油氣資源國轉(zhuǎn)型為何“中意”氫能？

編者按：近年來，隨著全球能源轉(zhuǎn)型不斷推進(jìn), 低碳能源利用成為全球各國關(guān)注重點(diǎn)。氫能因在儲存和能量密度方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，成為歐盟國家以及中國、日本、韓國實(shí)現(xiàn)碳中和的重要抓手。值得注意的是，對氫能發(fā)展表示出濃厚興趣的不僅僅是高度工業(yè)化的亞洲國家和歐洲能源進(jìn)口國，沙特、阿聯(lián)酋、俄羅斯、澳大利亞等油氣資源國也紛紛涉足氫能，尋求在全球氫能市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。

俄羅斯

11月25日，俄羅斯能源部副部長索羅金在俄德工業(yè)論壇上稱，俄將在全球氫能市場占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)者地位。

10月底，俄聯(lián)邦政府批準(zhǔn)了《2020-2024年俄羅斯氫能發(fā)展路線圖》，計(jì)劃在2024年前在俄境內(nèi)建立全面的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。俄羅斯的氫能產(chǎn)業(yè)鏈將由俄氣、俄原子能公司主導(dǎo)，在上游使用天然氣、核能等制取低碳?xì)?，而非通過可再生能源制取綠氫。運(yùn)輸環(huán)節(jié)計(jì)劃通過天然氣管網(wǎng)摻氫、改造現(xiàn)有天然氣管道建立氫氣管網(wǎng)，出口至歐洲。

沙特

11月18日，沙特能源部長薩勒曼稱，沙特將成為全球最大氫出口國，其龐大的天然氣儲量能夠生產(chǎn)藍(lán)氫。沙特還計(jì)劃從2025年起在NEMO未來城生產(chǎn)以太陽能為基礎(chǔ)的綠氫。

阿聯(lián)酋

阿聯(lián)酋能源部副部長Sharif al-Olama日前表示，該國正在制定氫能發(fā)展路線圖，將通過化石燃料制氫配合碳捕捉、封存和利用(CCUS)技術(shù)來發(fā)展氫能。Sharif al-Olama透露，光伏電價(jià)下降還將有助于阿聯(lián)酋發(fā)展綠氫。標(biāo)普指出，阿聯(lián)酋已經(jīng)將投資“綠氫”和“藍(lán)氫”視為清潔能源發(fā)展的關(guān)鍵部分。

澳大利亞

10月，澳大利亞將“亞洲可再生能源中心(AREH)”列為重要項(xiàng)目，項(xiàng)目將利用西澳地區(qū)的太陽能和風(fēng)能資源生產(chǎn)綠氫和氨，旨在向亞洲市場大規(guī)模出口氫能。

2019年底，澳大利亞聯(lián)邦政府發(fā)布了《國家氫能戰(zhàn)略》，到2030年，澳大利亞將成為亞洲氫能市場前三大出口國之一。

2018年，澳大利亞政府批準(zhǔn)了將褐煤轉(zhuǎn)化為氫，旨在出口至日本的氫能供應(yīng)鏈試點(diǎn)項(xiàng)目(HESC)。該項(xiàng)目以2030年代達(dá)到商用化為目標(biāo)。

近兩年，氫能成為能源領(lǐng)域的“寵兒”，從長期看，氫能將是全球能源系統(tǒng)的重要組成部分。國際氫能委員會(huì)預(yù)測，到2050年，氫能在全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比將升至18%，氫經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模將達(dá)到2.5萬億美元。一些主要油氣資源國也紛紛將目光投向氫能。在中東地區(qū)，沙特宣布將成為全球最大氫出口國，阿聯(lián)酋也稱正在制定氫能發(fā)展路線圖。俄羅斯表示將在全球氫能市場占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)者地位。作為全球最大LNG出口國的澳大利亞更是早在2019年就出臺了氫能國家發(fā)展戰(zhàn)略，尋求在全球氫能市場中搶占先機(jī)。這些油氣資源國涉足氫能的出發(fā)點(diǎn)何在?具備哪些優(yōu)勢，又將面臨何種挑戰(zhàn)?

