氢能：油气行业脱碳重要选项

  [中国石油新闻中心2024-01-16]
  主要国际石油公司氢能战略规划速览
  □王悦林中国石油经济技术研究院
  编者按：近年来，随着可再生能源技术的逐渐成熟和全球对气候变化的进一步关注，传统能源行业正经历着巨大变革。国际石油公司为适应新需求，纷纷寻求业务多元化发展。氢能作为与油气业务结合较为紧密的高效低碳能源，成为石油和天然气行业脱碳战略的重要组成部分。
  2024年1月9日，保加利亚巴尔干氢能产业集群与韩国GIGSA签署绿色氢能领域的合作备忘录，将加强在氢气生产等领域的双边合作。近年来，新能源领域迎来爆发式增长，而氢能因对构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义，已成为全球加快绿色低碳转型的重要选择。
  2023年9月，彭博新能源财经发布的《石油巨头的氢行动》指出，在全球最大的44家综合油气公司中，已有28家公司明确了清洁氢战略布局和行动。这一新领域将为能源转型发展和气候目标提供有力支持，但同时也面临技术、经济和政策等多重挑战。总体来看，氢能产业当前仍然处于发展的初级阶段，发展机遇与挑战并存。
  欧洲地区成为氢能业务先行者
  欧洲石油公司作为氢能业务的先行者，规划目标更加明确，发展路径更加清晰。其中，壳牌、bp、道达尔能源和Equinor是全球油气生产商中开展清洁氢业务最为活跃的公司，占全球最大的44家综合油气公司已宣布氢能项目的近70%。此外，西班牙的雷普索尔和德国的温特沙尔在清洁氢领域也制定了明确的发展策略。
  壳牌视氢能为能源转型的重要途径之一，拥有巨大的清洁氢名义产能，其目标是到2030年占据绿氢市场至少10%的份额。Equinor在名义产能上排名第二，拥有3个大型项目，集中在欧洲西北部地区，这支撑了Equinor在欧洲建立3至5个氢能中心的战略。道达尔能源拥有最大的氢能股权产能，倾向于在生产成本较低的国家建设大型项目，例如，毛里塔尼亚、智利和摩洛哥等国家。bp的目标是，在2030年前占据全球氢能核心市场10%的份额。其中，bp在澳大利亚的氢能项目是其氢能战略的核心，目前尚处于早期开发阶段。截至2023年9月，欧洲四大石油巨头占44家综合油气公司所有计划清洁氢产能的69%（权益产能）至72%（名义产能）。
  北美石油公司在清洁氢领域的扩张较为保守。埃克森美孚和雪佛龙是北美地区为数不多已宣布氢能项目的综合油气公司。除此之外，在上游公司中，仅康菲石油公司计划在2023年着手布局蓝氢。尽管如此，近期颁布的《通胀削减法案》和《美国国家清洁氢能战略和路线图》为北美的清洁氢发展注入了活力。预计2030年，北美地区将实现1000万吨清洁氢产能，2050年将增至5000万吨。
  中东地区石油公司发展氢能虽然雄心勃勃，但步伐相对迟缓。尽管阿联酋和阿曼政府明确制定了2030年氢能规划，但目前仅有阿曼OQ公司有明确的绿氢项目。而在中东的四大主要石油公司中，只有阿布扎比国家石油公司和卡塔尔能源公司正在筹备蓝氢项目。
  预计2040年绿氢规模将超过蓝氢
  在世界各主要经济体的大力布局下，全球氢能市场规模正在加速扩大。在已明确清洁氢战略的28家公司中，有17家几乎完全专注于绿氢的生产。bp公司坚持绿氢和蓝氢两手并重，Equinor、埃克森美孚、卡塔尔能源和温特斯豪则将重点放在蓝氢上。据彭博新能源财经预测，到2030年，全球绿氢产能将达到2970万吨/年，并可能在2040年超过蓝氢。
  目前，石油和天然气行业仍是蓝氢生产的主导者，蓝氢有助于氢能快速供应且不完全依赖可再生能源。未来几年，随着清洁氢项目的不断增加，一些原本倾向于绿氢生产的公司仍有可能扩大蓝氢的生产规模。
  由于石油与蓝氢更具协同性，许多国家的石油公司强调将蓝氢作为脱碳的战略支柱，特别是以油气业务为主体的美国和中东石油公司。沙特阿拉伯和阿联酋都宣布了未来10年对蓝氢生产的重大投资。
  氢能业务发展路径日趋多元化
  氢能是构建多元化能源体系的关键一环，目前全球氢能市场处于快速萌芽期，国际石油公司发展氢能整体呈现以下几方面特点。
  面向消费中心。欧洲石油公司，如壳牌、Equinor和温特沙尔，凭借新能源业务优势，因地制宜在欧洲西北部构建工业氢气中心，以支持工业消费。
  依托油气业务中心。美国石油公司视氢能为油气业务的有力补充，近中期将聚焦氢能与碳捕集和封存（CCS）技术相结合，协同发展蓝氢与其他低碳技术。埃克森美孚的蓝氢目标主要与其生产脱碳密切相关；雪佛龙不断扩大CCS规模，重点与其炼化业务相结合。此外，俄罗斯石油公司和葡萄牙加尔普公司宣布将考虑在其炼油厂和工业中心生产蓝氢。
  依托资源禀赋主导出口。道达尔、埃尼利用其在中东和南美等地的低成本资源，计划建设大型清洁氢项目，旨在将氢能出口；bp在澳大利亚等资源禀赋突出的地区实施“电氢一体化”项目；阿布扎比国家石油公司、沙特阿美、卡塔尔能源等公司凭借生产的低成本和优越的地理位置，正成为以出口为导向的氢能中心。
  参与氢能产业联盟。壳牌通过成立新能源子公司并参与多个产业联盟合作发展氢能，共同推动氢能发展；阿布扎比国家石油公司与两大主权基金组建氢能联盟，助推氢气在阿联酋交通和工业领域的应用。
