在DNV的一份新報(bào)告中，預(yù)計(jì)從2030年到2050年，全球氫氣產(chǎn)量將增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。但這仍不足以實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)。
 
DNV的一份新報(bào)告打破了人們對(duì)氫作為主要能源的未來(lái)的樂(lè)觀態(tài)度。這家總部位于挪威的保險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)管理公司在其首次獨(dú)立的氫氣預(yù)測(cè)報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2030年，清潔燃燒的氫氣可能占全球能源結(jié)構(gòu)的0.5%，到2050年將上升到5%。
 
這一數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)將標(biāo)志著一種新產(chǎn)業(yè)的崛起——氫能源的使用。DNV表示，要達(dá)到基于《巴黎協(xié)定》的凈零排放目標(biāo)，氫氣必須在全球能源結(jié)構(gòu)中至少占13%的份額，但這一比例也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該公司的要求。
 
DNV英國(guó)和愛(ài)爾蘭地區(qū)主管哈里·瓦馬德萬(wàn)說(shuō):“我們的報(bào)告顯示，氫的使用有所增加，但速度并不快。”他補(bǔ)充稱(chēng)，氫所面臨的挑戰(zhàn)并非其他可再生能源項(xiàng)目所固有的，這些項(xiàng)目只是為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)更多電力的需求。“氫氣的獨(dú)特之處在于，要同時(shí)創(chuàng)造供應(yīng)和需求，這就是為什么它有點(diǎn)復(fù)雜。”瓦馬德萬(wàn)說(shuō)。
 
DNV的報(bào)告指出，提高產(chǎn)量的幾個(gè)瓶頸包括缺乏高效的基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)模化生產(chǎn)的手段。但DNV提出的更大的挑戰(zhàn)是，缺乏被認(rèn)為是創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)勁的氫市場(chǎng)所必需的政府政策。
 
正如報(bào)告所述，“需要更強(qiáng)有力的政策來(lái)超越目前的預(yù)測(cè)，形式是更強(qiáng)有力的指令，需求方面的措施給予生產(chǎn)者信心，以及碳價(jià)格。”
 
7萬(wàn)億美元的努力
 
DNV公司估計(jì)，在未來(lái)30年里，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要花費(fèi)7萬(wàn)億美元，這凸顯了氫氣占全球總量5%的重要性。這個(gè)數(shù)字包括:6.8萬(wàn)億美元用于氫生產(chǎn)系統(tǒng)，1800億美元用于氫氣管道，5300億美元用于建造氨終端。
 
由于不同地區(qū)在不同的時(shí)間線(xiàn)上專(zhuān)注于不同的技術(shù)優(yōu)先級(jí)，這一支出將相當(dāng)不穩(wěn)定。總的來(lái)說(shuō)，根據(jù)DNV的規(guī)劃，氫產(chǎn)量增長(zhǎng)的關(guān)鍵地區(qū)是歐洲、北美、中國(guó)和東南亞。
 
到本世紀(jì)中葉，歐洲最有可能以高達(dá)11%的氫氣取代其目前能源需求的最大份額。緊隨其后的是東南亞發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體(8%)、北美(7%)和中國(guó)(6%)。
 
但就總產(chǎn)量而言，預(yù)計(jì)到2050年，中國(guó)將以1248吉瓦的電解槽產(chǎn)能領(lǐng)跑全球，約占全球總產(chǎn)量的40%。與此相比，DNV預(yù)計(jì)2050年在北美和歐洲的產(chǎn)能分別為3.05 GW和5.74 GW。
 
DNV還指出，雖然全球市場(chǎng)可能會(huì)開(kāi)花結(jié)果，但氫氣生產(chǎn)商仍將非常依賴(lài)于本地化消費(fèi)。部分原因是，用管道輸送氫氣超過(guò)2000公里(約1200英里)變得不經(jīng)濟(jì)。
 
西方世界的國(guó)內(nèi)能源政治最近也呈現(xiàn)出一種新的基調(diào)，這可能有助于某些國(guó)家接受它們?cè)趦r(jià)值數(shù)萬(wàn)億美元的氫能源領(lǐng)域中所占的份額。
 
