氫能正快速成為低碳能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。早期數(shù)十億美元投資集中于綠色氫脫碳燃料。利用可再生能源電解水生產(chǎn)氫氣作為燃料,其成本優(yōu)勢已接近臨界點。捕獲并再利用綠色和“藍色”氫能應用過程中產(chǎn)生的CO2,將帶來數(shù)萬億美元的市場機遇。
氫能委員會估計,未來十年低碳或可再生氫生產(chǎn)成本將下降60%以上。收益來自于低成本可再生能源的發(fā)電、電解槽制造規(guī)模的擴大以及低成本碳儲存設(shè)施的開發(fā)。
氣體產(chǎn)品公司計劃與ACWA Power和NEOM合作,耗資50億美元在沙特建設(shè)一座由可再生電力提供動力的綠色氨生產(chǎn)設(shè)施,提供氫氣做運輸燃料。該設(shè)施利用太陽能、風能和儲能提供超過4 吉瓦的可再生電力,使綠氫產(chǎn)能達到650噸/日。公司計劃在合資企業(yè)和擁有100%股權(quán)的分銷公司總投資約37億美元,為全球客戶提供綠色氫能,其中分銷公司投資20 億美元。公司估計,到2030 年,僅用于交通的氫能市場就能達到600億~700億美元,公司計劃大規(guī)模擴張該業(yè)務(wù),向世界展示這是一個巨大而可行的機會。
但是,即便如此大的投資也只是冰山一角。相較于道路上2.5億輛商用車,上述合資公司的產(chǎn)量只能供應1.5 萬~2 萬輛公共汽車。沙特項目正在配置可以增加世界級規(guī)模的生產(chǎn)單元。氣體產(chǎn)品公司表示,在NEOM可以再擴容兩個工廠,計劃在世界其他地方效仿該方案,以此帶動全球氫能市場增長。
對工業(yè)氣體制造商來說,運輸燃料中氫能市場規(guī)??赡芎芸炀蜁c傳統(tǒng)氫氣市場相匹敵。氣體產(chǎn)品公司的第一家工廠每天生產(chǎn)650 噸氫氣,如今每天生產(chǎn)8 000 噸,并且還有很多這樣的項目在實施。
在沙特沙漠中利用光能和風能大規(guī)模電解水制備氫氣,將每年減少CO2排放超過300 萬噸。在燃料站,運輸、分離和轉(zhuǎn)換過程消耗的是氨或氫氣,確保生產(chǎn)的氫能為完全無碳的能源。
燃氣公司領(lǐng)頭氫能委員會表示,到2030年,氫可滿足全球約8%的能源需求,生產(chǎn)成本為2.50 美元/千克。到2030 年,生產(chǎn)成本若為1.80 美元/千克,將釋放約15%的全球能源需求。到2050年,氫和燃料電池設(shè)備將創(chuàng)造2.5萬億美元的市場。
這種規(guī)模激發(fā)了燃氣、能源、電力、公用工程和設(shè)備價值鏈等各個領(lǐng)域的興趣,而燃氣制造商處于獨特的位置。林德公司表示,在全球范圍內(nèi)擁有許多基礎(chǔ)設(shè)施,包括制氫,管道、傳輸和分銷網(wǎng)絡(luò)以及所需的專有技術(shù)和專業(yè)知識,這對向清潔和綠色氫過渡很有價值。
燃氣公司已經(jīng)進入氫能的產(chǎn)業(yè)鏈中。燃氣公司的加入,可推動氫能的發(fā)展。
運輸行業(yè)是早期綠色氫燃料的市場之一。人們對燃料電池汽車很感興趣。重型汽車(如卡車、公共汽車)、火車,是最初氫氣主要的消費領(lǐng)域。現(xiàn)在世界各地已經(jīng)安裝了180 個氫燃料站,而且數(shù)量還在不斷增加。最近,林德和Alstom合作,完成了世界首批兩列氫動力客運列車試運行。Alstom期望未來14 列氫動力列車取代柴油列車運行。Linde 的運輸技術(shù)已處于領(lǐng)先地位,其他領(lǐng)域的開發(fā)工作仍在進行中,包括鋼鐵、原料、精煉和電力以及P2X應用,未來公司氫氣業(yè)務(wù)規(guī)模可擴大四倍。
氫能憑借其多功能性,作為能量載體的前景光明。氫氣已經(jīng)很好地應用于工業(yè),隨著氫氣的儲存方案逐漸清晰,氫氣作為清潔燃料的接受程度逐漸提高。
Air Liquide公司認為,美國市場具有優(yōu)勢。美國在氫的使用方面擁有多元組合的優(yōu)勢,尤其是在機動車、能源儲存、電網(wǎng)彈性和材料處理方面的應用。該公司宣布計劃投資1.5 億美元,在內(nèi)華達州建廠來滿足氫能源市場需求。Air Liquide將在西海岸大規(guī)模部署氫動力汽車,到2022 年將為加州的4萬輛氫燃料汽車提供穩(wěn)定的燃料供應。
氫氣供應鏈上的20 家主要公司發(fā)表聯(lián)合報告,到2030 年,針對性的投資和強有力的氫需求將使氫氣年產(chǎn)能達到1 700 萬噸,到2050 年達到6 300 萬噸。2023—2025 年間,氫氣將開始應用于交通燃料,并將在2026 年以后為住宅和商業(yè)提供電力。
短期內(nèi),氫氣需求的增加將給美國經(jīng)濟帶來巨大好處,預計每年將為整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈帶來1400億美元的產(chǎn)值和70萬個就業(yè)崗位。氫氣100%在國內(nèi)生產(chǎn),將幫助美國走上能源自主的道路。
鋼鐵行業(yè)是除運輸行業(yè)外世界最大的二氧化碳排放行業(yè),該行業(yè)的脫碳將對全球碳排放產(chǎn)生重大影響。Air Liquide 和ThyssenKrupp Steel合作開發(fā)了一條低碳生產(chǎn)途徑。在鋼鐵生產(chǎn)過程中,通過注入部分氫氣替代煤粉。目前正在德國ThyssenKrupp Steel廠的高爐中進行試驗,目標是將氫注入工藝應用于所有高爐中,使碳排放量降低20%。在化學品市場上,如今的“灰色”氫氣已被廣泛使用,特別是作為氨和精煉的原料,在能源密集型場所也在考慮作為備用電源使用。