發(fā)展綠氫存在的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)

氫氣首要用于煉油廠(chǎng)和制作化肥等化學(xué)品。世界上大多數(shù)氫氣是由天然氣或煤炭制成的——這會(huì)排放大量二氧化碳。因而，發(fā)達(dá)國(guó)家正在尋求“綠氫”——即使用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生電力出產(chǎn)氫氣。

2021年，全球氫氣需求量達(dá)到了9400萬(wàn)噸，約占全球最終能源消耗的2.5%?，F(xiàn)在全球氫氣出產(chǎn)中只有約0.1%是綠氫，但未來(lái)方案進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)張。

現(xiàn)在，綠氫的出產(chǎn)本錢(qián)遠(yuǎn)高于清潔程度較低的氫氣。用其來(lái)出產(chǎn)全球肥料出產(chǎn)所需的1.8億噸氨，將對(duì)食物價(jià)格發(fā)生嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)。所以很難看出這種能源改變將怎么發(fā)生。

綠氫怎么出產(chǎn)

綠氫是由水制成的。使用可再生(綠色)電力，經(jīng)過(guò)電解槽設(shè)備將氫氣與水中的氧氣分離，該進(jìn)程被稱(chēng)為電解。綠氫出產(chǎn)不排放二氧化碳，但可再生電力基礎(chǔ)設(shè)施建造現(xiàn)在使用化石燃料，化石燃料會(huì)排放二氧化碳。

氫氣傳統(tǒng)上由不可再生能源制成，如煤(“黑氫”)和天然氣(“灰氫”)。當(dāng)這些辦法與碳捕獲和貯存相結(jié)合時(shí)，發(fā)生的氫被稱(chēng)為“藍(lán)氫”。

挑戰(zhàn)

雖然可再生能源發(fā)電的本錢(qián)一直在下降，但電解的本錢(qián)仍然沒(méi)有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)國(guó)際可再生能源組織(IRENA)數(shù)據(jù)，當(dāng)前綠氫的能源當(dāng)量本錢(qián)出廠(chǎng)價(jià)格估計(jì)在每桶250美元到400美元之間。未來(lái)估計(jì)本錢(qián)會(huì)下降，但尚不確認(rèn)?，F(xiàn)在的油價(jià)約為每桶100美元——遠(yuǎn)低于使用綠氫代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油產(chǎn)品的本錢(qián)。

運(yùn)送氫氣的本錢(qián)也有必要考慮在內(nèi)。不幸的是，氫的物理特性反對(duì)低本錢(qián)的氫運(yùn)送。它比油基液體燃料、液化石油氣或液化天然氣更具挑戰(zhàn)性。氫的海洋運(yùn)送有必要在非常低的溫度(-253ºC)下進(jìn)行。而汽油或柴油不需求昂貴的冷藏，可在常溫下運(yùn)送。氫氣僅帶著一升汽油25%的能量，這使得運(yùn)送和貯存相同數(shù)量的能量變得愈加昂貴。

運(yùn)送氫的代替辦法已經(jīng)在研討中。由于氨(NH3)比氫氣更容易運(yùn)送且本錢(qián)更低，因而國(guó)際可再生能源組織建議將氫氣“貯存”在氨中運(yùn)送。但這需求額定的設(shè)備將氫轉(zhuǎn)化為氨并在目的地將其分離出來(lái)。國(guó)際可再生能源組織表示，這些進(jìn)程增加了約2.50美元至4.20美元/公斤(相當(dāng)于每桶石油123美元至207美元)的本錢(qián)。

難以控制

氫氣比傳統(tǒng)的化石燃料更難控制。與傳統(tǒng)的碳?xì)浠衔锊煌?，它是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味的氣體。這使得泄漏檢測(cè)愈加困難，并增加了火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)。氫火是肉眼看不見(jiàn)的。歷史上，氫氣一直在工廠(chǎng)范圍內(nèi)控制并由訓(xùn)練有素的人員管理。將氫廣泛引進(jìn)社會(huì)將需求新的措施和技能，包含穩(wěn)妥、材料處理、消防和災(zāi)禍管理。

先行項(xiàng)目

第一個(gè)大型氫能項(xiàng)目或許建在哪里?

沙特阿拉伯第一個(gè)千兆瓦級(jí)綠色氫能項(xiàng)目建造已經(jīng)開(kāi)端。許多先行項(xiàng)目將建在南半球，首要是在發(fā)展中國(guó)家。由于其人口密度較低，而且擁有較好的可再生能源(太陽(yáng)能和風(fēng)能)來(lái)發(fā)生必要的電力。雖然這對(duì)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)聽(tīng)起來(lái)是積極的，但開(kāi)發(fā)大型氫項(xiàng)目存在很大危險(xiǎn)。

大型項(xiàng)目存在這樣的“鐵律”：超預(yù)算、超期、低于(預(yù)期)利益、循環(huán)往復(fù)。項(xiàng)目業(yè)主承擔(dān)著項(xiàng)目執(zhí)行危險(xiǎn)。此外，還存在匯率危險(xiǎn)、地區(qū)偏僻、缺乏先進(jìn)技能和技能等危險(xiǎn)。東道國(guó)有必要在這些危險(xiǎn)與改善出資、工作和收支平衡的優(yōu)點(diǎn)間獲得平衡。正確的做法是從客戶(hù)國(guó)家獲得擔(dān)保，防止全球南部在向清潔能源過(guò)渡時(shí)補(bǔ)助全球北部的不公平。

經(jīng)過(guò)多年的政府贊助，南非現(xiàn)在有了氫氣路線(xiàn)圖。能源公司Sasol和轎車(chē)制作商豐田正在評(píng)論“氫谷”——這是會(huì)集氫氣制作和使用行業(yè)的地輿走廊。南非政府和Sasol公司評(píng)論在西海岸的Boegoebaai樹(shù)立一個(gè)新港口，用于制作和出口綠氫。在Nelson Mandela灣，Hive Hydrogen公司方案建造一個(gè)價(jià)值46億美元的綠色合成氨廠(chǎng)。納米比亞擬定了一項(xiàng)耗資100億美元的綠氫項(xiàng)目的雄偉方案。

未來(lái)，下降綠氫本錢(qián)的關(guān)鍵首要在與擴(kuò)展制作規(guī)模和電解規(guī)模相關(guān)的技能改善和本錢(qián)下降，以及運(yùn)送和處理方面的本錢(qián)下降。