全球氫經(jīng)濟(jì)的快速增長可能會帶來重大的地緣經(jīng)濟(jì)和地緣政治變化。新的出口商和進(jìn)口商之間將形成新的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，這將產(chǎn)生新的相互依賴和關(guān)系，推動國際能源格局發(fā)生重大變化。然而，關(guān)于氫在未來能源系統(tǒng)中所扮演的角色仍存在疑問。
國際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)在其報(bào)告《能源轉(zhuǎn)型的地緣政治：氫因素》中說，氫市場的增長將改變能源貿(mào)易的地理格局，并使能源關(guān)系區(qū)域化。報(bào)告指出，這將導(dǎo)致出現(xiàn)以氫的生產(chǎn)和使用為基礎(chǔ)的新的地緣政治影響力中心，取代在石油和天然氣的部署中形成的那些關(guān)系。
毫無疑問，傳統(tǒng)的油氣貿(mào)易將會衰退，只是時(shí)間問題。人們普遍認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，我們所知道的能源系統(tǒng)需要從根本上改變。在阿布扎比舉行的第12屆國際可再生能源大會上，聯(lián)合國秘書長古特雷斯強(qiáng)調(diào)，有必要在2030年之前將可再生能源能力提高兩倍，在2040年之前逐步淘汰煤炭，結(jié)束化石燃料補(bǔ)貼，并確保對公正過渡的支持。
同樣在大會上，IRENA總干事Francesco La Camera表示，可再生能源是唯一能讓我們實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)。他指出了當(dāng)前能源系統(tǒng)的缺陷，這些缺陷使其不再適合使用。首先，當(dāng)前能源體系的彈性并不強(qiáng)勁——目前的能源價(jià)格危機(jī)突顯了這一點(diǎn)，過度依賴天然氣及其進(jìn)出口政治化是主要驅(qū)動因素。他的第二點(diǎn)是明確表示，目前的能源體系不符合《巴黎協(xié)定》。當(dāng)前體系的第三個(gè)問題是，它顯然不公平。他認(rèn)為，可再生能源與氫氣相輔相成，是通向更好、更公平的能源體系的道路。
盡管化石燃料行業(yè)一直在游說，希望保持天然氣在綠色未來中的作用，但就連國際能源署也在2021年表示，到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放，意味著新的化石燃料供應(yīng)項(xiàng)目將不再有進(jìn)一步的投資。由于對應(yīng)對氣候變化的緊迫性的擔(dān)憂，以及各國對凈零排放的承諾，IRENA的報(bào)告估計(jì)，到2050年，氫將占全球能源貿(mào)易的12%，這是能源部門的一個(gè)顯著機(jī)遇。
超過30個(gè)國家和地區(qū)已經(jīng)在積極規(guī)劃氫的未來，IRENA認(rèn)為，到2030年，30%的氫可以跨境交易——超過目前的天然氣跨境貿(mào)易。還有一些問題需要解決，尤其是如何交易氫。Siemens Energy中東和北非地區(qū)新能源主管Manuel Kuehn表示，考慮到液化天然氣和氫之間的能量密度差距，氫不太可能長距離運(yùn)輸。密度差距意味著液化氫所需的能量高，成本增加。然而，他確實(shí)表示，盡管已經(jīng)探索了許多不同的運(yùn)輸載體，但在過去幾個(gè)月里，行業(yè)已經(jīng)圍繞氨聯(lián)合起來——這是邁向全球行業(yè)的另一個(gè)跡象。
對于氫的未來，有兩種愿景。首先，那些通過出口碳?xì)浠衔飫?chuàng)造財(cái)富的經(jīng)濟(jì)體將用綠色分子來取代這些收入，建立大規(guī)模的集中生產(chǎn)，使用最好的可再生資源來降低成本。澳大利亞、阿曼、沙特阿拉伯和阿拉伯聯(lián)合酋長國等國已經(jīng)承諾發(fā)展綠色氫燃料，這是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)多元化的有效途徑。雖然可能需要更廣泛的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，因?yàn)闅洳粫芸鞆浹a(bǔ)油氣收入的損失，但它確實(shí)提供了一個(gè)轉(zhuǎn)型途徑。
第二種愿景是，只要有可再生資源和水源，新的生產(chǎn)中心就會如雨后春筍般出現(xiàn)。正如Keuhn所說：“氫的多功能性在于你可以分散所有的東西。”任何可以發(fā)電和有水的地方都可以成為氫中心，這為那些具有強(qiáng)大可再生能源潛力的地區(qū)提供了巨大的發(fā)展機(jī)遇，尤其是非洲。那些具有巨大可再生能源潛力的國家可以成為綠色工業(yè)化的地點(diǎn)，利用它們的潛力吸引能源密集型產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí)，在氫價(jià)值鏈中占有一席之地可以提高整體經(jīng)濟(jì)競爭力。電解槽和燃料電池等設(shè)備的制造尤其能推動業(yè)務(wù)發(fā)展。正如報(bào)告所言，“特別是幫助發(fā)展中國家部署綠色氫技術(shù)和發(fā)展氫工業(yè)，可以防止全球脫碳差距擴(kuò)大，促進(jìn)公平和包容，在可再生資源豐富的國家創(chuàng)造當(dāng)?shù)貎r(jià)值鏈、綠色產(chǎn)業(yè)和就業(yè)機(jī)會?！?/p>
