白氢:5个关键问题解答

Self service hydrogen filling station on a background of trucks. White hydrogen is an efficient fuel — but the nascent industry has a way to go before delivering energy at scale.
White hydrogen is an efficient fuel — but the nascent industry has a way to go before delivering energy at scale.Image: Getty Images/iStockphoto
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  • 预计到2050年,全球低碳氢需求将达到近2亿吨/年。

  • 在全球氢能产业面临资金和需求端挑战之际,越来越多的人将白氢视为一种高效的替代方案。

  • 以下是关于白氢产业最为紧迫的五个问题的解答。

面对高昂成本、中游运输挑战以及需求发展缓慢的困境,低碳氢经济的近期增长预期已有所下调。开发商和消费者仍在探索其他形式的低碳氢,白氢便是其中之一。

白氢的独特优势在于:与绿氢或蓝氢不同,后者需要低效的转化工艺,而白氢即用即得,成本也低得多。凭借其在勘探与开发方面的专业经验,油气公司有望成为这一新兴低碳分子的推动者。

世界需要低碳氢以实现脱碳。有观点认为,天然存在的氢可能成为潜在的市场颠覆者;但作为一个刚刚起步、尚在逐步取得进展的新兴产业,白氢及其潜力目前仍存在诸多疑问。

以下是关于白氢的五个最重要问题的解答。

1. 什么是白氢?

与石油和天然气一样,白氢是天然存在的。白氢由硬岩中持续进行的地球化学反应生成,其特性与碳氢化合物分子不同:它们体积小、质量轻,且更容易逸出盖层岩。

仍需开展更多研究,并需要实地实践经验与数据采集,以确定氢能勘探项目的关键要素。

2. 为什么白氢目前备受关注?

世界需要低碳氢以实现脱碳。据WoodMac的基准情景预测,到2050年,全球低碳氢需求将达到近2亿吨/年(即每年百万吨级,Mtpa,相当于每年1亿吨以上),而目前为每年100万吨,其中绿氢供应将满足未来需求的大部分。WoodMac的基准情景中,绿氢供应将满足这一未来需求的大部分。

绿氢的生产成本然而,仍然居高不下,区间宽至6美元/千克至12美元/千克。这是由于绿氢电解制氢需要大量稳定可用的可再生电力。在未来若干年内,绿氢还需依赖大量补贴,才能逐步接近约3美元/千克的商业化门槛。

白氢提供了一种成本低得多的替代资源。无需低效的能源转换或制造工艺,若在靠近终端用户市场的储层上实现规模化生产,白氢的交付成本可远低于1美元/千克。氦气的共存或许也将为白氢开发提供宝贵的商业杠杆。

3. 白氢能成为多大的能源来源?

白氢并非能源转型的万能良药。目前,WoodMac估计,其他形式的低碳制氢——包括甲烷热解、气化以及天然白氢的开采——合计将仅占未来供应的一小部分。

若成功的试点项目证明了技术与商业可行性,并出台了相应的支持性政策框架,这一前景可能会在未来十年内发生改变。根据潜在资源储量估算,到2050年,白氢产量可达1700万吨/年。若能获得与绿氢相近的补贴支持,还将显著推动基础设施建设,并替代部分成本较高的人工制氢产量。

白氢产业仍处于起步阶段,但发展势头正在形成。Image: Wood Mackenzie

4. 谁参与其中?

白氢产业确实尚处于起步阶段。少数由私人投资支持的创新者正引领着探索潜在资源的工作。迄今为止,唯一投入运营的白氢项目是马里的Bourakébougou气田,该气田为一个小村庄提供电力。

在全球范围内,一些国家正考虑发展白氢的机遇,并通过修订现有的石油和矿业法规,推动以勘探为主导的相关活动。但对未知领域进行监管从来都不是一件简单的事。在欧洲,法国率先认识到白氢的潜力,并因此修订了其矿业法规;而德国政府则宣布,其认为天然氢的开采不存在任何机会。澳大利亚已成为勘探活动的热点地区,这得益于多个地区政府将其列入受监管物质清单,并拨付预算与补助金。

5. 油气公司能否引领这一领域?

要全面掌握氢分子在地下如何生成与储存,仍需开展大量技术研究,而石油行业的技术对于释放白氢的潜力至关重要。

凭借其地下领域的专业经验,白氢应当正好契合油气公司的优势所在。在具备适当的法规与激励措施的情况下,政府可以为这些公司提供勘探机会,从而推动该行业起步。区块许可、勘探与评价钻井以及财税条款,大体上可以参照石油和天然气的相关规定。

油气公司同样拥有推动白氢发展的资金实力,正如其在碳捕获、利用与封存领域所做的那样。这可能会带来变革性影响,因为即便是由小型私人资助初创企业牵头推进的最先进白氢项目,仍缺乏明确的最终投资决定时间表,并面临重大障碍。

白氢的潜力尚待验证,但对部分油气公司而言,它有可能成为未来低碳分子组合的一部分,该组合还将包括生物甲烷、电子甲烷、蓝氢和绿氢及其衍生物。事实上,白氢很可能会取代部分蓝氢和绿氢项目。科技、资本与监管是关键所在。

特此感谢Wood Mackenzie地下研究分析师Kate Adie,以及Wood Mackenzie欧洲、中东及非洲能源业务副主席Gavin Thompson。

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