21世紀的燃料
和天然氣一樣，氫可以用來給建筑物供暖和為汽車提供動力。與天然氣和汽油不同，燃燒氫氣不會產(chǎn)生二氧化碳，它唯一的副產(chǎn)品是水蒸氣和熱量。
氫是宇宙中最豐富的元素，但它作為氣體在地球上不是可以自由獲取的，而是與許多常見的物質(zhì)結(jié)合在一起，包括水和化石燃料。
20世紀70年代初，氫首次被正式提出作為一種可靠的替代能源，但直到現(xiàn)在，作為一種能源它從未被證明具有一定規(guī)模的競爭力。我們發(fā)現(xiàn)，由于日本決定將進口氫作為其經(jīng)濟的核心，未來幾十年全球?qū)涞男枨髮⒋蠓黾印Ｉa(chǎn)成本正在下降，技術(shù)正在進步，發(fā)展非核、低排放燃料的勢頭正在形成。我們總結(jié)出澳大利亞在從氫工業(yè)和市場的增長中獲益方面處于非常有利的地位。
澳大利亞通過發(fā)展大規(guī)模氫氣生產(chǎn)能力的關(guān)鍵機會
氫出口
對澳大利亞來說，最直接的經(jīng)濟機遇是將自己打造成日本和韓國等國家的氫能源首選供應(yīng)商，這些國家急需氫氣作為一種低成本的減排途徑。
包括挪威、文萊和沙特阿拉伯在內(nèi)的幾個國家正在積極尋求全球氫氣供應(yīng)市場。然而，澳大利亞作為兩種商業(yè)上可行的低排放制氫方法的供應(yīng)國，擁有一些關(guān)鍵的天然優(yōu)勢。氫一旦被生產(chǎn)出來，就可以像液化天然氣（LNG）一樣以液態(tài)氫（LH2）的形式出口，或者以化學方式轉(zhuǎn)化成另一種形式，如氨。
橫跨澳大利亞各州和轄區(qū)氫生產(chǎn)的能源資源選擇
可再生氫是通過一種被稱為電解的過程將水分子分解成氫和氧，由太陽能、風能或水電提供動力。澳大利亞擁有豐富的土地面積和可再生能源資源，可用于工業(yè)規(guī)模的電解制氫。對于一個大規(guī)模的出口行業(yè)，將需要新的專用太陽能和風電。
碳捕獲和儲存氫（CCS氫）可以從澳大利亞豐富的煤炭和天然氣儲備中生產(chǎn)，特別是我們露天開采的褐煤。從化石燃料中提取氫的過程都產(chǎn)生了不需要的二氧化碳排放作為副產(chǎn)品，但其影響可以通過在地下儲存地點捕獲和隔離碳來減輕。
澳大利亞目前的氫相關(guān)活動
澳大利亞的優(yōu)勢在于，它擁有已被證實的海上設(shè)施，適用于大規(guī)模CCS制氫工業(yè)所需的封存。一個由日本牽頭的財團正在測試這種方法的可行性。該財團于2018年4月啟動了一個耗資5億美元的示范項目，在維多利亞的拉籌伯谷用褐煤生產(chǎn)氫氣。
進入日本能源市場是那些正在競標成為全球氫供應(yīng)商的國家的獎賞。按國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）計算，日本是全球第三大經(jīng)濟體。目前，其94%的能源依賴進口，如煤炭、石油和天然氣。
本報告所考慮的制氫途徑
日本國內(nèi)無法獲得替代這些能源所需的低排放資源，因此，日本向氫能源轉(zhuǎn)型的全面數(shù)十年計劃，既包括在國內(nèi)使用氫燃料，也包括向國際合作伙伴提供氫燃料，使其成為氫燃料的生產(chǎn)者和潛在的氫技術(shù)客戶。同樣，韓國81%的能源依賴進口，并已表示將大力發(fā)展氫能源。
澳大利亞已經(jīng)是日本值得信賴的能源供應(yīng)國，日本購買了澳大利亞近一半的液化天然氣出口，2017年總價值為230億澳元。我們現(xiàn)有的貿(mào)易關(guān)系和在液化天然氣方面的國內(nèi)專業(yè)知識，使我們有良好的條件來追求氫燃料工業(yè)的串聯(lián)出口。如果政策正確，到2030年，澳大利亞的氫氣出口將貢獻17億澳元，并提供2,800個工作崗位。
國內(nèi)經(jīng)濟
在澳大利亞國內(nèi)市場，有許多機會使用氫作為天然氣的替代品。隨著時間的推移，氫技術(shù)的進步將使這些機會變得越來越有吸引力。
