为化石燃料的替代品,但其成本一直高昂。

  • 然而,新冠疫情后能源行业的投资可能会推动“氢经济”发展。

  • 不过,绿色氢能的经济可负担性问题仍有待解决。

长期以来,氢一直被誉为化石燃料的清洁替代品。如今,随着主要经济体准备通过绿色投资推动增长,倡导者看到了一个难得的机会,可将这一小众能源推向后疫情时代的主流。

绿色氢能上周,国际能源署署长Fatih Birol表示该技术“已准备好大规模应用”,并敦促各国政府将投资导向这一燃料,使其受到瞩目。

荷兰、澳大利亚和葡萄牙等一些国家已开始投资该技术。如今,投资者、政界人士和企业正推动欧盟及其他地区利用其后危机复苏计划,在卡车运输和重工业等领域支持氢能发展。

作为燃料的绿色氢能

自20世纪70年代以来,氢作为可为车辆和能源设施提供动力的燃料,一直是热门话题,但目前成本过高,难以广泛应用。支持者表示,基础设施投资以及来自交通、燃气管网和工业的更多需求,将降低其成本。

目前使用的大部分氢是通过天然气提取的,该过程会产生碳排放,这与许多政策制定者的目标相悖。但也有可能通过电解从水中提取绿色氢,这一过程能耗较高,但不产生碳排放,且由可再生电力驱动。

欧盟官员中有人将绿色氢能称为“圣杯”,他们表示,在缺乏替代方案的行业中,绿色氢能可替代化石燃料,使相关运营符合欧盟《绿色协议》的目标,即到2050年将净排放量降至零。

“氢能可以解决很多问题。我们也需要其他所有方案,但政治上的关注在于,要实现深度能源效率和脱碳,氢能看起来相对容易,”智库Agora Energiewende高级顾问Jesse Scott表示。

“(对政策制定者而言)这比实现净零排放所需的其他一些要素,例如碳移除技术,显得没那么令人担忧,”她补充道。

我们的能源结构需要为绿色氢能等更多可再生能源让路Image: Our World in Data

绿色氢能正在获得发展势头

势头似乎正在形成;欧盟产业负责人Thierry Breton本周在线会见了氢能企业,讨论欧盟从疫情中复苏的问题。

“在大量公共资金将投入能源系统的情况下,我们可以利用这些条件朝着氢经济迈进,”欧盟委员会气候内阁负责人Diederik Samsom表示。

他补充道,这可能使绿色氢能的应用规模比疫情前预期扩大得更快。

欧盟委员会已将清洁氢(一个宽泛的术语,若配备捕集所产生排放的技术,也可包括基于天然气的氢)列为其《绿色协议》中工业领域的“优先领域”。

在过去一年中,包括德国、英国、澳大利亚和日本在内的多国政府已宣布或正在制定绿色氢能战略,疫情期间,过去一个月的推进速度有所加快。

本周,澳大利亚拨出3亿澳元(1.91亿美元),以推动氢能项目启动。葡萄牙计划建设一座新的太阳能氢能工厂,将于2023年前通过电解制氢。

荷兰于3月下旬公布了氢能战略,概述了到2025年实现500兆瓦(MW)绿色电解槽容量的计划。德国的氢能战略预计将于本月晚些时候发布。

荷兰政府正推动欧盟效仿,提出清洁氢的“行动计划”,一位发言人对路透社表示。

能否让绿色氢能变得价格可承受?

在交通领域,氢燃料电池在推动更环保汽车方面落后于电池电动车,原因在于其价格较高,且加氢站不足。但支持者认为其在重型车辆方面具有潜力。

戴姆勒和沃尔沃卡车上月公布了计划,力争在十年内将氢燃料重型车辆推向市场。

氢气已在工业中用于生产氨和甲醇,氨用于制造肥料,甲醇用于制造塑料。

各国政府最感兴趣的绿色氢能存在一个主要缺点,即其生产需要大量可再生电力。好消息是,近年来可再生能源价格大幅下降。

据Bernstein分析师称,目前由化石燃料制成的氢成本为每千克1至1.8美元。如今绿色氢能的成本约为每千克6美元,明显高于化石燃料替代品。

不过,需求增加可能降低电解的成本。加上可再生能源成本下降,到2050年绿色氢能的成本可能降至每千克1.7美元,甚至可能低于每千克1美元,从而可与天然气竞争。更高的碳价格也将推动这一转变。

“由电力生产的清洁氢成本约为天然气制氢的三倍,但近年来太阳能和风能成本已有所下降;如果这些成本继续下降,使用较低电力成本生产的清洁氢将更加经济可负担,”咨询公司Capgemini全球能源与公用事业负责人Philippe Vie表示。

“目前氢的发展阶段大致相当于2000至2005年的可再生能源。大约需要10至15年时间才可能具备竞争力,”他补充道。

需要大量资金

无论是在工业还是交通领域,任何大规模应用的认真尝试都需要大规模基础设施投资。例如,海上风电场的电力需要连接至生产绿色氢的电解槽,之后再运输给终端用户。

据咨询公司Wood Mackenzie称,欧洲目前约有135兆瓦的电解槽容量,但已规划的绿色氢能项目可能将其提升至5.2吉瓦。然而,许多项目取决于进一步的投资伙伴或补贴,而倡导者担心,在新冠疫情(COVID-19)引发的经济低迷中,这些资源将更加稀缺。

“原本预计现在进行的投资未能实施,因为生产已经推迟,”氢能欧洲(Hydrogen Europe)游说团体秘书长Jorgo Chatzimarkakis对路透社表示。

为降低成本,燃气基础设施、工业、采矿和能源领域的多个项目正在推进。

荷兰皇家壳牌与荷兰燃气公司Gasunie于2月公布计划,拟在荷兰北部建设一座大型风电制氢工厂,到2040年可生产80万吨氢。

在德国,炼油厂Raffinerie Heide正开展一个项目,利用该地区过剩的风能和充足的水资源制氢,用于生产煤油。

“我们目前支付的氢价格,是通过管道从外部输送、在30公里外生产的天然气价格的四倍,”首席执行官Juergen Wollschlaeger表示。

氢能行业企业的一大担忧是,它们可能无法利用大规模经济刺激计划带来的独特机遇,而政府可能会倾向于支持传统高碳燃料行业,这些行业因能源需求骤降而受到沉重打击。

“对我们来说,接下来几周需要回答的问题是:碳燃料行业能否成功说服官员支持它们?”德国绿色氢能初创企业Hy2gen首席财务官Bernd Hübner表示。

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