氢气: 为什么这次有所不同

Daryl Wilson,氢能委员会 (Hydrogen Council) 常务董事

对将氢气作为能源抱持怀疑态度的人指出了氢气过去一直面临的技术和成本挑战。这些都是实实在在的挑战。绿色氢气的生产成本很高。世界上还没有足够的可再生能源可供大规模生产绿色氢气。而大型电解器相对来说尚未经过测试。

但怀疑论者没有抓住要领,原因有三。首先,如果我们要生存,人类需要的不仅仅是降低碳排放,还要迈向一个净零排放的世界。第二,这就意味着完全向可再生能源转型。最后,氢气显然是在全世界范围内转移推动可再生能源的好办法。

这么说是什么意思?

可再生能源是很丰富的。我们可以从中生产无穷无尽的电力。但是,在消耗能源的地方,阳光照射并不总是最强烈,风也并不总是吹得最猛烈。而长距离的电力输送会导致大量的能量损失。未来,使用可再生能源生产的电力将用于生产绿色氢气,然后绿色氢气将传输到全球各处有需要的地点。

可再生能源已经改变世界

我们已经习惯于以供应和消费的离散范畴来思考能源问题。从石油中提取的液体驱动交通运输。天燃气为家庭和建筑物供暖。而由化石燃料、核能或更新近的可再生能源产生的电力则为其余很多领域提供动力。

未来场景必将焕然一新,所有能源最终都来自于可再生能源——太阳能、风能,可能还有核能,以及氢气作为能源储存及运输的补充办法。

首先,使用可再生能源生产的电力将取代使用化石燃料生产的电力。然后,电力将在越来越多的应用中逐渐取代其他动力源,正如我们在电动汽车崛起中窥见的情况。

将这些电力转移到世界各地正是氢气的用武之地。例如,电力将由撒哈拉沙漠的太阳能产生,然后通过管道从北非运到欧洲,或在澳大利亚发电,然后再运到日本。氢气进入这些国家后,便可以用于发电站发电,以及用作运输燃料或工业原料等最终用途。

撒哈拉

北非

澳大利亚

日本

正是氢气的这种系统性作用(本质上是可再生能源得以转移的载体),意味着这次的情况对氢气来说有着根本性的不同。三四十年甚至七十年前,氢气梦想家们曾设想将这种燃料用于特定的最终用途——例如,为飞机提供动力。这意味着氢气必须与众多通常更加完善、更加廉价的替代品竞争。这是一条崎岖不平,需要艰难攀登的道路。

现在,这些特定的最终用途对于氢气消费来说重要性最低。首要因素是促进因素,或是可再生能源革命,现在这一革命不可避免。

绿色是未来的发展方向

几十年前,可再生能源专家仅仅将氢作为用于运输的化石燃料替代品进行推介。如今,碳中和梦想家们相信,氢是凝聚绿色革命力量的粘合剂。氢为新能源世界提供了关键功能。

政府正在采取行动

这并不是简单的痴心妄想。全球超过 30 个政府正在考虑作出承诺,不仅仅要减少排放,还要使排放达到净零水平。英国和法国已做出法律承诺,要到 2050 年之前实现此目标,瑞典为到 2045 年之前实现此目标,而澳大利亚和中国则为实现此目标制定了政策文件。

30+ 政府正在讨论“零排放”承诺
16x 到2030年,企业对氢能研究的投入
760亿美元 全球对氢能产品的投资
2.29~2.81美元 到2030年,每生产1公斤绿色氢燃料的成本

而多国政府已承认氢气将发挥关键作用,不仅可充当具有特定最终用途的燃料,而且可充当转移能源的手段。

在全球范围内,各国已承诺为氢气项目提供 760 亿美元资金。最大的单笔承诺(达到 194.5 亿美元)来自日本,该国在国内生产可再生能源的能力非常有限。而该国签署了一项协议,从澳大利亚大量进口氢气。换言之,世界上一大主要能源消费国正在全面致力于转向氢气,将其作为开发可再生能源的手段。

这些资金承诺所催化的变革速度非常惊人。1 月,咨询公司麦肯锡 (McKinsey) 从氢能委员会 (Hydrogen Council) 的年度洞察报告中确认,截至今年年初,全球已经宣布的大型氢能项目达 228 个。

到了 7 月,这一数字增加到 359 个。这意味着,仅今年前 6 个月内公布的重大氢能项目,就占到了全球所有已宣布重大氢能项目的三分之一。

企业纷纷跟进

仅政府投资本身肯定远远不够,但政府投资会刺激私人投资,而私人投资又会推动技术突破。政府支持也意味着绿色氢气项目的建设将达到前所未有的规模,产生规模经济,并帮助压低清洁燃料的价格。

这正是我们近几十年来在可再生能源领域看到的情况,因为技术投资和规模化运作逐渐将太阳能和风能的发电成本压低到与化石燃料旗鼓相当的地步,而在阳光或风力充足的地区,这些成本往往会更低。

上一波氢气技术研究浪潮出现在 20 世纪 90 年代,但由于没有明确的燃料市场,进一步开发获得的企业支持有限。而这一次明显有所不同。在分析氢能委员会 (Hydrogen Council) 成员公司的投资时,我们看到了明显的加速趋势。与 2019 年的支出相比,委员会成员们预计到 2025 年将增加 6 倍投资,到 2030 年将增加 16 倍投资。

即使在没有采用零排放目标的国家/地区,企业也在纷纷争取向氢能转型。公司具有全球思维,他们知道自己将需要达到高环境标准,才能向排放目标严格的市场出口产品。

投资正开始降低绿色氢气生产的成本。2016 年,澳大利亚政府委托编制的一份报告显示,到 2030 年,用可再生能源生产氢气的成本可能下降到 9.10 美元/公斤。今年,该政府委托编制的一份新报告显示,2030 年每公斤的价格可能介乎 2.29 至 2.81 美元之间,大约是 4 年前预测价格的四分之一。

对于氢气作为一种全球燃料兴起所面临的挑战,没有必要轻描淡写。

成本令人望而却步,并需要巨大的技术进步。但这些问题都可以通过投资驱动的创新来解决。

这条路径很清晰,政府和公司已经在这条路上大步前进。各种障碍将被清除,就像可再生能源过去几十年来的情况一样。

Daryl Wilson 是全球首席执行官联盟——氢能委员会 (Hydrogen Council) 的常务董事。Wilson 先生在环境和可持续发展领域工作了数十载,包括担任燃料电池和电解技术供应商 Hydrogenics 的首席执行官,以及在丰田 (Toyota) 和 Dofasco 等公司任职。