隨著全球主要經(jīng)濟(jì)體競(jìng)相開(kāi)發(fā)可行的清潔氫氣生產(chǎn)設(shè)施,采用碳捕獲和儲(chǔ)存 (CCS) 技術(shù)可以為這個(gè)新興市場(chǎng)提供一個(gè)切入點(diǎn)。
對(duì)"藍(lán)色"氫氣的批評(píng),基于其與化石燃料的聯(lián)系,可以說(shuō)忽視了隨著可再生"綠色"氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施和市場(chǎng)建立,它將發(fā)揮的作用。發(fā)展當(dāng)?shù)貧錃馐袌?chǎng),并首先擁有本地化氫需求的經(jīng)濟(jì),對(duì)于可持續(xù)生產(chǎn)的氫氣用于為家庭供暖的未來(lái)至關(guān)重要:燃料飛機(jī)、船舶和卡車;和電網(wǎng)和重工業(yè)。
可再生氫氣日益被視為一個(gè)勇敢的能源新世界。氫氣具有令人振奮的全球脫碳潛力:它不僅是世界上最常見(jiàn)的物質(zhì),而且重要的是,它可以燃燒,以產(chǎn)生只有水的能量,而不是碳作為副產(chǎn)品。
不出所料,世界各國(guó)已經(jīng)在這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)中爭(zhēng)奪桿位。2020年12月,英國(guó)首相鮑里斯?約翰遜(Boris Johnson)在英國(guó)將"清潔"氫氣列為他10點(diǎn)"綠色工業(yè)革命"的第二點(diǎn),并確認(rèn)英國(guó)打算成為清潔、低碳?xì)渖a(chǎn)和使用領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者。
發(fā)展當(dāng)?shù)貧錃馐袌?chǎng),并首先擁有本地化氫需求的經(jīng)濟(jì),對(duì)于可持續(xù)生產(chǎn)的氫氣的未來(lái)至關(guān)重要
其他國(guó)家也表達(dá)了類似的雄心壯志。澳大利亞于2019年底發(fā)布了國(guó)家氫氣戰(zhàn)略,以期到2030年成為世界領(lǐng)先的氫氣出口國(guó),并已與德國(guó)簽署了一項(xiàng)聯(lián)合氫氣計(jì)劃。在美國(guó),拜登政府宣布了到2030年將溫室氣體排放量減少50-52%的目標(biāo),氫氣可能在這方面扮演著很大的角色。歐盟發(fā)布了自己的氫氣戰(zhàn)略,要求加速采用綠色氫氣,以實(shí)現(xiàn)歐盟到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo),而阿聯(lián)酋等主要原油生產(chǎn)國(guó)同樣希望將氫氣發(fā)展成為后石油世界的專家產(chǎn)業(yè)。
機(jī)會(huì)
氫氣的生產(chǎn)并不新鮮。"棕色"和"灰色"氫氣已經(jīng)通過(guò)碳密集型工藝(如煤氣化)在工業(yè)質(zhì)量上產(chǎn)生。根據(jù)氣候變化委員會(huì)的數(shù)據(jù),英國(guó)每年已經(jīng)生產(chǎn)大約27TWh的灰氫。
毫無(wú)疑問(wèn),長(zhǎng)期氫的未來(lái)正朝著綠色或可再生氫的方向發(fā)展。這是利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫氣。這個(gè)過(guò)程是碳中和的,首先撇開(kāi)開(kāi)發(fā)這些設(shè)施所需的碳不談。氫氣中捕獲的能量可以儲(chǔ)存在燃料電池中,用于汽車供電或引入氣網(wǎng)供加熱和烹飪使用。這種清潔的足跡使綠色氫氣成為滿足世界長(zhǎng)期能源需求的一個(gè)有吸引力的命題。
然而,圍繞綠色氫氣的科學(xué)仍在發(fā)展,與棕色和灰色的等價(jià)物相比,生產(chǎn)成本仍然很高,更不用說(shuō)化石燃料了。
縮小差距