出發(fā)點(diǎn)：開拓出口市場或推動(dòng)自身經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型

具體來看，油氣資源國發(fā)展氫能的出發(fā)點(diǎn)不同，俄羅斯提出氫能發(fā)展規(guī)劃主要受出口市場轉(zhuǎn)型影響，沙特、阿聯(lián)酋發(fā)展氫能的初衷是減少油氣經(jīng)濟(jì)依賴，而澳大利亞則是兼具開拓出口市場和自身經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的雙重需求。

出口市場轉(zhuǎn)型倒逼俄羅斯提出氫能發(fā)展規(guī)劃。波蘭東方研究中心(OSW)認(rèn)為，歐洲一直是俄羅斯最重要的能源出口市場，歐盟能源轉(zhuǎn)型使俄羅斯對氫能的興趣增加。俄氣公司預(yù)計(jì)，2050年歐洲氫能市場約為1540億歐元。通過改造現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)，可使氫氣成為繼天然氣之后，俄羅斯出口歐洲的又一種重要能源，保住俄在歐洲能源市場的主導(dǎo)地位。俄羅斯高等經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授、俄羅斯出口中心德國代表處主任尤里·斯捷岑科指出，歐洲終將實(shí)現(xiàn)向氫能源的過渡，俄羅斯越早參與氫能發(fā)展進(jìn)程，就越有可能從中獲得經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

中東國家發(fā)展氫能為減少油氣經(jīng)濟(jì)依賴。中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院海外投資環(huán)境研究所中東室主任尚艷麗認(rèn)為，中東資源國日益重視清潔能源的發(fā)展，尋求實(shí)現(xiàn)能源來源多元化，減少對石油的依賴，在滿足能源需求的同時(shí)努力降低碳排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。沙特進(jìn)軍氫能源的計(jì)劃是其“2030愿景”計(jì)劃的一部分，旨在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)多元化，擺脫其對石油收入的依賴。同樣，阿聯(lián)酋也在尋求發(fā)展多元化經(jīng)濟(jì)。在阿聯(lián)酋2050年能源發(fā)展戰(zhàn)略中，其戰(zhàn)略目標(biāo)是清潔能源占總能源比重將從目前的25%提高至2050年的50%，未來的30年里，因發(fā)電引發(fā)的碳排放將削減70%。

澳大利亞兼具開拓出口市場和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型需求。目前，澳大利亞每年從向亞洲出口煤和LNG中獲得700億澳元的收入。以日本為例，日本是澳大利亞煤炭和LNG的主要進(jìn)口國，已經(jīng)制定了國家層面的氫能發(fā)展戰(zhàn)略，希望通過與澳大利亞合作的氫能供應(yīng)鏈項(xiàng)目(HESC)，為其提供一條實(shí)現(xiàn)低成本減排的可行路徑。澳大利亞希望借此機(jī)會(huì)，不僅成為亞洲國家的氫能首選供應(yīng)商，還能實(shí)現(xiàn)依賴化石燃料的本國經(jīng)濟(jì)多元化。

“大玩家”發(fā)展氫能具備哪些優(yōu)勢?

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，上述油氣資源國發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具備諸多優(yōu)勢，極有可能成為全球氫能市場的大玩家。

首先，這些國家擁有豐富的化石能源和可再生能源，制氫成本低廉。俄羅斯天然氣儲量豐富且開采成本低，可生產(chǎn)藍(lán)氫。此外，俄羅斯核電產(chǎn)能過剩，可在科拉核電廠和列寧格勒核電廠建造氫能處理工藝中心，生產(chǎn)黃氫。根據(jù)Energy Net的預(yù)測，2020-2025年俄羅斯能以具有競爭力的價(jià)格(3.38美元/公斤)生產(chǎn)氫，并在全球氫能市場占據(jù)10%-15%的份額。尚艷麗認(rèn)為，中東地區(qū)日照充足，沙特和阿聯(lián)酋等國能以相對較低的太陽能發(fā)電成本，制造價(jià)格具有競爭力的綠色氫。澳大利亞更是擁有大規(guī)模制氫所需的風(fēng)能、太陽能、褐煤等資源。

