国际社会日益形成共识，认为清洁氢能将在全球迈向可持续能源未来的转型中发挥重要作用。清洁氢能对于减少工业和重型运输领域的碳排放至关重要，也能大规模提供长期储能。
氢是一种用途广泛的能源载体，可由多种来源制取，并在整个能源行业以多种方式使用。低碳形态的清洁氢能有望成为改变局面的关键力量，但要广泛应用仍面临挑战。
国际能源署正在筹备一项重要的新研究，评估氢能的发展现状、经济性和潜力。该报告预计于6月中旬发布，将为日本担任2019年二十国集团（G20）主席国作出重要贡献。
清洁氢能的成本
研究人员发现，清洁氢能的成本仍然过高，难以实现广泛部署。根据一些估算，价格可能要到2030年代才会充分下降。不过，尽管清洁氢能的未来仍有不确定性，但已有一些积极迹象表明，其价格可能比预期更早变得更可负担。
氢的来源很重要。目前，氢主要通过工业方式由天然气制取，这会产生大量碳排放。这类氢被称为“灰氢”。
更清洁的一种是“蓝氢”，其碳排放会被捕集并封存或再利用。最清洁的是“绿氢”，由可再生能源制取，从源头上不产生碳排放。
二氧化碳排放或会推高灰氢成本
目前，灰氢比另外两种氢更便宜，估价约为每公斤1.50欧元。其价格主要受天然气价格影响，而天然气价格因地区而异。
人们往往认为，这种清洁氢能的价格在可预见的未来会维持在相对较低的水平。这种看法忽略了国际能源署的预测：受市场力量影响，天然气价格将出现结构性上涨。更重要的是，这也没有考虑到天然气价格可能出现的波动。欧洲的情况就表明，天然气价格与现货市场的关联日益紧密。
此外，全球越来越多的司法管辖区开始对灰氢的二氧化碳排放收费。在欧盟排放交易体系中，二氧化碳价格为每吨20至25欧元。
越来越多的欧盟国家希望设定最低二氧化碳价格，并在未来10年逐步提高至每吨约30至40欧元。这意味着，二氧化碳成本最终可能使欧洲灰氢价格每公斤增加近0.50欧元，总价升至约2欧元。
在碳排放约束日益严格的世界里，我们也不应忽视这样一种趋势：在工业生产和使用清洁氢能的过程中继续排放二氧化碳，正变得越来越难以获得社会认同。
蓝氢有望缩小成本差距
蓝氢价格也主要受天然气价格影响。第二大影响因素是捕集碳排放并加以再利用或封存的成本。
目前估算，碳捕集、利用与封存（CCUS）的成本为每吨二氧化碳50至70欧元。在氨生产等特定情况下，成本较低。
目前，欧洲蓝氢价格略高于灰氢；但如果未来几年二氧化碳排放价格继续上涨，两者之间的差距将会缩小。
随着蓝氢工厂的CCUS流程扩大规模并实现标准化，成本有望下降。
创新最终应能为工业领域利用二氧化碳开辟更多机会，从而进一步降低CCUS成本。这些进展可能使蓝氢价格比通常预期更早接近灰氢。
绿氢价格取决于可再生能源
绿氢价格受多种因素影响，绿氢目前估价为每公斤3.50至5欧元。
首先是电解成本。电解是利用可再生能源从水中制取这类清洁氢能的过程。目前，全球电解产能有限，成本也很高。多数行业专家预计，电解产能大幅提升后，未来10年成本将降低约70%。
然而，绿氢成本最关键的因素是电解过程中使用的绿色电力价格。
过去十年，太阳能和风能的发电成本大幅下降。因此，对于未来绿氢成本的走势，应保持审慎判断。与风能和太阳能的情况类似，绿氢成本下降的速度可能远超专家目前的预期。
在阳光和风能资源丰富的国家和地区，例如中东、北非和拉丁美洲，绿色电力价格已降至每千瓦时约2欧分。
