近兩年,氫能成為能源領(lǐng)域的“寵兒”,從長(zhǎng)期看,氫能將是全球能源系統(tǒng)的重要組成部分。國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè),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(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.5萬(wàn)億美元。
一些主要油氣資源國(guó)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(guó),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(chǎng)占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)者地位。
作為全球最大LNG出口國(guó)的澳大利亞更是早在2019年就出臺(tái)了氫能?chē)?guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,尋求在全球氫能市場(chǎng)中搶占先機(jī)。
這些油氣資源國(guó)涉足氫能的出發(fā)點(diǎn)何在?具備哪些優(yōu)勢(shì),又將面臨何種挑戰(zhàn)?
出發(fā)點(diǎn):開(kāi)拓出口市場(chǎng)或推動(dòng)自身經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型
具體來(lái)看,油氣資源國(guó)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(chǎng)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(kāi)拓出口市場(chǎng)和自身經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的雙重需求。
出口市場(chǎng)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(chǎng),歐盟能源轉(zhuǎn)型使俄羅斯對(duì)氫能的興趣增加。
俄氣公司預(yù)計(jì),2050年歐洲氫能市場(chǎng)約為1540億歐元。通過(guò)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(chǎng)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(guó)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(guò)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(guó)家發(fā)展氫能為減少油氣經(jīng)濟(jì)依賴。中國(guó)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(guó)日益重視清潔能源的發(fā)展,尋求實(shí)現(xiàn)能源來(lái)源多元化,減少對(duì)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(duì)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(lái)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(kāi)拓出口市場(chǎng)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(guó),已經(jīng)制定了國(guó)家層面的氫能發(fā)展戰(zhàn)略,希望通過(guò)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(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)多元化。
“大玩家”發(fā)展氫能具備哪些優(yōu)勢(shì)?
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,上述油氣資源國(guó)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具備諸多優(yōu)勢(shì),極有可能成為全球氫能市場(chǎng)的大玩家。
首先,這些國(guó)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(chǔ)量豐富且開(kāi)采成本低,可生產(chǎn)藍(lán)氫。此外,俄羅斯核電產(chǎn)能過(guò)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(cè),2020-2025年俄羅斯能以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格(3.38美元/公斤)生產(chǎn)氫,并在全球氫能市場(chǎng)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(guó)能以相對(duì)較低的太陽(yáng)能發(fā)電成本,制造價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)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(yáng)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(guó)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(guó)家之一,境內(nèi)共有輸氣管道超過(guò)17萬(wàn)千米,配氣管道約70萬(wàn)千米,地下儲(chǔ)氣庫(kù)20余座。
未來(lái),俄將通過(guò)長(zhǎng)輸天然氣管網(wǎng)向歐洲和亞洲出口數(shù)千萬(wàn)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(zhuān)家團(tuán)隊(duì),并且已經(jīng)具備了一系列成熟的技術(shù)來(lái)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(guó)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(guò)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(guó)具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。歐盟國(guó)家和中國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)既是油氣消費(fèi)大國(guó),又是未來(lái)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(chǎng)約為1540億歐元。
亞洲國(guó)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(guó)、日本、韓國(guó)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(xiāo)售市場(chǎng)的地理優(yōu)勢(shì),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(guó)發(fā)展氫能仍面臨諸多挑戰(zhàn)
一是國(guó)家對(duì)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(jí)分析師尤里·梅爾尼科夫指出,由于俄羅斯尚未出臺(tái)到2050年的減排計(jì)劃,政府沒(méi)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(duì)“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(lái)自貿(mào)易國(guó)的征稅——即對(duì)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(guó)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(tái)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(guó)發(fā)展氫能帶來(lái)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(guò)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(zhǎng)弗拉基米爾·利特維年科表示,在俄羅斯,關(guān)于氫對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)核電水解得到的黃氫,澳大利亞制氫主要通過(guò)褐煤氣化,得到灰氫。在一定時(shí)期內(nèi),上述資源國(guó)的綠氫產(chǎn)能有限。
以俄羅斯為例,俄國(guó)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(guó)在內(nèi)的歐洲國(guó)家氫能戰(zhàn)略目標(biāo)是完全改用綠氫,這意味著必須通過(guò)電解水、風(fēng)光發(fā)電和生物質(zhì)燃燒獲得,藍(lán)氫在未來(lái)并不能夠滿足能源伙伴的需求。俄羅斯水力發(fā)電并無(wú)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(tái)大規(guī)模的發(fā)展計(jì)劃。未來(lái)10-15年,俄羅斯缺少綠氫的主要來(lái)源——“綠色”能源。
總之,雖然各國(guó)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(chǎng)優(yōu)勢(shì),但都面臨一些短期內(nèi)難以克服的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的道路上,還需依賴制氫、儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)的技術(shù)進(jìn)步和國(guó)家政策的推動(dòng)。