运输阳光: 澳大利亚和日本带来的全球氢能经济启示
Patrick Gorr，Arup 全球氢能主管
2019 年，澳大利亚首席科学家 Alan Finkel 在华盛顿特区向由政府科学家组成的国际听众发表了演讲。他解释了利用太阳能发电来生产氢气将如何使澳大利亚和其他国家有机会“大规模地运输阳光”，并帮助世界大幅减少碳排放。
从科学角度来说，他是正确的。从世界地图上看，可再生能源是一幅拼图: 在许多地区丰富而廉价，但在其他能源消耗高的地区却明显缺乏。由可再生能源产生的绿色氢气转移时的能量损失可以少于电力，是一种在世界各地分配可再生能源的手段。
来自混合太阳能光伏和陆上风力系统的长期氢气成本
资料来源: 国际能源署 (International Energy Agency/IEA)
然而，从市场的角度来看，还存在很多其他变动因素，涉及国家级别的政治、竞争和贸易平衡问题，以及可能不得不为巨型太阳能发电场让路的居民的权利等。处于这两者之间的将是企业，他们要研究如何适应能源革命；当然，还有大量的投资。最终结果如何尚不完全清楚，但我们可以围绕它提出一些想法。
规模和空地
Finkel 博士在其 2019 年的演讲中估计，如果预测的氢气需求增长成为现实，那么到 2050 年，将需要 10,000 吉瓦的可再生能源容量，专门用于绿色氢气生产。
2020 年底，可再生能源的全球装机容量仅为 2,799 吉瓦。其中只有极小部分可用于氢气生产，而大部分则被输送入当地电网。去年新增的 260 吉瓦容量达到了创纪录的水平，但对于需要弥补的差距来说，只是沧海一粟，要想大规模生产氢气，就必须弥补这一差距。
这些庞大的数字具有非常实际的意义。如果氢气将成为未来的燃料，太阳能电池板、风电场和其他可再生电力来源的装机容量必须达到远超当今所有现有水平的规模。想象一下，在偏远的广袤土地上，目之所及尽是巨大的太阳能电池板或风力涡轮机装置。
这在有些地方可以成真。澳大利亚的内陆便是一个选项。人们已谈论过智利的阿塔卡马沙漠，它是另一个选项。撒哈拉沙漠是诱人的第三个选项，这里是地球上人口密度最低的地区之一，不仅日照强烈，而且靠近世界上一大主要能源消费区——欧洲西北部。但也存在巨大的障碍。
可再生能源丰富的偏远地区可以建设大型能源农场向高耗氢国家供应氢能
批评者可能会说，我们以前也来过这里，欧洲帝国早期将土地视为“空地”，并将其用于“生产”，很少考虑到对现有生态系统的影响。同时，当投资者考虑进行数千亿美元的投资时，他们对智利、澳大利亚和撒哈拉的看法就会大不一样。
为什么日本和澳大利亚可以做到
所涉挑战具有复杂性，因此很可能需要国家参与解决问题。而这正是日本和澳大利亚作为早期行动者的切入点，对于如何发展巨型氢能项目，两国政府可以给我们提供大量信息。
澳大利亚拥有所需的土地、气候，而且需要实现出口多样化，脱离对煤炭和天然气等化石燃料的依赖。该国习惯开发巨型项目，拥有一些世界上最大的矿场、天然气出口终端和基础设施，用于在荒凉的土地上大规模转移材料。此类项目留下了技术知识和银行专业知识。
日本是世界排名第三大的经济体，国内能源有限，历来需要大规模进口燃料。该国的繁荣依赖于工业生产，但这面临着零排放政策带来的生存威胁。日本除非实现工业基础脱碳，否则将面临资产搁浅的前景，能够实现产出，但无法向愈加担忧排放问题的市场出售。
2030 年可再生氢气成本 美元/公斤
资料来源: 通过电子邮件分享的氢能委员会 (Hydrogen Council) 幻灯片
在福岛事件之后，政府已经选定将氢能资产作为清洁能源的主要来源，并期望将澳大利亚作为其采购来源。这不会是一条单行道。日本将期望保护其与澳大利亚间的国际收支平衡，可能会对澳出口氢能革命的部分成果，例如公共交通运输车队等。
但关键的一点是，日本将是世界上氢气到岸成本最高的国家之一，但该国已决定押注于这种燃料。为此，该国将目光投向澳大利亚，从日本政府的角度看，澳大利亚虽不是最便宜的氢气来源，但也许是最具有战略意义的可靠来源。
西班牙/葡萄牙
承诺为氢能投资80亿美元
日本
很可能成为第一个绿色氢能的主要消费国
智利
拥有丰富的太阳能制氢资源，正不断吸引人们的关注
其他国家/地区的动向
欧洲也在研究类似的战略考虑。单纯从资源的角度而言，撒哈拉沙漠显然是一个生产绿色氢气的好地方。但它不太可能成为这种燃料的第一个主要来源。
相反，德国与澳大利亚签署了一份氢能谅解协议，设想以巨额成本跨半个世界运输液化氢，尽管这种燃料的水运贸易仍处于原型阶段。
德国还将把目光投向欧洲合作伙伴。荷兰鹿特丹港已纳入关于从澳大利亚运输氢气的可行性研究中。根据氢能委员会 (Hydrogen Council) 的数据，西班牙和葡萄牙都已承诺为氢能提供超过 80 亿美元的资金。这两国也许没有撒哈拉那么多的阳光和空间，但可以将资本投入到基础设施中，以将氢气运往北方。
在全球范围内，比起蒙古广袤的戈壁沙漠，智利吸引了更多的注意力，而蒙古显然应是为日本生产氢气的可再生能源项目来源。智利是拉丁美洲最稳定的经济体之一，拥有大型出口项目的往绩，包括世界上最大的铜矿，其产量占全球产量的 5%。
澳大利亚
德国
西班牙
葡萄牙
日本
这种考虑似乎有局限性，特别是在它们低估了欠富裕国家的氢气生产潜能时。但还有一种更有希望的解读。政府从战略角度思考的事实表明了承诺将氢气作为燃料的程度，这最终将接纳更多的潜在来源。
不过，目前的教训很清楚。我们不仅需要从供需来源及其彼此间的邻近程度方面来理解氢气的未来，还需要从地缘政治和金融市场的角度来理解。如果某地的政府、大型企业和银行能够齐心协力，并同意以迄今几乎无法想象的规模开发项目，那么这些地方的生产和消费可能会首先增加。
Patrick Gorr 是总部设在英国的设计和工程公司 Arup 的全球氢能主管，于墨尔本办事处任职。 他是能源市场商业项目领域的高级财务、成本和项目保证专家，曾在欧洲、英国、非洲、南美洲、澳大利亚和新西兰从事各种能源项目。
