氢是新的液化天然气吗？

国际能源机构上周发布了一份全面的新报告，题为“氢的未来”。IEA在其中阐明了面临的一种能源形式以及面临的巨大挑战，这种形式的能源正在全球范围内引起越来越多的关注。

氢（最小的分子）和蒸气比空气轻的无色无味气体能否成为未来清洁能源系统的主要组成部分？许多研究人员开始这样认为。它容易点燃，并以几乎看不见的火焰燃烧。清洁燃烧，不产生二氧化碳。当氢与燃料电池中的氧气结合时，氢产生的热量和电能仅以水蒸气为副产物。

它充满了能量。因此，如今，它已成为能源专家聚会中一个重要的话题。根据国际能源机构的报告，未来十年将证明氢实现其可能性至关重要。

氢不是那么新

对氢的新兴趣的背后是可再生能源的兴起以及对电网的大量风能和太阳能的期望。可变可再生能源份额的上升将需要规划系统的灵活性，长期和季节性存储以及长距离运输。

氢气具有帮助提供这些服务的潜力，这在很大程度上是由于产生氢气的水电解过程所致。电解由可再生能源供电时，会产生无碳形式的能量，可以大量存储，通过管道和轮船运输，直接应用于工业或转化为电能。

有趣的是，新的IEA报告指出，作为新事物的氢并不是那么新。实际上，在1970年代之前的几十年中，使用水力发电产生的清洁电力产生的电解氢是工业氢的主要来源，当时该过程被天然气取代。今天，全球氢气生产主要依靠化石燃料来生产大量热量，用于炼钢等热密集型工业用途。报告称，全球对天然气的需求中约有6％来自氢气生产。

巨大的可能性和挑战

IEA报告重点介绍了氢在未来清洁能源系统中发挥重要作用的多种方式。但是新报告认为清洁氢气并不容易，因为从化石燃料生产氢气的成本目前远低于清洁氢气。然而，存在清洁氢的真正长期可能性，包括由可再生能源产生的氢和由具有碳捕获，储存和利用（CCUS）的天然气产生的极低碳氢。

综观所有以氢和氢为基础的燃料和原料（合成甲烷，合成液体燃料和氨）的生产方式，该报告发现，化石燃料的成本优势将在大多数地方继续存在。到2030年，最便宜的氢源仍将比天然气贵。当然，氢气必须使用能源来生产，而且体积又小又轻，难以管理。将其转化为液态氢和其他形式的氨（如氨），通过船运以及随后再转化为氢气是很昂贵的。

然而，IEA看到了降低成本和扩大规模的真正潜力。该报告详细讨论了在高温热生产以及钢铁，化工和炼油等行业中对低碳氢的需求将如何增长。它提供了对交通，建筑和电力部门的分析，以表明相对于其他能源选择而言，低碳氢的成本将如何有利发展。

例如，航运和航空领域有限的低碳燃料选择可能会为氢基燃料带来机会。在建筑领域，该报告发现将氢气混入现有天然气网络中以供大型建筑使用的巨大机会。在发电方面，该报告认为氢气有很好的机会在大规模和长期储存中发挥作用，以平衡季节变化，尽管这种变化不会在不久的将来出现。

尽管IEA报告详细讨论了这些可能性，但它清楚表明，全面的公共政策支持（例如碳定价和低碳目标）对于氢在任何行业发挥其潜力至关重要。

展望2030年的途径

IEA报告认为，到2030年的下一个十年是氢作为未来燃料发展的关键机遇时刻。它提出了务实的近期政策和行动，以帮助刺激商业上对清洁氢气的需求。

该报告重点介绍了公共政策的五个主要领域，包括：建立长期目标，支持需求创造和促进研发。它提供了四个关键经济部门或价值链中这些政策的示例，认为这些领域具有最佳的扩展机会氢气供求关系。四个价值链如下：

工业集群，特别是位于沿海和港口附近的主要工业活动集群，那里已经存在许多对纯氢的现有需求。在这些地区，有各种各样的行业，现有的管道网络，潜在的CO2储存地点（用于使用CCUS从天然气和其他燃料生产氢气）以及附近的国际氢气运输贸易港口。该报告重点介绍了北海地区，北海地区拥有众多港口，强大的工业基础以及海上风电的巨大潜力，为清洁氢的开发提供了特殊优势。利用现有的天然气基础设施。该报告认为，即使掺混5％的汽油，也可以增加新的氢气需求。它指出了世界各地的新项目，这些项目已经展示了用于建筑的燃气网中的氢气混合，包括可再生能源产生的氢气和CCUS产生的天然气产生的氢气。该报告还探讨了将现有燃气网转换为供应100％氢气的可能性，它认为这是可行的，尽管在2030年之前不太可能。重点支持特定的交通方式，政府的目标是要求燃料电池汽车提高竞争力。该报告指出，氢动力汽车如今已不具有成本竞争力，但有可能与许多国家已经制定的政府设定的目标相比更具竞争力。报告指出，大型车辆和卡车可能非常适合氢气，但即使是整个全球卡车车队（约5600万辆重型和中型车辆）也可能不足以实现所需的燃料电池成本降低。因此，政府强加总体政策框架，例如燃料经济性标准，可再生燃料义务和低碳燃料标准，以及大量的研发，对于该部门至关重要。需要为氢贸易发展国际运输路线。由于制氢的成本因国家和地区而异，因此可能会在它们之间运送氢气。成本较高且对氢有强有力政策支持的欧洲和日本很可能是进口国。最大的出口国是美国，澳大利亚，智利以及中东和北非。该报告认为，向世界最大的液化天然气进口商出口的机会特别大：日本，韩国和中国。这给澳大利亚带来了特别的希望，澳大利亚已经是该地区最大的液化天然气出口国，目前正在开发新的电解装置，并正在制定国家氢战略。

下一个液化天然气？

迪拜Qamar Energy首席执行官罗宾•米尔斯（Robin Mills）今年早些时候写道，如今的氢气类似于1960年代和70年代液化天然气的早期。他指出，“氢经济”的窗口现在有限，要建设“氢经济”，将需要政府做出明确的承诺，并直接投资于初期部署。

IEA的新报告指出了相同的观点，即“可以利用全球LNG市场成功增长的经验教训”，但“国际氢贸易需要尽快开始，如果要对全球能源系统产生影响，则必须尽快开始。 ”（IEA报告，第167页）。它继续指出，在接下来的几年中，“雄心勃勃的实用主义对于建立势头，支持大规模发展低成本和低碳氢，以及帮助氢的地位做好准备至关重要。竞争并抓住长期机会”（IEA报告，第171页）。

目前，投资者将希望仔细监控政府和行业领导人的行动，以查看这种野心勃勃的实用主义的迹象。