专家预计，近期价格还会进一步下降。美国前能源部长史蒂文·朱最近表示，价格很快可能低至每千瓦时1.5美分（1.3欧分）。
在这些国家和地区，大规模生产绿色电力供国内使用前景可期，同时也可生产绿氢，满足国内应用和出口市场的需求。
迈向全球清洁氢能市场？
原则上，绿氢可以通过船舶运往全球各地，供应廉价可再生能源资源较为匮乏的地区。
日本正在与澳大利亚、沙特阿拉伯和文莱等国家开展多个重要试点项目，以确定通过船舶长距离运输绿氢或蓝氢的最佳方式。
目前还无法判断运输成本将如何变化，也无法确定全球氢能市场将以多快的速度发展。随着技术进步，未来几十年可能会出现一个类似液化天然气市场的氢能市场。
这一切对欧洲绿氢成本意味着什么？
首先，绿氢成本可能确实需要更长时间才能降至接近灰氢和蓝氢的水平。扩大电解规模有助于降低成本。更关键的是，大规模生产需要大量廉价绿色电力。
预计西北欧海上风电产能将在未来10至15年扩大。到2030年代初，全球这一地区可能已开始大规模部署绿氢。
一些大型工业企业，例如Engie，已明确设定成本目标，计划到2030年使绿氢实现与灰氢的平价上网。日本政府也为2040年前清洁氢能的成本制定了严格目标。
这些目标着眼长远，但并不妨碍未来几年绿氢得到广泛使用。欧洲各地已经出现此类应用：当地通过现场风能或太阳能发电设备制取绿氢，用于工业、运输或储能。
一些富有创意的企业已经找到可持续的商业模式。瑞典电力公司Vattenfall计算得出，使用绿氢生产的无二氧化碳钢材制造一辆售价20,000欧元的汽车，相比使用普通钢材只会使价格增加200欧元。这表明，可以开拓高端市场，面向愿意为使用绿氢制造的产品多支付1%至3%的消费者。
丹麦电力公司Orsted最近宣布，其参与荷兰海上风电招标的方案包括生产绿氢供工业使用。这表明新的商业模式正在不断涌现，未来可能带来令人欣喜的惊喜。
通过政策塑造清洁氢能的未来
通过设定二氧化碳最低价格等措施，能源政策显然能发挥重要作用。另一个重要因素是政府部门推动能源转型的方式。
荷兰政府宣布将扩大其低碳计划。目前，该计划仅为可再生能源生产提供补贴，但很快将扩展至所有可行且具成本效益的二氧化碳减排方式，包括CCUS。这将有助于由市场驱动的蓝氢项目启动；而随着成本变化，近期也有望推动绿氢项目启动。
法国氢能战略设定了指导性目标，旨在推动工业领域当前使用的灰氢转向绿色氢能。法国政府设定的目标是，2022年工业用氢中绿氢占比达到10%，2027年达到20%至40%。
德国部分行业企业（Shell、Siemens、Tennet）提出一项方案，计划为电解项目联合开展海上风电场招标，这意味着通过一次招标连接整个价值链。
车辆零排放标准在许多城市和国家日益普及。这些标准有力推动了清洁氢能在运输领域的应用，因为柴油和汽油正迅速变得越来越难以接受。这或有助于进一步加快电解成本下降。
欧洲目前的许多讨论还涉及一些提案，例如要求在天然气管网中掺入清洁气体（包括氢气）。即使初期掺混比例较低，这也有助于启动欧洲清洁氢能市场。
其他重要政策工具包括：按照“创新使命”倡议达成的协议，将清洁氢能领域的研发投入翻倍；取消化石燃料补贴；为蓝氢和绿氢提供原产地保证；以有利方式落实《欧洲可再生能源指令》（REDII）；制定统一的质量和安全标准；以及协调监管方法，明确不同市场参与者在这一新市场中可以发挥的作用。
未来几个月，我们可以期待听到更多政策，以推动在欧洲建立统一的清洁氢能市场。清洁氢能的未来已然开启。