其次，氫工業(yè)與油氣工業(yè)具有相似性，油氣資源國可借此構(gòu)建氫全產(chǎn)業(yè)鏈。俄羅斯是世界上天然氣管網(wǎng)最為發(fā)達(dá)的國家之一，境內(nèi)共有輸氣管道超過17萬千米，配氣管道約70萬千米，地下儲氣庫20余座。未來，俄將通過長輸天然氣管網(wǎng)向歐洲和亞洲出口數(shù)千萬噸氫。澳大利亞擁有完善的煤炭產(chǎn)業(yè)鏈條，完善的天然氣生產(chǎn)、液化及運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施和強(qiáng)大的技術(shù)和專家團(tuán)隊(duì)，并且已經(jīng)具備了一系列成熟的技術(shù)來建立經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的氫能產(chǎn)業(yè)鏈條。尚艷麗介紹，中東國家石油公司已經(jīng)在發(fā)展氫能相關(guān)技術(shù)。據(jù)了解，ADNOC通過旗下天然氣廠、電站捕獲二氧化碳，預(yù)計(jì)到2030年該公司CCUS容量至少能增加5倍，這將為阿聯(lián)酋藍(lán)氫發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

最后，油氣資源國具有市場優(yōu)勢。歐盟國家和中國、日本、韓國等國既是油氣消費(fèi)大國，又是未來氫能需求的主要地區(qū)。歐盟委員會(huì)預(yù)計(jì)，氫能占?xì)W盟能源消費(fèi)的比例有望從目前的2%上升至2050年的13%～14%，俄氣預(yù)計(jì)，2050年歐洲氫能市場約為1540億歐元。亞洲國家的氫能需求也十分可觀，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)預(yù)計(jì)，到2030年，中國、日本、韓國和新加坡氫進(jìn)口需求將達(dá)99億澳元。俄羅斯具有緊鄰歐洲和亞洲兩個(gè)全球主要?dú)滗N售市場的地理優(yōu)勢，澳大利亞完善的能源貿(mào)易關(guān)系使其在面向亞洲出口方面具備有利條件。

油氣資源國發(fā)展氫能仍面臨諸多挑戰(zhàn)

一是國家對于發(fā)展氫能的動(dòng)力和激勵(lì)措施不足。莫斯科斯科爾科沃管理學(xué)院能源中心高級分析師尤里·梅爾尼科夫指出，由于俄羅斯尚未出臺到2050年的減排計(jì)劃，政府沒有動(dòng)力向氫能領(lǐng)域提供大規(guī)模支持。在商業(yè)層面，俄羅斯對“低碳”氫的需求為零，企業(yè)不知如何構(gòu)建低碳制氫項(xiàng)目。俄羅斯聯(lián)邦發(fā)展氫能的真正動(dòng)力將來自貿(mào)易國的征稅——即對進(jìn)口自俄羅斯的油氣、煤炭和金屬征收高碳稅。尚艷麗認(rèn)為，目前，中東國家氫能發(fā)展處于起步階段，僅僅表明了將發(fā)展氫能的計(jì)劃，并未出臺細(xì)致的發(fā)展規(guī)劃，且缺乏審批和實(shí)施氫能項(xiàng)目的監(jiān)管政策，或?yàn)樯程?、阿?lián)酋等國發(fā)展氫能帶來挑戰(zhàn)。

二是現(xiàn)階段氫氣使用技術(shù)須突破一系列瓶頸。俄羅斯計(jì)劃通過天然氣管網(wǎng)摻氫、改造現(xiàn)有天然氣管道建立氫氣管網(wǎng)，出口至歐洲，但管道摻氫輸送的具體方案還有待研究。圣彼得堡礦業(yè)大學(xué)校長弗拉基米爾·利特維年科表示，在俄羅斯，關(guān)于氫對金屬影響的研究已經(jīng)進(jìn)行了幾十年，氫的應(yīng)力腐蝕對于天然氣管網(wǎng)摻氫構(gòu)成挑戰(zhàn)。由于應(yīng)力腐蝕，俄氣已經(jīng)更換了超過5000千米的大口徑天然氣管道。澳大利亞維多利亞州的氫能供應(yīng)鏈試點(diǎn)項(xiàng)目(HESC)，計(jì)劃將褐煤轉(zhuǎn)化為氫出口至日本，需要在提取氫的過程中封存二氧化碳，但全球只有極少數(shù)商業(yè)上可行的二氧化碳捕獲和封存(CCS)設(shè)施，如何將CCS技術(shù)和煤制氫進(jìn)行有效結(jié)合，目前仍在探索中。

