观察 | 全球氢能开发仍需破除诸多瓶颈

来源：中国石油报 时间：2024-05-21 15:18

　　上海社科院 孙霞 

　　全球氢能开发主要集中在中东、欧盟和亚太国家

　　在全球范围内，氢能开发领先的国家无论在政策、资金和技术研发投入，还是供应链和价值链合作方面都占据优势。

　　在中东，2022年，阿联酋发布《2050年国家氢能战略》，旨在到2031年加强阿联酋作为氢生产大国的地位。阿联酋将通过发展供应链、建立氢绿洲和专门的国家氢技术研发中心来实现这一目标。该战略有助于培育阿联酋国内市场，并加强区域合作，建立区域氢市场，加强研发投资，提高氢能生产、运输和利用的成本效益。沙特阿拉伯的城市Neom将于2024年生产第一批绿氢。Neom绿色氢能公司（NGHC）首席执行官哈米德·阿尔加姆迪（Wesam Alghamdi）表示，氢能创新开发中心（HIDC）将配备一个20兆瓦的氢电解槽装置，并将作为研发设施运行。该中心与Neom的水电子公司Enowa合作生产，计划每天生产8吨绿氢。基于这些专业知识和设备，NGHC的目标是到2026年底，每天生产600吨绿氢。一般说来，中东地区的绿氢项目主要以出口到欧洲和亚洲市场为目标。然而，阿联酋的目标是到2031年成为低碳氢的领导者，并计划使用氢能实现国内工业和高排放密集型行业的脱碳。阿联酋正考虑在国内需求得到满足后才会出口。

　　在欧盟，其目标是到2030年进口1000万吨氢。2022年，欧盟委员会启动了欧洲氢能银行（EHB）作为融资工具，以加速欧洲建立完整的氢能价值链。欧盟与南地中海国家的绿色氢能合作伙伴关系将促进从相邻的非欧盟国家进口氢能，并激励全球合作伙伴脱碳。欧洲氢能银行已通过首次试点拍卖，向7个绿氢和绿氨项目投资约7.2亿欧元（约7.73亿美元）。

　　在美国，美国国家石油委员会（NPC）于今年4月发布了一份研究报告《驾驭氢能：美国能源未来的关键要素》，评估了在美国大规模部署氢能，在难以减排的行业中应用氢能，以较低成本实现美国碳减排目标的前景。对于美国来说，发展氢能的最大优势是丰富的太阳能、风能等低碳能源资源，以及完善的境内油气管道、墨西哥湾沿岸的贸易枢纽等基础设施。

　　在亚太，日本计划到2040年氢能消费量达到1200万吨，并早已在2017年制定了《氢能基本战略》。根据能源情报（Energy Intelligence）的一份报告，日本天然气公用事业部门的目标是到2030年使氢能取代1%的城市燃气供应，到2040年取代50%，到2050年取代90%。韩国希望到2036年实现7.1%的氢发电占比。韩国已经公布了一份氢能补贴草案，并计划引入美国式的生产税收进行抵免。如果这两种补贴计划被采用，韩国将在保障国家能源安全的前提下，通过建立低碳氢贸易的全球氢供应链来扩大国内氢生产规模，建立低碳氢生态系统。伍德麦肯兹预计，到2030年，日本的氢需求将达到24万吨/年，韩国的氢需求将达到50万吨/年。到2050年，日本的氢需求预计达到920万吨/年，而韩国将达610万吨/年。2021年12月10日，澳大利亚发布首份《氢能状况报告》，作为2019年发布的《国家氢能战略》的一部分。2020年1月，澳大利亚与日本签署了联合声明，在2018年合作创建氢能供应链项目的基础上继续合作，建立世界上第一个国际液态氢供应链。

　　成本高、标准缺乏等因素制约氢能大规模开发

　　首先，成本仍然较高，价值链降本增效是关键。根据普华永道的数据，到2030年，东亚地区（主要是日本和韩国）和中欧地区的氢价格在每公斤3.5~4.0欧元之间，是全球成本最低的地区的氢价格的5倍，这将导致这些国家和地区优先进口低价氢能以满足需求的快速增长。

　　造成价格差异的另一个重要原因是廉价且可获得的可再生能源发电。亚洲要进入氢经济时代，需要加速氢价值链的发展，降低氢的生产成本，并支持氢在更多领域的应用。欧洲有些国家可以获得廉价的太阳能和风能，如葡萄牙、西班牙和挪威，但可再生能源发电量不足以满足整个地区的需求，进口低碳氢将更加经济。

　　其次，缺乏全球统一的低碳氢标准。亚洲地区各国标准不一。印度的标准是生产每公斤氢气产生2公斤二氧化碳当量，韩国是产生4公斤二氧化碳当量，中国是产生近5公斤二氧化碳当量。欧盟的低碳氢标准是生产每公斤氢气产生3.4公斤二氧化碳当量。考虑到制氢过程中的方法不同和电力消耗来源差异，计算方式也不同。

　　各国对低碳氢生产方式也存在争议。在欧洲，低碳氢主要指通过电解水生产的氢气。生产商必须证明生产过程中使用的是可再生能源发电，并且在地理、时间上与生产地点相关。美国《通胀削减法案》中清洁氢的标准为“生产每公斤氢能产生的全生命周期温室气体排放量不超过4公斤二氧化碳当量”。美国国家石油委员会发布的氢能报告中选择不使用清洁氢一词，因为它仅仅考虑了温室气体排放的影响，但未考虑其他环境因素的影响。而美国国家石油委员会（NPC）使用更具描述性的术语——低碳强度氢，而不是欧洲的低碳氢。中国氢联盟提出了首个世界范围通用的低碳氢标准，提出低碳氢、清洁氢和可再生氢的标准和评估，以推动氢能产业链的可持续发展。

　　最后，成熟的氢能贸易供应链和基础设施短缺。为确保氢能贸易的可追溯性，各国正在采用“低碳氢认证”计划。与项目开发商特别相关的是欧盟联盟数据库的开发，该数据库将跟踪所有气体燃料（包括天然气和低碳氢）的轨迹。为此，欧盟提议，所有欧洲经济区以外生产的气体燃料都不符合欧盟标准。这将大大降低欧洲经济区以外项目的商业可行性，例如美国。由于来自美国等地区生产的氢能可能很难进入欧盟市场，便不得不考虑出口到东亚地区。

　　此外，建立低碳氢贸易路线和供应链将在短期内对基础设施建设提出迫切要求。短期内，要满足欧盟的强制性低碳氢标准，供应商不得不采取补贴支持政策。一些专门针对进口的措施，如欧盟碳边境调节机制（CBAM）的引入和欧盟排放交易体系下免费配额的逐步取消，将要求氢和氢衍生物的进口商通过购买CBAM证书为生产过程中产生的二氧化碳付费。因此，预计未来5~10年内，欧盟的氢能合作伙伴将加速低碳氢的生产步伐。

责任编辑：余璇