一、氫氣需求正在增長，關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了積極信號
2021年，氫需求達(dá)到9400萬噸，恢復(fù)到新冠大流行前的水平(2019年為9900萬噸)，所含能源量相當(dāng)于全球究極能源消費的2.5%左右。大部分增長來自于煉油和工業(yè)的傳統(tǒng)用途，但新應(yīng)用的需求增長到約4萬噸(較2020年增長了60%，盡管基數(shù)較低)。
氫的一些關(guān)鍵新應(yīng)用正在顯示出一些進(jìn)展的跡象。在個使用純氫直接還原鐵的示范項目啟動僅一年后，新增純氫煉鋼鋼項目的規(guī)劃和公告迅速增加。批氫燃料電池列車（火車）在德國開始運行。還有100多個在航運中使用氫及其衍生物的試點和示范項目，一些大公司已經(jīng)簽署了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以確保這些氫及其衍生物燃料的供應(yīng)。在電力部門，氫和氨的使用正在引起更多的關(guān)注；到2030年，已宣布的項目的潛在產(chǎn)能將達(dá)到近3.5GW。
考慮到世界各國政府已經(jīng)實施的政策和措施，估計到2030年，氫氣需求可能達(dá)到1.15億噸，盡管只有不到200億噸來自新的應(yīng)用場景。相比之下，到目前為止，世界各國政府提出的現(xiàn)有氣候承諾需要1.3億噸（25%來自新用途），到2030年需要近2億噸才能實現(xiàn)到2050年的凈0排放。
二、低排放制氫項目的數(shù)量在不斷增加，但達(dá)到FID階段的比例很低
2021年氫氣需求增長的大部分是由化石燃料生產(chǎn)的氫氣滿足的，這意味著對緩解氣候變化沒有任何好處。2021年，低排放氫的產(chǎn)量不到1百萬噸，而且?guī)缀跞慷紒碜杂诰哂刑疾东@、利用和存儲(CCUS)功能化石燃料的工廠。然而，低排放氫氣生產(chǎn)項目的策劃和公告正在以驚人的速度增長。
如果目前在建的所有項目都能實現(xiàn)，到2030年，低排放氫氣的年產(chǎn)量將達(dá)到1600- 2400萬噸，其中900-1400萬噸是電解制氫，700-1000萬噸是化石燃料基于CCUS的制氫。就電解而言，如果所有在建項目都能實現(xiàn)，到2030年電解槽的裝機容量將達(dá)到134-240GW，其下限與德國的可再生能源裝機容量相近，上限則遍及整個拉丁美洲。
大部分項目目前處于后期規(guī)劃階段，但只有少數(shù)(4%)正在建設(shè)或已達(dá)成最終投資決定(FID)。關(guān)鍵原因包括需求的不確定性、缺乏監(jiān)管政策以及向終端用戶輸送氫氣的可用基礎(chǔ)設(shè)施。
三、擴大電解槽制造能力對拓展氫氣供應(yīng)鏈至關(guān)重要
需要使用低排放電力的電解槽來生產(chǎn)低排放的氫氣。如今，電解槽產(chǎn)能接近8GW/年，根據(jù)行業(yè)公告，到2030年可能超過60GW/年。這將足以滿足目前政府的電解部署目標(biāo)，但擴建取決于政府目標(biāo)能否在當(dāng)前項目計劃之外轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實項目。盡管預(yù)計項目將在未來幾年繼續(xù)增長，但仍有必要為項目提供早期支持，以確保它們達(dá)到FID并擴大規(guī)模。
分析表明，以目前的化石能源價格，可再生氫已經(jīng)在許多地區(qū)與化石燃料的氫競爭了，特別是那些擁有良好可再生資源、又必須進(jìn)口化石燃料以滿足制氫需求的地區(qū)。當(dāng)然，未來幾年情況如何還存在不確定性。但是，如果正在進(jìn)行的電解槽項目得以實現(xiàn)，并按計劃擴大生產(chǎn)能力，到2030年，電解槽的成本將比現(xiàn)在下降約70%。結(jié)合可再生能源成本的預(yù)期下降，這將使可再生氫的成本降至1.3-4.5美元/千克氫(相當(dāng)于39-135美元/MWh)。這個范圍的下限是在可再生能源的良好獲取的地區(qū)，可再生氫已經(jīng)與價格有增無減的化石燃料氫更具有競爭力。