三是綠氫產(chǎn)能有限。俄羅斯氫能產(chǎn)業(yè)鏈將由俄氣、俄原子能公司兩家傳統(tǒng)能源企業(yè)主導(dǎo)，制氫傾向以天然氣為原料制備的藍(lán)氫和通過核電水解得到的黃氫，澳大利亞制氫主要通過褐煤氣化，得到灰氫。在一定時(shí)期內(nèi)，上述資源國的綠氫產(chǎn)能有限。以俄羅斯為例，俄國家能源安全基金會(huì)副主任阿列克謝·格里瓦奇認(rèn)為，包括德國在內(nèi)的歐洲國家氫能戰(zhàn)略目標(biāo)是完全改用綠氫，這意味著必須通過電解水、風(fēng)光發(fā)電和生物質(zhì)燃燒獲得，藍(lán)氫在未來并不能夠滿足能源伙伴的需求。俄羅斯水力發(fā)電并無剩余產(chǎn)能，且風(fēng)光發(fā)電在俄羅斯所占份額很小，尚未出臺大規(guī)模的發(fā)展計(jì)劃。未來10-15年，俄羅斯缺少綠氫的主要來源——“綠色”能源。

總之，雖然各國處于不同目的提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，且具有資源、產(chǎn)業(yè)鏈以及市場優(yōu)勢，但都面臨一些短期內(nèi)難以克服的問題和挑戰(zhàn)。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的道路上，還需依賴制氫、儲氫環(huán)節(jié)的技術(shù)進(jìn)步和國家政策的推動(dòng)。(記者 董宣)

業(yè)界思考》》》

美國、加拿大氫能市場“熱不熱”?

在新冠疫情大流行的背景下，全球氫能發(fā)展呈現(xiàn)出加速的跡象。然而，美國和加拿大在國家層面上至今還沒有發(fā)布任何氫能戰(zhàn)略。近年，美國對氫能的投資也很少。在過去的10年中，美國能源部每年為氫能和燃料電池提供的資金從約1億美元到2.8億美元不等，根據(jù)2019年底參眾兩院通過的財(cái)政撥款法案，2020年支持資金為1.5億美元。

美國和加拿大發(fā)展氫能的熱情似乎不夠，一個(gè)重要原因是北美地區(qū)天然氣的廣泛供應(yīng)。對美國來說，天然氣等于能源安全，由于其境內(nèi)有豐富且廉價(jià)的天然氣，發(fā)展氫能的必要性和迫切性大大降低。如果沒有高碳價(jià)，氫氣在美國不具備競爭力。

事實(shí)上，美國和加拿大很早就投入氫能技術(shù)的研究，已經(jīng)搶占了氫能技術(shù)的制高點(diǎn)。得益于長期對氫能技術(shù)研發(fā)示范的支持，美國擁有一大批氫能產(chǎn)業(yè)的尖端技術(shù)和明星企業(yè)。例如，以氫燃料電池叉車為主的Plug Power公司，以固定式燃料電池為主的Fuel Cell Energy、Bloom Energy等大型燃料電池生產(chǎn)企業(yè)，以及掌握氫能儲運(yùn)核心技術(shù)的Air Products、Praxair等公司。

美國雖然儲備氫能戰(zhàn)略技術(shù)，但出于經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，并沒有急于開拓應(yīng)用市場。氫能只是備選，是眾多能源解決方案中的一種，由于不同方案具有可替代性，氫能發(fā)展與否，取決于其技術(shù)進(jìn)步、成本下降等因素。美國之所以選擇緩?fù)茖?shí)際應(yīng)用，根本原因在于目前氫能相關(guān)技術(shù)設(shè)備成本很高，尚且無法和天然氣、核電甚至煤炭形成競爭關(guān)系。

加拿大擁有像巴拉德這樣眾多的頭部企業(yè)及技術(shù)人才，但由于市場太小，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)沒有發(fā)展起來。不過，加拿大時(shí)下正在研究制定一項(xiàng)國家氫能戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)將在未來6到8周內(nèi)發(fā)布。因?yàn)闅淙剂想姵丶夹g(shù)和產(chǎn)品進(jìn)入發(fā)展新階段，加拿大將擁有市場，全球市場也在快速增長。(李小松 編譯)