瓦瑪?shù)氯f(wàn)說(shuō):“由于烏克蘭的危機(jī)和相關(guān)制裁，現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到，能源安全和能源獨(dú)立具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”
 
因此，他補(bǔ)充稱(chēng)，就像最近的情況一樣，“由于全球天然氣和石油價(jià)格低得令人難以置信”，本地和地區(qū)的氫資源現(xiàn)在更有可能成為世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)更優(yōu)先考慮的問(wèn)題。
 
創(chuàng)造市場(chǎng)所需的政策
 
上述數(shù)字都取決于各種形式的政府行動(dòng)，而且這些政策有一定的持久力。DNV還認(rèn)為，這些措施對(duì)于工業(yè)和能源企業(yè)在建設(shè)制氫基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈方面承擔(dān)更大的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。
 
在這些重大舉措中，最重要的是為碳排放設(shè)定的價(jià)格。
 
按照DNV的設(shè)想，世界上最大的幾個(gè)經(jīng)濟(jì)體將設(shè)定碳排放的最低價(jià)格，到2030年將不低于每公噸20美元，最高可達(dá)95美元。到2050年，價(jià)格將達(dá)到每公噸70至135美元。預(yù)計(jì)歐洲將設(shè)定這些區(qū)間的上限。
 
瓦瑪?shù)氯f(wàn)將碳定價(jià)行動(dòng)描述為“加速當(dāng)前氫氣擴(kuò)張計(jì)劃的重要杠桿”。然而，他承認(rèn)，對(duì)世界上大部分地區(qū)來(lái)說(shuō)，接受碳價(jià)格的挑戰(zhàn)仍然是“何時(shí)以及多少的問(wèn)題”。
 
建設(shè)新的可再生能源項(xiàng)目也需要作出重大承諾，因?yàn)槿驓涫袌?chǎng)將需要專(zhuān)門(mén)的風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目，這些項(xiàng)目不會(huì)與消費(fèi)者的電力需求直接競(jìng)爭(zhēng)。DNV表示，這一盈余相當(dāng)于3100吉瓦，是目前太陽(yáng)能和風(fēng)能裝機(jī)容量的兩倍多。
 
此外，政府必須幫助資助旨在建立國(guó)內(nèi)消費(fèi)的項(xiàng)目。“這些都是市場(chǎng)可以做出反應(yīng)的信號(hào)，”瓦瑪?shù)氯f(wàn)說(shuō)。同時(shí)他還指出，作為一個(gè)例子，英國(guó)政府推動(dòng)使用氫氣為該國(guó)許多家庭供暖。
 
如今，英國(guó)大約80%的集中供暖都是由天然氣提供的，但以氫氣為核心的試點(diǎn)項(xiàng)目正在進(jìn)行中。
 
作為英國(guó)政府資助的“HyStreet”項(xiàng)目的一部分，DNV公司參與了測(cè)試家庭內(nèi)氫的安全使用。DNV還參與了荷蘭的一個(gè)類(lèi)似項(xiàng)目，并參與了其他幾個(gè)氫能源研究。
 
通往5%的途徑
 
目前對(duì)氫的需求約為9000萬(wàn)噸/年，相當(dāng)于世界能源供應(yīng)的2%左右。然而，只有不到5%的能源直接用于發(fā)電、為家庭供暖或作為交通燃料。
 
相反，氫主要用于煉油廠的脫硫和重質(zhì)原油升級(jí)，并作為合成氨廠生產(chǎn)化肥的原料。
 
DNV認(rèn)為，在這十年的剩余時(shí)間里，氫氣的發(fā)展不會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些既定的使用案例。在依賴(lài)政府補(bǔ)貼的小眾應(yīng)用之外，它的成本仍然太高。
 
到2030年，DNV的情況開(kāi)始發(fā)生變化，預(yù)計(jì)通過(guò)太陽(yáng)能和海上風(fēng)能或綠色氫氣生產(chǎn)的價(jià)格將大幅下降。這在一定程度上要?dú)w功于未來(lái)幾年的“成本學(xué)習(xí)”和電解槽技術(shù)成本的降低，DNV預(yù)計(jì)到2050年電解槽技術(shù)成本將下降50%。
 