四、如果障礙很快得到解決，到本世紀(jì)末將有大量的氫交易
2022年2月，世界上一批液化氫從澳大利亞運往日本，這是國際氫市場發(fā)展的一個關(guān)鍵里程碑。根據(jù)正在開發(fā)的出口導(dǎo)向型項目，到2030年，預(yù)計每年可出口1200萬噸氫氣，到2026年計劃投產(chǎn)260萬噸/年。幾乎所有這些以出口為導(dǎo)向的氫項目計劃都是在過去兩年中宣布的，其中大多數(shù)項目都確定了選擇氨為氫的載體作為好選項。
然而，承購和進(jìn)口安排落后于計劃出口的規(guī)模：每年只有200萬噸H2獲得客戶或潛在客戶。項目開發(fā)商和投資者在新興市場中面臨著高度的不確定性，許多政府尚未實施具體的氫貿(mào)易政策，這是項目成功開發(fā)所必需的。國際合作對于促進(jìn)結(jié)盟和識別可能減緩氫市場發(fā)展的障礙至關(guān)重要。
全球能源危機突出表明，有必要制定政策，使能源安全需求與氣候目標(biāo)保持一致。氫可以通過在最終用途中取代化石燃料或?qū)⒁曰癁榛A(chǔ)的氫生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕鷼涞姆绞?，減少對化石燃料的依賴，從而促進(jìn)能源安全。發(fā)展國際氫氣市場還可以增加潛在能源供應(yīng)國的多樣性，特別是加強能源進(jìn)口國的能源安全。
如果各國政府實施其雄心勃勃的政策，以實現(xiàn)其氣候承諾，到2030年，氫可以幫助減少140億立方米/年的天然氣使用量，2000萬噸/年的煤炭使用量和36萬噸/年的石油使用量，相當(dāng)于哥倫比亞目前的總化石燃料供應(yīng)量。也給重工業(yè)、重型公路運輸和航運提供了減少化石燃料和節(jié)約排放的機會。
六、將基礎(chǔ)設(shè)施改造為使用氫氣的方式既有機遇也有挑戰(zhàn)
與開發(fā)新管道相比，將天然氣管道用于輸送氫氣可以減少50-80%的投資成本。正在開發(fā)的項目是將數(shù)千公里的天然氣管道改造成100%的輸氫氣管道。但是，實際經(jīng)驗是有限的，必須進(jìn)行重大調(diào)整和適應(yīng)。
各國政府，尤其是歐洲國家，正在考慮改造液化天然氣(LNG)終端，盡管機會取決于它們最終接收的是氫氣還是氨。初步研究表明，重新利用以接受氨是可能的，以額外11%-20%的新液化天然氣終端的投資成本。液化氫液化天然氣終端的改造面臨著更大的技術(shù)挑戰(zhàn)，因為低溫需求要低得多，這限制了現(xiàn)有設(shè)備的利用。這對成本有重要影響。僅液化天然氣儲罐一項就占液化天然氣終端投資成本的一半左右，而新建造的液化氫儲罐替代它的成本可能比液化天然氣儲罐高出50%。目前還沒有將現(xiàn)有液化天然氣終端轉(zhuǎn)換為氨或氫的經(jīng)驗，這使得成本估算較不確定。未來對氫及其衍生物需求規(guī)模的不確定性會限制對可制備氫或氨的新終端的消納。
七、隨著政策行動的加強，重點必須轉(zhuǎn)移到執(zhí)行上
各國政府繼續(xù)將氫作為其能源部門戰(zhàn)略的支柱：自2021年9月以來，已通過了9項新的國家戰(zhàn)略，使總數(shù)達(dá)到26項。一些國家正在通過實施具體政策進(jìn)入下一步，特別關(guān)注支持商業(yè)規(guī)模的低排放氫氣生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施項目(如基于歐洲共同利益的歐盟重要項目、美國通貨膨脹削減法案和德國H2Global倡議)。然而，仍沒有足夠的政策活動來創(chuàng)造氫氣需求，而氫氣需求是確保承購協(xié)議的關(guān)鍵。缺乏創(chuàng)造需求可能阻礙最終的投資決策。
文章來源：氫眼所見 作者：馬震
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