提供氫氣的首要考慮是安全及社區(qū)意識。與液化天然氣一樣，氫的使用也需要謹慎的監(jiān)管。幾十年來，氫氣在工業(yè)上已經(jīng)安全生產(chǎn)并大量使用，而且通常通過歐洲和美國的管道運輸。在適當?shù)谋O(jiān)管環(huán)境下，隨著社區(qū)逐漸習慣使用這項技術(shù)，人們對它的信心也會增強。
氫氣可以以10%的體積安全地添加到天然氣供應(yīng)中，而無需改變管道、設(shè)備或法規(guī)。隨著時間的推移，隨著對現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的修改，氫氣可以完全取代天然氣用于家庭烹飪、取暖和熱水。從長遠來看，氫可以用于如目前二氧化碳排放量較高的鋼鐵、化肥和水泥生產(chǎn)等高溫制造過程。
由電力和水生產(chǎn)氫氣的電解裝置提供了一個快速響應(yīng)負載，非常適合后續(xù)間歇性可再生能源發(fā)電。作為電力負荷，電解裝置可以進行快速的升降而不產(chǎn)生任何后果，從而為電網(wǎng)的頻率控制服務(wù)做出貢獻。一旦生產(chǎn)出來，儲存的氫可以用于渦輪機或燃料電池來發(fā)電。這些能力將有助于國家電網(wǎng)的恢復(fù)能力。
不同制氫途徑的成本、效率和二氧化碳排放
在占澳大利亞總排放量18%的運輸行業(yè)，氫燃料電池是替代電池為電動機提供動力的一種選擇。日本政府設(shè)定的目標是，到2020年，氫燃料電池汽車的上路數(shù)量達到4萬輛。澳大利亞已經(jīng)在探索移動應(yīng)用，包括氫動力汽車、垃圾車和叉車。我們預(yù)期未來國內(nèi)對氫動力長途重型運輸?shù)男枨螅ㄈ绻财?、卡車、火車和輪船?
全澳大利亞受益
澳大利亞制氫工業(yè)的好處可以被廣泛分享。幾乎每個州和地區(qū)都有強大的太陽能和風能潛力來驅(qū)動電解。塔斯馬尼亞州有大量的水電基礎(chǔ)設(shè)施。維多利亞、西澳大利亞、南澳大利亞、昆士蘭、北領(lǐng)地和新南威爾士州都有可以用來生產(chǎn)CCS氫氣的碳儲存資源。南澳大利亞和澳大利亞首都直轄區(qū)還有正在準備中的氫氣示范項目，由充足的可再生能源發(fā)電提供。
氫在電力系統(tǒng)中的作用
隨著拉籌伯山谷5億澳元的氫供應(yīng)項目的啟動，大多數(shù)主要的設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施將不得不建在主要城市之外。在南澳大利亞的林肯港和西澳大利亞的皮爾巴拉地區(qū)附近，還計劃有更多電解試驗項目，這兩個項目都將用于生產(chǎn)用于化肥生產(chǎn)的氨。
氫也有可能成為澳大利亞偏遠地區(qū)的一種能源，比如在礦區(qū)，現(xiàn)場生產(chǎn)的氫燃料電池取代了柴油發(fā)電機。
下一個步驟
這份報告的目的是標記澳大利亞氫能源潛力的范圍，并為國家戰(zhàn)略進行框架討論。工業(yè)界已表示有意投資，但也認識到各級政府在接觸全球合作伙伴和在國內(nèi)建立正確政策環(huán)境方面的重要作用。
作為至關(guān)重要的第一步，國家氫戰(zhàn)略的發(fā)展將詳細確定利用我們的主要地位的必要行動。
國家氫戰(zhàn)略可以定義政府和行業(yè)在以下方面的角色：
?國際協(xié)議和法規(guī)，包括航運，將澳大利亞定位為世界領(lǐng)先的氫出口國。
?確保氫行業(yè)各方面安全的標準。
?允許在現(xiàn)有的國內(nèi)天然氣供應(yīng)中添加氫氣的法規(guī)。
?氫燃料汽車的加油基礎(chǔ)設(shè)施和法規(guī)。
我們得出的結(jié)論是，在碳約束的全球經(jīng)濟中，氫具有重要的地位，澳大利亞可以通過加快對氫的吸收而獲益。氫氣市場是我們的。
氫能理事會對2050年氫需求增長的預(yù)測
向日本運送液化氫的成本，按澳元每公斤計算（CSIRO路線圖中2025年的數(shù)據(jù)）
燃料電池電動汽車包括一個燃料電池組，一個氫燃料箱以及一個小電池
儲存技術(shù)的比較
澳大利亞氫吸收的假設(shè)軌跡（并非基于模型）