與灰色和棕色的氫氣一樣,藍(lán)色氫氣是通過(guò)依賴化石燃料的工藝產(chǎn)生的。然而,碳排放不是排放二氧化碳,而是使用CCS技術(shù)被困在地下或海底。這意味著,藍(lán)色氫氣受益于現(xiàn)有棕色和灰色生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生的規(guī)模經(jīng)濟(jì),同時(shí)保持相對(duì)溫和的碳足跡。
對(duì)其生產(chǎn)的批評(píng)集中在它對(duì)煤炭和天然氣的依賴上,以及CCS是否捕獲了足夠的排放??梢哉f(shuō),這種批評(píng)忽視了藍(lán)氫在未來(lái)幾十年中在氫工業(yè)發(fā)展中將發(fā)揮的作用。要使氫氣市場(chǎng)真正迅速擴(kuò)大規(guī)模,開(kāi)發(fā)當(dāng)?shù)氐臍錃馐袌?chǎng)和擁有存在局部氫氣需求的經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。目前,這一點(diǎn)尤為重要,因?yàn)槿驓錃饨灰资袌?chǎng)需要一段時(shí)間才能成熟。
根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)2020年12月的一份報(bào)告,目前綠色氫氣的價(jià)格是藍(lán)氫的2到3倍。此外,彭博社NEF估計(jì),到2050年,全球生產(chǎn)和儲(chǔ)存投資將達(dá)11萬(wàn)億美元左右,而綠色氫氣需要比現(xiàn)在世界更多的電力來(lái)滿足全球四分之一的能源需求。
雖然多年來(lái)可再生能源的生產(chǎn)成本大幅下降,電解技術(shù)創(chuàng)新也在不斷推進(jìn),但再生氫可能要過(guò)幾年才能被視為獨(dú)立的能源解決方案。在此期間,穩(wěn)定和具有成本效益的藍(lán)氫供應(yīng)將允許發(fā)展新的氫基工業(yè)和吸收機(jī)會(huì),如氫動(dòng)力汽車:創(chuàng)造可持續(xù)生產(chǎn)的氫氣的需求最終將能夠填補(bǔ)。藍(lán)氫在一般CCS技術(shù)開(kāi)發(fā)中也起著一些作用。
脫碳不是一場(chǎng)全有或全無(wú)的游戲,對(duì)于世界來(lái)說(shuō),要以速度和規(guī)模脫碳,就必須采用這種臨時(shí)措施和危害最小化技術(shù)——即使這些措施可能不是碳中和的真正理想。事實(shí)上,國(guó)際能源機(jī)構(gòu)曾表示,如果不使用CCS,實(shí)現(xiàn)凈零將"幾乎不可能"。澳大利亞和英國(guó)也認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn):兩國(guó)最近簽署了一項(xiàng)協(xié)議,建立包括CCS在內(nèi)的低排放技術(shù)研發(fā)伙伴關(guān)系:他們的個(gè)人戰(zhàn)略將低碳和碳捕獲技術(shù)作為減少排放的主要手段。
石油和天然氣行業(yè)正日益看到氫氣投資的長(zhǎng)期利益,特別是替代收入來(lái)源的潛力。主要企業(yè)已經(jīng)在現(xiàn)有的管道和氫氣進(jìn)口終端進(jìn)行大規(guī)模投資。與小型可再生氫生產(chǎn)商相比,這些企業(yè)很有可能是這些企業(yè),它們將開(kāi)創(chuàng)氫氣未來(lái)的巨大潛力。
通過(guò)創(chuàng)建必要的供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施和開(kāi)拓新的起飛機(jī)會(huì),藍(lán)氫可以為綠色氫氣的出現(xiàn)創(chuàng)造基礎(chǔ),因?yàn)閮r(jià)格下降和技術(shù)改進(jìn)。僅僅把它看作是一個(gè)"偽裝的污染者"將是一個(gè)錯(cuò)誤。
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