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绿色氢气发展提升工业气体带来的财富

2020-12-31李宝荣

石油石化绿色低碳 2020年5期
关键词:氢能氢气燃料

氢能正快速成为低碳能源转型的关键。早期数十亿美元投资集中于绿色氢脱碳燃料。利用可再生能源电解水生产氢气作为燃料,其成本优势已接近临界点。捕获并再利用绿色和“蓝色”氢能应用过程中产生的CO2,将带来数万亿美元的市场机遇。

氢能委员会估计,未来十年低碳或可再生氢生产成本将下降60%以上。收益来自于低成本可再生能源的发电、电解槽制造规模的扩大以及低成本碳储存设施的开发。

气体产品公司计划与ACWA Power和NEOM合作,耗资50亿美元在沙特建设一座由可再生电力提供动力的绿色氨生产设施,提供氢气做运输燃料。该设施利用太阳能、风能和储能提供超过4 吉瓦的可再生电力,使绿氢产能达到650吨/日。公司计划在合资企业和拥有100%股权的分销公司总投资约37亿美元,为全球客户提供绿色氢能,其中分销公司投资20 亿美元。公司估计,到2030 年,仅用于交通的氢能市场就能达到600亿~700亿美元,公司计划大规模扩张该业务,向世界展示这是一个巨大而可行的机会。

但是,即便如此大的投资也只是冰山一角。相较于道路上2.5亿辆商用车,上述合资公司的产量只能供应1.5 万~2 万辆公共汽车。沙特项目正在配置可以增加世界级规模的生产单元。气体产品公司表示,在NEOM可以再扩容两个工厂,计划在世界其他地方效仿该方案,以此带动全球氢能市场增长。

对工业气体制造商来说,运输燃料中氢能市场规模可能很快就会与传统氢气市场相匹敌。气体产品公司的第一家工厂每天生产650 吨氢气,如今每天生产8 000 吨,并且还有很多这样的项目在实施。

在沙特沙漠中利用光能和风能大规模电解水制备氢气,将每年减少CO2排放超过300 万吨。在燃料站,运输、分离和转换过程消耗的是氨或氢气,确保生产的氢能为完全无碳的能源。

燃气公司领头氢能委员会表示,到2030年,氢可满足全球约8%的能源需求,生产成本为2.50 美元/千克。到2030 年,生产成本若为1.80 美元/千克,将释放约15%的全球能源需求。到2050年,氢和燃料电池设备将创造2.5万亿美元的市场。

这种规模激发了燃气、能源、电力、公用工程和设备价值链等各个领域的兴趣,而燃气制造商处于独特的位置。林德公司表示,在全球范围内拥有许多基础设施,包括制氢,管道、传输和分销网络以及所需的专有技术和专业知识,这对向清洁和绿色氢过渡很有价值。

燃气公司已经进入氢能的产业链中。燃气公司的加入,可推动氢能的发展。

运输行业是早期绿色氢燃料的市场之一。人们对燃料电池汽车很感兴趣。重型汽车(如卡车、公共汽车)、火车,是最初氢气主要的消费领域。现在世界各地已经安装了180 个氢燃料站,而且数量还在不断增加。最近,林德和Alstom合作,完成了世界首批两列氢动力客运列车试运行。Alstom期望未来14 列氢动力列车取代柴油列车运行。Linde 的运输技术已处于领先地位,其他领域的开发工作仍在进行中,包括钢铁、原料、精炼和电力以及P2X应用,未来公司氢气业务规模可扩大四倍。

氢能凭借其多功能性,作为能量载体的前景光明。氢气已经很好地应用于工业,随着氢气的储存方案逐渐清晰,氢气作为清洁燃料的接受程度逐渐提高。

Air Liquide公司认为,美国市场具有优势。美国在氢的使用方面拥有多元组合的优势,尤其是在机动车、能源储存、电网弹性和材料处理方面的应用。该公司宣布计划投资1.5 亿美元,在内华达州建厂来满足氢能源市场需求。Air Liquide将在西海岸大规模部署氢动力汽车,到2022 年将为加州的4万辆氢燃料汽车提供稳定的燃料供应。

氢气供应链上的20 家主要公司发表联合报告,到2030 年,针对性的投资和强有力的氢需求将使氢气年产能达到1 700 万吨,到2050 年达到6 300 万吨。2023—2025 年间,氢气将开始应用于交通燃料,并将在2026 年以后为住宅和商业提供电力。

短期内,氢气需求的增加将给美国经济带来巨大好处,预计每年将为整个氢能产业链带来1400亿美元的产值和70万个就业岗位。氢气100%在国内生产,将帮助美国走上能源自主的道路。

钢铁行业是除运输行业外世界最大的二氧化碳排放行业,该行业的脱碳将对全球碳排放产生重大影响。Air Liquide 和ThyssenKrupp Steel合作开发了一条低碳生产途径。在钢铁生产过程中,通过注入部分氢气替代煤粉。目前正在德国ThyssenKrupp Steel厂的高炉中进行试验,目标是将氢注入工艺应用于所有高炉中,使碳排放量降低20%。在化学品市场上,如今的“灰色”氢气已被广泛使用,特别是作为氨和精炼的原料,在能源密集型场所也在考虑作为备用电源使用。

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