目前在北美和歐洲，這些綠色氫能源的總成本約為6美元/千瓦。在未來(lái)十年的某個(gè)時(shí)候，太陽(yáng)能和風(fēng)能的廣泛使用可能會(huì)導(dǎo)致綠色氫的全球平均價(jià)格約為2.5美元/公斤，這將與目前甲烷衍生的藍(lán)色氫和電網(wǎng)供應(yīng)的氫生產(chǎn)的成本接近。
 
在21世紀(jì)30年代，住宅和工業(yè)用的供暖將引領(lǐng)新需求的增長(zhǎng)。這反映了消費(fèi)者最容易獲得的成果，因?yàn)樗婕暗皆诂F(xiàn)有管道中將氫氣與天然氣混合。
 
DNV將21世紀(jì)40年代稱(chēng)為“需求多樣化的十年”，并預(yù)測(cè)不斷上升的碳稅和凈零排放要求將意味著氫燃料將開(kāi)始更多地接觸到難以脫碳的交通運(yùn)輸行業(yè)。
 
換句話(huà)說(shuō)，更高的石油和天然氣消費(fèi)成本將打開(kāi)與氫氣競(jìng)爭(zhēng)的大門(mén)。
 
雖然乘用車(chē)不太可能使用太多的氫，但長(zhǎng)途卡車(chē)預(yù)計(jì)將大幅增加燃料電池的使用。
 
中國(guó)有望成為這方面的領(lǐng)導(dǎo)者。DNV指出，在中國(guó)最近成立的200億美元?dú)淠芑鹬校幸话雽⒂糜诮⑿碌臍淠苓\(yùn)輸項(xiàng)目。
根據(jù)DNV的數(shù)據(jù)，海運(yùn)目前消耗了約7%的全球石油供應(yīng)，這使其成為氫置換的另一個(gè)主要目標(biāo)。這將通過(guò)將氫氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)的氨來(lái)實(shí)現(xiàn)，而液態(tài)的氨更容易儲(chǔ)存，也更便宜。
 
DNV預(yù)計(jì)，從2030年到2050年，海運(yùn)氨的供應(yīng)量將增加20倍。作為一種海洋燃料，氫衍生氨將從本世紀(jì)30年代中期的幾乎為零增長(zhǎng)到本世紀(jì)中期市場(chǎng)份額的95%。
 
藍(lán)色氫的作用
 
那么，這對(duì)希望成為氫能源轉(zhuǎn)型的主要參與者的油氣行業(yè)來(lái)說(shuō)意味著什么呢?
 
此外，DNV表示，油氣公司或擁有兼容服務(wù)和技能的員工將會(huì)有一些跨界工作。曾在多個(gè)油氣項(xiàng)目工作了30年的瓦瑪?shù)氯f(wàn)表示，上游行業(yè)“習(xí)慣于降低大型項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)天然氣有一定的了解。”
 
但DNV也警告稱(chēng)，油氣行業(yè)最具協(xié)同效應(yīng)的氫產(chǎn)品將面臨來(lái)自太陽(yáng)能和風(fēng)能系統(tǒng)的日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
 
蒸汽改造過(guò)程與碳捕獲與存儲(chǔ)(CCS)相結(jié)合產(chǎn)生的藍(lán)色氫目前正面臨著天然氣價(jià)格高企的挑戰(zhàn)。
 
盡管價(jià)格在未來(lái)幾年有望回落，但DNV認(rèn)為，“CCS仍是一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)，對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)存地點(diǎn)、未來(lái)成本的不確定性以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)的邊際效益的擔(dān)憂(yōu)限制了部署的速度。”
 
DNV預(yù)測(cè)，到2050年，藍(lán)色氫將占全球能源生產(chǎn)供應(yīng)的四分之一多一點(diǎn)，而超過(guò)70%的藍(lán)色氫將來(lái)自并網(wǎng)電解以及專(zhuān)用的風(fēng)能和太陽(yáng)能電解項(xiàng)目。
 
DNV預(yù)計(jì)，到2050年，藍(lán)色氫氣的最大作用是用于氨和甲醇的生產(chǎn)。除了目前在煉油廠的使用外，這些藍(lán)色氫衍生物還將用于制造船用燃料、汽油混合燃料和航空燃料。