市場動(dòng)態(tài)》》》

全球綠氫項(xiàng)目裝機(jī)量超60吉瓦

隨著各國政府抓住后疫情時(shí)代綠色激勵(lì)計(jì)劃帶來的機(jī)遇，今年全球各地的綠氫項(xiàng)目正在激增。Rystad Energy的研究顯示，全球公用事業(yè)規(guī)模(裝機(jī)量超1MW)的綠氫開發(fā)項(xiàng)目裝機(jī)量已超60吉瓦，但受成本影響，到2035年或?qū)?shí)現(xiàn)不到一半產(chǎn)能。

綠氫項(xiàng)目是以可再生能源為動(dòng)力的電解氫項(xiàng)目，目前各大洲都在規(guī)劃此類項(xiàng)目。歐洲和澳大利亞目前在容量為1吉瓦或更高的電解槽項(xiàng)目中處于領(lǐng)先地位，澳大利亞的項(xiàng)目包括：亞洲可再生能源中心、默奇伊森可再生氫項(xiàng)目、格萊斯頓中心和太平洋太陽能氫能項(xiàng)目。

歐盟近日發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，要求到2030年建成40吉瓦的氫氣電解產(chǎn)能，并從烏克蘭、北非等歐洲以外地區(qū)增建40吉瓦的電解槽產(chǎn)能，構(gòu)建進(jìn)口供應(yīng)鏈。

澳大利亞政府為氫出口設(shè)定了很高的目標(biāo)，在州和聯(lián)邦層面都有補(bǔ)助。政府資助的清潔能源金融公司(CEFC)已承諾提供2.1億美元的部門或股權(quán)融資。明年，澳大利亞可再生能源署(ARENA)還將為10兆瓦以上的氫電解槽項(xiàng)目提供5000萬美元的資助。ARENA已經(jīng)篩選出7個(gè)申請項(xiàng)目，預(yù)計(jì)都將在未來12個(gè)月內(nèi)開工建設(shè)。澳大利亞還與韓國和日本簽署協(xié)議，開始建立國際氫氣供應(yīng)鏈。

全球大多數(shù)氫電解槽項(xiàng)目將由太陽能和陸上風(fēng)能提供動(dòng)力，只有5個(gè)計(jì)劃中的大型項(xiàng)目將由海上風(fēng)電場提供動(dòng)力。Rystad Energy估計(jì)，海上風(fēng)電所需的資本支出是陸上風(fēng)電的2倍多，是陸上太陽能光伏的4倍，這使得海上風(fēng)電的吸引力下降。歐洲別無選擇，只能探索海上風(fēng)電為大規(guī)模氫能開發(fā)提供動(dòng)力。與之相似，未來10年內(nèi)，氫能電解槽項(xiàng)目可能仍將主要依賴政府支持，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的可行性。

目前，純可再生能源開發(fā)商主導(dǎo)著全球綠色氫能源管道建設(shè)。然而，油氣勘探和開發(fā)公司在更廣泛的可再生能源市場，包括綠氫市場的參與度越來越高。今年，英國石油公司、殼牌公司、雷普索爾公司和葡萄牙GALP公司都宣布了綠氫發(fā)展計(jì)劃。(儲寶 編譯)

觀點(diǎn)》》》

全球綠氫和藍(lán)氫項(xiàng)目或在2020年至2035年期間吸引價(jià)值約4000億美元的投資，其中交通運(yùn)輸和基礎(chǔ)設(shè)施所占資本支出份額最大(預(yù)計(jì)將達(dá)1300億美元)。到2035年，綠氫產(chǎn)能約達(dá)30GW，藍(lán)氫項(xiàng)目也將日益受到歡迎。 ——Rystad Energy

氫在能源轉(zhuǎn)型方面將發(fā)揮重要作用，可在工業(yè)供熱等難以脫碳的領(lǐng)域補(bǔ)充或取代其他燃料。氫經(jīng)濟(jì)已經(jīng)開始嶄露頭角——全球每年大約生產(chǎn)1億噸。但在2020年，約99.6%的氫是由碳密集型來源產(chǎn)生(天然氣、煤制氫)，綠氫目前只占極小份額。 ——Woodmac

因成本下降和各國政府對低碳轉(zhuǎn)型的政策支持，到2023年，全球?qū)G氫的投資預(yù)計(jì)將超過10億美元/年。到2030年，綠氫項(xiàng)目的裝機(jī)容量將超過23GW，是目前的280倍。 ——IHS Markit(馬睿 編譯)