  需要注意的是，尽管各大石油公司宣称的清洁氢产能庞大，但实际情况并不尽如人意。目前，仅1.68%的已宣布项目达成了最终投资决定或已投入运营。中国石化的库车项目、壳牌“荷兰氢能一号”项目的第一阶段以及已投产的Quest项目占据了目前的大部分产能，其余项目受制于低碳氢市场需求不确定、基础设施建设滞后等因素，发展速度和投产可能性仍存在诸多未知。此外，氢能产业的盈利能力也是制约其未来发展的因素之一。例如，壳牌就于近期缩减了其低碳解决方案部门的氢能业务，表明氢能业务在短期内盈利仍比较困难。
  美国：氢能成为新能源“宠儿”
  作为第一个发布氢能战略的国家，美国很早就完成了氢能发展的顶层设计。根据中国科学院青岛生物能源与过程研究所预测，2023年—2025年为美国氢能早期规模化发展阶段，到2025年，全美各种应用的氢总需求量将达到1300万吨。到2030年底，全美各种应用的氢需求总量将突破1700万吨。同时，全美将有4300个加氢站投入运营。
  美国近些年一直在持续推动氢能产业的发展。2020年11月，美国能源部在2002年规划基础上，发布最新版《氢能项目计划》，致力于氢能全产业链的技术研发，提出推动清洁、经济、可靠的氢能技术研发和规模化应用，到2050年，氢能要满足全美14%的能源需求。
  2023年6月，美国发布《美国国家清洁氢能战略和路线图》，提出到2030年，每年生产1000万吨清洁氢，2040年达2000万吨，2050年达5000万吨。美国拟从2027年开始以氨的形式出口清洁氢，到2030年成为最大的氢能出口国之一。2023年8月，美国能源部宣布投入3400万美元，支持19个清洁氢能前沿技术研发项目。10月，美国政府宣布将利用两党基础设施法案提供的资金，在全美建立7个地区性清洁氢中心，目标是每年生产300多万吨清洁氢气，达到2030年美国清洁氢气产量目标的近三分之一。这些中心的公共和私人投资总额将达到近500亿美元，每年将减少2500万吨二氧化碳排放。
  2023年12月23日，拜登政府又发布了针对氢能行业的税收抵免提案，希望以此促进美国可再生能源及其技术的发展。根据这份提案，美国清洁氢气生产商可获得的税收抵免规模取决于每个项目的生命周期温室气体（GHG）排放量，企业生产每千克清洁氢补贴范围从60美分到3美元不等，为期10年。
  欧洲：顶层设计加快氢能发展
  欧洲对氢能的布局主要围绕降低温室气体排放的目标。在交通领域，欧洲积极布局加氢站建设，推动氢燃料电池车发展。包括德国、法国、英国、荷兰、瑞士和西班牙等在内的国家都在积极部署加氢站。《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径》中提出，到2030年，氢能将得到较为广泛的应用，氢气将会取代7%的天然气。
  2023年2月，欧盟重新定义了可再生氢的构成，要求生产氢气的电解槽必须与新的可再生电力生产相连，以确保可再生氢的生产能够激励可再生能源并网。同年3月，欧盟规定，到2030年，可再生氢在工业氢需求中所占比例要达到42%。为了满足这个配额，预计将需要210万—420万吨的可再生氢总产量。同时，到2030年，需要安装22—43吉瓦的电解槽装机容量。德国政府于2023年7月通过了新版《国家氢能战略》，预计到2030年，德国的氢能需求量将达到130太瓦时。此外，德国还计划在2024年开设全球首个氢交易所。
  法国政府重申了到2030年电解槽达到6.5吉瓦的目标，到2035年电解槽将增至10吉瓦，以生产低碳氢气。英国2022年就提出，生产者出售氢的价格与发电用液化天然气价格的差额将由政府支付。
  欧盟地区的绿氢补贴计划相继提出。欧盟继2023年3月宣布推出欧洲氢能银行后，欧盟委员会于2023年11月开始，为欧洲经济区（EEA）的可再生氢生产商提供为期10年、最高4.5欧元/千克的固定补贴；法国政府宣布为现有的氢能补贴计划提供1.75亿欧元资金，用以支付氢的制、储、运、加及应用的设备成本，重点打造氢能交通基础设施；荷兰政府宣布从2024年开始，增加10亿欧元财政支出，专门用于补贴可再生能源制氢项目。
  日本：大力推动氢能普及
  日本将氢能作为国家能源战略储备，在技术和应用方面都给予了非常高的重视。日本的氢能相关技术专利数量全球领先。其中，燃料电池产业专利数量最多。
  为了实现氢能战略和计划目标，日本政府从财政、税收、金融等多方面政策着手，引导资金、人力等资源流向氢能汽车产业，促进氢能汽车产业技术研发应用、市场培育发展。日本政府于2023年6月对其2017年制订的《氢基本战略》进行了修订，重点增加了氢作为燃料的使用，计划到2040年，使氢能的使用量增长6倍，达到1200万吨；同时，公共部门和私营企业也将在未来15年共同投资15万亿日元推广氢能的应用。2023年12月，日本政府又宣布，计划在15年内投入3万亿日元用来推动氢能源的普及。
  日本在研发氢燃料电池车的同时也在积极推进加氢站的建设。据公开数据显示，截至2023年11月，日本共有161个加氢站，其中大约三分之一集中在首都圈地区。