近年來,氫能已被視為實現(xiàn)凈零排放目標的重要能源選擇。電解水制氫和裝備了CCUS的化石燃料制氫項目都獲得巨大的投資支持。全球能源危機則進一步放大了氫能發(fā)展勢頭。許多國家,特別是歐洲國家都希望通過低碳氫來減少對化石燃料的依賴,既能推動實現(xiàn)去碳化目標,又能保障國家能源安全。不過,低碳氫在工業(yè)和能源領(lǐng)域的推廣仍處于初級階段。
發(fā)展氫能有助于保障能源安全
全球能源危機進一步凸顯出能源政策的重要性。能源政策必須為能源安全和實現(xiàn)氣候變化目標提供保障。發(fā)展氫能有助于降低化石燃料依賴,一方面可以用氫能替代終端應(yīng)用領(lǐng)域使用的化石燃料,另一方面氫能生產(chǎn)也可從化石燃料制氫轉(zhuǎn)向可再生能源制氫。國際氫能市場的發(fā)展則能促進能源供應(yīng)多樣化,有助于能源進口國保障本國能源安全。
在各國政府采取有力措施兌現(xiàn)氣候承諾的情況下,到2030年,發(fā)展氫能有望減少140億立方米/年的天然氣用量、2000萬噸/年的煤炭用量和36萬桶/日的石油用量,這超過了目前哥倫比亞全國的化石燃料供應(yīng)量。 未來須加快氫能技術(shù)創(chuàng)新
為推動氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,未來10年應(yīng)當大規(guī)模推廣氫能技術(shù)并加速技術(shù)創(chuàng)新。
2021年,關(guān)鍵氫能技術(shù)得到大規(guī)模推廣。去年,電解水制氫新增裝機容量超過200兆瓦,打破了2020年的新增裝機容量紀錄,同時比2020年的新增裝機容量增加了3倍多。如果計劃中的所有電解水制氫項目均能投產(chǎn),那么到2030年,全球電解水制氫裝機容量將達134~240吉瓦。根據(jù)IEA去年發(fā)布的《2021年全球氫能回顧》報告,2030年電解水制氫裝機容量預(yù)計僅為54~91吉瓦,今年的預(yù)測數(shù)據(jù)較去年大幅增加。然而,目前只有約9吉瓦的電解水制氫項目進入了最終投資決定(FID)階段。電解水制氫需求增長前景看好,推動了全球電解水裝置產(chǎn)能增長,目前全球年產(chǎn)能已達到8吉瓦,到2025年,產(chǎn)能有望達到50吉瓦。
氫燃料電池汽車(FCEV)是正在迅速發(fā)展的氫能應(yīng)用新領(lǐng)域。截至2021年底,全球氫燃料電池汽車保有量約5萬臺,2020年這一數(shù)字為3.3萬臺。自2014年投入商用以來,2021年是氫燃料電池汽車保有量最高的一年。氫燃料電池汽車以乘用車為主,但也有一些氫燃料電池卡車示范項目。2021年,中國在氫燃料電池卡車領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,部署了近800臺氫燃料電池重卡。
也有一些氫能應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展相對遲緩,如與CCUS技術(shù)相關(guān)的氫能生產(chǎn)。2021年,全球裝備了CCUS的化石燃料制氫年產(chǎn)能僅為60萬噸,捕集二氧化碳約1000萬噸。這與2020年的產(chǎn)能和碳捕集量基本相當,因為沒有新項目投產(chǎn)。2022年,全球?qū)⒂幸恍┭b備了CCUS的化石燃料制氫項目投產(chǎn)。如果計劃中的化石燃料制氫項目均能投產(chǎn),到2030年,每年可捕集約8000萬噸二氧化碳。
還有一些關(guān)鍵的氫能技術(shù)尚未投入商用,如利用氫能直接還原鐵(DRI)生產(chǎn)技術(shù)、氨燃料動力船和航空合成燃料等。不過,隨著示范項目數(shù)量不斷增加,一些項目有望提前實現(xiàn)商用。DRI示范項目啟動運營一年后,一些商業(yè)級DRI工廠已獲官宣,這些項目主要位于歐洲。氫能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用潛力有望進一步加強,特別是工業(yè)和運輸領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。
氫能項目獲政策支持
除科技進展外,過去一年來氫能政策領(lǐng)域的進展也頗引人關(guān)注。各國不斷出臺新政策提振氫能需求,鼓勵優(yōu)先使用氫能,修訂氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標。目前,低碳氫相關(guān)國際標準正在制定,國際標準化組織(ISO)計劃于2023年底推出相關(guān)技術(shù)規(guī)范草案。此外,一些國家也開始制訂低碳氫認證計劃并完善監(jiān)管措施。
國際氫能貿(mào)易已邁出第一步。2022年初,首艘液化氫運輸船完成首航。一些以氨作為載體的低碳氫出口大型項目已經(jīng)宣布,氨既可直接作為燃料,又可轉(zhuǎn)化為氫燃料。歐盟宣布了REPowerEU計劃,2030年前低碳氫進口量將達到1000萬噸。