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迈向跨境全球氢贸易市场

为了尽可能快速、有效和经济地使全球经济脱碳,我们需要氢的国际贸易,以将廉价的可再生能源与高需求地区联系起来。这是理事会 10 月份发布的全新报告《全球氢气流量》的重点。

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氢能委员会执行主任 Daryl Wilson

2015 年 12 月 12 日:一个我们现在应该很熟悉的日期。就在这一天,在巴黎举行的 COP21 上,195 个国家签署了一项具有法律约束力的协议,将全球变暖控制在远低于 2°C 的水平,标志着世界能源系统的重大转变。随着气候紧迫性的紧迫性,我们必须从以化石为基础的能源生产和消费系统转向风能和太阳能等可再生能源。

清洁氢及其衍生物在这个旨在到 2050 年在全球范围内实现净零排放的新能源系统中发挥着重要的推动作用。作为必须在全球经济中部署的其他脱碳技术的补充,清洁氢提供了唯一的长期、可扩展和在钢铁、重型运输和合成氨等难以减排的行业进行深度脱碳的具有成本效益的选择。

从现在到 2050 年,氢能委员会估计,氢气可以避免 80 吉吨 (GT) 的累积 CO2(二氧化碳)排放量。到 2050 年,年减排潜力为 7 GT,届时氢可能会贡献 20% 所需的总减排量。这将需要在 2050 年使用 6.6 亿吨 (MT) 可再生低碳氢——相当于全球最终能源需求的 22%。

因此,氢气对于实现脱碳能源系统至关重要——我们在氢能委员会的 氢气净零 报告,于 2021 年发布。但当今经济和产业结构的重组将是广泛的。为了尽可能快速、有效和经济地使全球经济脱碳,我们需要氢的国际贸易,以将廉价的可再生能源与高需求地区联系起来。这是理事会全新报告的重点, 全球氢流量,于 10 月发布。

全球氢流量,由麦肯锡公司合着,连接我们之前的2020年报告, 氢能竞争力之路,它探讨了氢作为脱碳载体的成本和经济效益,其中 氢气净零,它估计总体需求增长符合 2050 年净零排放目标。这份新报告提供了全球氢贸易流动可能如何发展以及开启贸易流动所需投资的视角,描绘了如果经济得到优化,到 2050 年全球氢经济会是什么样子。

该报告强调,从 2030 年到 2040 年,累计氢能投资将增长五倍(2030 年为 $1 万亿,到 2040 年为 $5 万亿),然后到 2050 年再次翻一番,达到 $10 万亿。这意味着到 2050 年,每年对氢的投资将达到 $5000 亿美元——相当于当今能源总支出的 25%。

净零排放轨迹的氢气需求到 2030 年将达到 145 吨,到 2050 年将增长到 660 吨以上。 全球氢流量 概述了我们如何尽可能高效和快速地交付 660 MT 及其轨迹。应该在哪里生产氢气?应该如何生产?使用哪些技术和资源?而且,这个话题的核心是什么——移动电能,作为燃料载体本身,还是作为成品?这将决定电力或氢气在全球范围内的流动方式。

我们认识到,无论是借助可再生资源还是碳封存设施,有些市场将能够自给自足地生产氢气。有些国家和地区,今天是能源进口大国,未来仍将是能源进口大国。然后,有些地区自己可以生产很多可再生能源,但不足以满足自己的需求。在这里,它将是国内可再生能源生产和进口的混合体——欧洲就是一个明显的例子。

在研究我们认为氢气将在哪里生产以及氢气将如何在世界范围内移动时,它显示了以下内容:

  • 全球三分之一的氢气将在当地生产供当地消费
  • 三分之一的氢气将在通过管道与消费区相连的区域生产——管道是输送大量能源最便宜的方式
  • 三分之一的氢气将通过船舶(以各种形式)运往世界各地。

如果我们没有国际贸易,那么所有能源都需要在其消费地附近生产。作为 全球氢流量 显示,能源消耗大的地区与大量可再生资源可用性的地区不一致。如果你不允许国际贸易,那么你就必须在实际使用效率非常低的地区安装更多的可再生能源。

未来几年,中国、印度、日本、韩国、欧洲和北美将占全球氢气需求的 75%,其中中国将成为最大的消费国。但尤其是日本和韩国,具有竞争力的可再生能源资源将非常有限——如果它们必须自己生产所有可再生能源,那将非常昂贵。

从澳大利亚进口大部分电力和燃料需求将继续便宜得多,并且这些能源将以氢或氢衍生物的形式到达(想想用于发电的氨)。值得注意的是,因此,燃料电池汽车在日本和韩国的作用可能比世界上许多地区更为广泛,因为它们在系统层面上与 BEV 一样高效,或者可能更高效。

解锁

全球天然气和液化天然气市场的演变可能与未来的全球氢气市场相似。然而,关键的区别在于氢的价值既包含在物理产品的价值中,也包含在环境属性的价值中——换句话说,就是认证。

为了进行国际贸易,我们需要有国际认证计划。氢认证将在建立客户信任和实现客户选择方面发挥关键作用。我们需要政策制定者制定国际认可的、可替代的计划,让氢能四处流动,并让目的地市场确定他们购买的是什么。进口地区和个人客户可以自行决定满足当地标准所需的属性(可再生成分、碳强度),但这必须基于一套普遍接受的识别方法和原则。

如果这一认证得以实现,它将刺激需求并使基于市场的氢气采购方法成为可能。反过来,这将促进氢的全球跨境贸易,使供需能够以有效的方式跨地域满足。

当然,要允许大量氢气四处移动,我们需要基础设施来发展。今天的能量可以传输很长的距离,在新的能源系统中也是如此。

在过去的几年里,我们已经从示范项目转向在山谷和港口出现项目集群。随着新的工业结构开始发展,这些本地氢中心是一个非常强大的概念,它们为新技术的扩展提供了重要的步骤。但枢纽将需要通过完整的基础设施系统相互连接,以满足任何特定地区的能源需求,这意味着管道和相互连接的可再生能源和电解槽业务。我认为我们开始看到需要在哪里进行基础设施投资,以及实现这些投资的大概速度。

氢气的势头继续增长——氢能委员会目前正在跟踪 680 个价值 $2400 亿美元的大型项目提案——反映出人们对氢气在能源转型中所扮演角色的高度关注。

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