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氢能发展如何成为下一个机遇窗口?(图)

2020/9/23   关键字:   来源:[互联网]
  [中国石油新闻中心2020-09-22]
  9月14日,在2020标普全球普氏亚太石油虚拟会议(APPEC)上,马来西亚国家石油公司执行副总裁兼下游首席执行官ArifMahmood提到:“能源转型将以更快的速度推进,每个人都在谈论这次伟大的重置,我们要怎么做才能活下来?”英国石油公司(以下称bp)在9月14日发布的《2020年度世界能源展望》提出:在2050年之前,能源需求结构将发生根本变化,化石燃料的比例持续降低,可再生能源份额将不断增长。
  随着世界低碳发展的不断深入,全球能源系统结构将更加多元化,不同燃料品种之间的竞争也更为激烈。

  在众多低碳选择中,氢能作为碳中和能源载体,被认为是未来能源转型的希望。美国加州能源委员会已经同意拨款3910万美元在全州建设36个新的氢燃料加油站。对于油气企业来说,该如何把握其中的发展机遇?让我们一探究竟。

  近水楼台先得月
  对油气公司来说,氢能是与业务结合最紧密的二次能源,行业契合度高,油气公司转型氢能领域有着先天的优势,可谓近水楼台先得月。
  天然气制氢是主要的制氢方式之一,其成本仅次于煤炭制氢。而天然气是油气公司的核心业务,资源优势显著,油气企业可以利用现有的油气田作业区开展制氢业务。在刚刚结束的bp主题周上,该公司就表示将天然气转化为氢气进行利用是极具商业潜力的低碳燃料。
  同时,油气企业可以利用管网优势,将天然气与气态氢混输,在LNG和LPG领域丰富的储运经验和基础设施优势将是成本优势所在。意大利天然气运营商Snam与能源公司Saipem就于近期签署了一份谅解备忘录,计划使用和改造现有基础设施网络来进行液态氢及气态氢运输。加油终端网络可以在条件具备的情况下转型为油氢合建站。在2020年中国国际服务贸易交易会上福田汽车就宣布将携手中国石油,打造北京首座70兆帕加氢站。
  与此同时,国际油气企业也在加紧布局,道达尔和荷兰LNG公司PitPoint就于近期开始在荷兰代芬特尔建造一座多燃料站,除了供应传统燃料外,还供应LNG,并提供氢气储存加注服务。
  全球主要国家高度重视氢能的发展,美国、日本、德国等发达国家已经将氢能上升到国家能源战略高度,不断加大对氢能及燃料电池的研发和产业化扶持力度。
  今年7月,《欧盟氢能战略》正式通过,欧盟委员会副主席蒂默曼斯表示,将把“氢经济”作为新的增长引擎。德国政府发布了一项长期战略,以增加氢气的生产和使用,以此作为减少该国温室气体排放计划的一部分,政府计划投资90亿欧元以促进氢的生产和使用。目前,日本拥有世界上最大的制氢工厂,完成了以氢气为动力的汽车开发,并有了本田Clarity等代表作。同时,该国注意配套设施的发展,加氢站不断增加,到2025年,希望实现商业化运行。
  机遇与挑战并存
  发展氢能是助推油气公司转型的战略选择之一,具有广阔的前景,但从产业发展看,油气行业向氢能转型的道路注定曲折非常。
  从能源转型三个必须考虑的因素:可持续、可负担以及安全性,分析具体问题。首先,虽然氢本身是零碳排放的“终极能源”,但从全产业链来看,氢能并不绝对环保。约95%的氢气都是通过将氢原子与甲烷中的碳原子分离这一蒸汽重整的过程产生。这一过程会释放二氧化碳,导致全球变暖。世界能源理事会把这种伴有大量二氧化碳排放制得的氢称为“灰氢”,单一发展“灰氢”依然是一条不可持续的发展路径。
  其次,氢气属于二次能源,需要制备。能源经济与金融分析研究所(IEEFA)近日发布报告称,成本是氢能扩张的决定性障碍,绿氢价格昂贵,约为每公斤3.5—5欧元,在未来一段时间内没有市场竞争力。氢燃料电池技术面临着研发投入和使用成本高的难题,推广普及并不容易。中国工程院院士顾大钊认为:“低成本制氢是可持续发展的关键,而现实是多数制氢成本方式不具备竞争力。”根据日本氢能研究机构数据,氢气成本下降到30元,才能和汽油、柴油比。成本下降到20元,相较于锂电池才有竞争力。
  再次,无论在加注、储运还是使用过程中,国内鲜少有企业对氢的使用安全性达到胸有成竹。如何将分散在各地的氢气安全、高效地配送到加氢站是氢能产业规模化发展的重大瓶颈,现阶段氢能储运环节发展还相对滞后。国内目前广泛采用高压密封储运氢气,其优点是结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快,但存在泄漏爆炸隐患、安全性能较差以及体积比容量低等问题。
  “氢”有独钟未来可期
  bp在《2020年度能源展望》中表示,如要实现碳排放快速、可持续的减少,加快清洁能源的发展,需要实施一系列政策措施。政策措施要进一步发挥作用,促进消费者行为和偏好转变,越早转变越好。今年3月,我国国家发改委、司法部联合印发了《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》的通知,明确提出研究制定氢能、海洋能等新能源发展的标准规范和支持政策。
  花旗集团董事总经理兼全球大宗商品研究主管EdMorse在2020标普全球普氏亚太石油虚拟会议(APPEC)上表示:“氢气成本结构没有竞争力的问题,可能在近年得到解决。”具体改善途径分三方面,一是利用可再生能源电力电解水制氢将成为终极能源解决方案。从电力到氢的能量转换效率比较高(60%—80%),同时也是一个低碳过程,尤其是利用弃水、弃风、弃光可以大大降低制氢成本。二是利用化石燃料制氢结合二氧化碳捕获和封存(CCS)技术,从而实现碳中和。三是利用有机液体储氢、管道掺氢解决氢的储运难题。“储油”储氢的方式可使氢在大气温度和压力下以超过6%的重量密度进行储运,脱氢后的有机液体可重复使用,这种储氢方法具有高质量、高体积储氢密度,安全、易于长距离运输、可长期储存等优点。
  国际合作是推动能源转型发展的强劲动力,对于加速清洁氢能发展至关重要。以低碳化、无碳化为特征的新一轮能源转型合作不仅需要先进技术、管理理念、知识经验等方面的国际交流合作,还包括资本、机制、标准等全方位合作,这有利于产业链在全球的高效配置,降低成本、加快商业化进程,并建立绿色、低碳、高效的全球能源体系。《2050年世界与中国能源展望》(2019版)中就指出:在“一带一路”倡议的指引下,中国在可再生能源上将继续助推世界能源清洁化、低碳化。