例如,风能是一种成熟的可再生能源技术,也是绿色氢气生产的关键推动因素,但它在多个方面存在弱点。就连丹麦的 Ørsted(世界上最大的海上风电开发商和可再生能源的灯塔)最近也表示,它在英国难以盈利地交付新的海上风电项目。
一般来说,挑战来自于宏观经济条件(如能源成本和利率)与商业投资决策之间的相互依赖关系。就 Ørsted 而言,该公司表示,风机、劳动力和融资成本的不断上升已经超过了监管机构设定的与通胀挂钩的固定电价。
在寻求融入绿色氢能的过程中,企业领导者还需要克服各种不确定性,例如市场需求、技术风险、监管模糊性和投资风险。
有两个因素值得关注。
第一个因素是成本下降到什么程度,以及下降的速度有多快,从而实现大规模生产所需的增长。例如,由于生产水平太低,将水分解成氢气和氧气所需的电解器成本仍然很高。这些成本以及扩大可再生能源可用性和可负担性的缓慢进展,使得绿氢到目前为止比灰氢昂贵得多——目前成本是灰氢的两到三倍。
英国《金融时报》的 Lex 专栏去年曾计算,到 2050 年,净零能耗系统每年将产生 5 亿吨的全球氢气需求,这将需要 20 万亿美元的投资。然而,Lex 指出,尽管全球宣布了约 1000 个新项目,预计总投资额为 3200 亿美元,但潜在投资者承诺的投资额只有 290 亿美元。
(中国庞大的太阳能产业)
十年前,太阳能发电也面临类似的挑战。得益于中国低成本的制造和政府的支持性政策,该行业不断发展壮大,预计在短短几年内,全球装机容量将超过燃气发电厂。绿色氢能需要类似的共同努力。有了正确的政策和技术改进,未来十年,绿色氢能的成本可能会低于灰色氢能的成本,从而使绿色氢能得到广泛采用。
世界各国正在推出各种新的激励措施,以解决绿色氢能预期需求与供应之间的差距。例如,在加拿大,比利时的Tree Energy Solutions计划在魁北克建造一座价值 40 亿美元的工厂,利用绿色氢能和捕获的碳生产合成天然气,部分原因是177 亿加元(128 亿美元)的税收抵免和水电供应。
这些举措对绿色氢能的拥护者来说似乎是个好消息,但企业仍需管理潜在政策和能源价格波动带来的短期风险。美国《通胀削减法案》为生产低碳氢能提供每公斤最高 3 美元的税收抵免,但该法案已经引入了限制,并且可能无法经受住政府更迭。
在这样的背景下,挪威电解器制造商Hystar已经计划将欧洲的年产能从50兆瓦扩大到4千兆瓦,那么像Hystar这样的公司应该如何决定在何时何地开设北美生产工厂呢?
影响氢能未来的第二个因素是它在不同行业中的应用方式和地点。它将成为能源行业的核心,用于生产合成燃料,或帮助储存风能和太阳能等间歇性可再生能源产生的能源?还是它会在难以减排的行业(之所以这样称呼,是因为减少化石燃料的使用和二氧化碳排放很困难)中找到最佳用途,例如航空和炼钢?
钢铁生产商已经在寻求将氢作为能源,并取代煤炭用于还原铁矿石。瑞典的一项大胆举措是,H2 Green Steel 表示计划通过这两种方式加入氢气来实现脱碳,目标是每年生产 250 万吨绿色钢铁。
与此同时,全球航空业正在探索使用氢气替代石油基航空燃料,以及将氢气转化为电能的燃料电池技术。例如,2023 年 1 月,英美初创公司 ZeroAvia成功试飞了一架氢燃料电池飞机。
氢气的广泛应用之路以及氢气一系列潜在应用所需的转型将在很大程度上取决于谁来投资、在哪里投资以及如何投资。在投资的早期阶段,支持者必须愿意支付更高的初始价格来确保和建立绿色氢气供应。
这还取决于其他技术如何发展。没有哪个行业只指望绿色氢能实现脱碳目标。其他更成熟的技术(如可再生能源的电池存储)可能会占据主导地位,而绿色氢能则只能满足那些可以承受高成本的利基应用。
与任何转型一样,氢能转型也会带来意想不到的后果。支持绿色氢能经济的自然资源(太阳能、风能、水力发电)和其他资产(储存、分配、运输)在全球分布不均。将出现新的出口国——拥有太阳能、风能或水力发电等丰富可再生能源的国家,如澳大利亚或一些非洲国家——以及新的进口国,如德国,其现有工业依赖氢能,但国内可再生能源水平相对较低。
相关的社会和环境成本又该如何承担?经济和发展利益又该如何分享?通过脱碳应对气候变化刻不容缓,但今天的选择也会带来利弊和长期影响。
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