雖然中國、日本、歐洲等國家在氫的生產(chǎn)上領(lǐng)先，但智利已經(jīng)宣布了到2040年成為綠色氫出口國的國家戰(zhàn)略。隨著越來越多的參與者和新的凈進(jìn)出口國出現(xiàn)在世界舞臺上，氫貿(mào)易有可能變成武器化和卡特爾化，這將遵循反映石油和天然氣地緣政治影響的能源動態(tài)模式。然而，IRENA認(rèn)為這種武器化不太可能。IRENA總干事Francesco La Camera說：“氫并不是一種新石油。這種轉(zhuǎn)變不是燃料替代，而是向一個(gè)新的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，會帶來政治、技術(shù)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的顛覆?！?/p>
市場的發(fā)展需要一段時(shí)間。如今，氫生產(chǎn)的技術(shù)潛力大大超過了全球預(yù)計(jì)的需求，盡管在2021年天然氣危機(jī)期間，歐洲的綠色氫價(jià)格已經(jīng)變得可以承受，但離普遍負(fù)擔(dān)得起仍有一段距離?？紤]到太陽能是目前世界上最廉價(jià)的能源生產(chǎn)方式，風(fēng)能也緊隨其后，那些最能生產(chǎn)廉價(jià)可再生電力的國家將最適合生產(chǎn)具有競爭力的綠色氫能源。
雖然摩洛哥、納米比亞以及智利等國目前都是能源凈進(jìn)口國，但它們將成為綠色氫出口國。實(shí)現(xiàn)非洲、美洲、中東和大洋洲等地區(qū)的潛力可以限制出口集中的風(fēng)險(xiǎn)，但許多國家將需要大規(guī)模的技術(shù)轉(zhuǎn)讓、基礎(chǔ)設(shè)施和投資。在一個(gè)以化石燃料為主導(dǎo)、目前價(jià)值為1,740億美元的市場上，不斷增長的貿(mào)易和有針對性的投資可能會提高經(jīng)濟(jì)競爭力，并通過雙邊協(xié)議影響外交政策格局，這些雙邊協(xié)議可能與20世紀(jì)由化石燃料驅(qū)動的關(guān)系截然不同。
技術(shù)領(lǐng)先地位的競爭預(yù)計(jì)將在本世紀(jì)20年代發(fā)生，而需求預(yù)計(jì)不會在本世紀(jì)30年代中期之前起飛。IRENA預(yù)計(jì)，到那時(shí)，綠色氫燃料將在全球范圍內(nèi)與化石燃料氫燃料展開成本競爭，在中國、巴西和印度等國家，這種情況甚至更早出現(xiàn)。創(chuàng)新和政策將進(jìn)一步塑造當(dāng)前的格局。例如，在歐洲，綠色氫預(yù)計(jì)將發(fā)揮重要作用，而附加性規(guī)則意味著，當(dāng)前的可再生能源產(chǎn)能不能被用于生產(chǎn)綠色氫——必須將新的產(chǎn)能上線。
清潔氫的地緣政治影響可能會在不同階段顯現(xiàn)出來。綠色氫有可能通過減少進(jìn)口依賴和價(jià)格波動，提高能源系統(tǒng)的靈活性，從而加強(qiáng)能源的獨(dú)立性、安全性和韌性。然而，氫和可再生技術(shù)所需的原材料可能會引起對材料安全的關(guān)注。短缺和價(jià)格波動可能對氫供應(yīng)鏈產(chǎn)生影響，并對成本和營收產(chǎn)生負(fù)面影響。
人們還擔(dān)心，更廣泛的能源體系究竟將如何發(fā)展和轉(zhuǎn)型。關(guān)于解決方案的潛力和采取行動的時(shí)間框架之間的差異，以及支持哪種類型的氫以及如何支持，存在著很大的爭論。IRENA的報(bào)告明確指出，不同的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域需要不同的解決方案。解決氫在煉油廠、鋼鐵和航運(yùn)中的使用問題是重中之重，而在汽車、卡車和短期儲存方面的使用則不是重點(diǎn)。
然而，理解如何優(yōu)先處理這些應(yīng)用并不能解決氫的來源問題。雖然La Camera的重點(diǎn)是可再生能源和綠色氫的至關(guān)重要性，但他也同樣清楚，藍(lán)色氫也有其作用。從環(huán)保角度來說，這是來自IRENA總干事的一項(xiàng)頗有爭議的聲明，因?yàn)殡m然綠色氫可能對某些難以減少的行業(yè)有意義，但藍(lán)色氫是由甲烷制造的，因此會產(chǎn)生大量的排放。
化石燃料公司和各州對氫的潛力非常感興趣，因?yàn)槟壳按蟛糠值臍涠际腔疑?，由化石燃料產(chǎn)生，而且在進(jìn)行重新形成的過程中會產(chǎn)生額外的排放負(fù)擔(dān)。氫之所以是“藍(lán)色”而不是“灰色”，是因?yàn)闅涞南嚓P(guān)排放預(yù)計(jì)會被捕獲，或者被隔離，或者被用于其他目的。雖然電解液生產(chǎn)綠色氫的成本可能會隨著部署規(guī)模的擴(kuò)大而迅速下降，但碳捕獲和儲存(CCS)的商業(yè)化已經(jīng)被問題困擾了幾十年，很難看到明確的前進(jìn)道路。
2020年，整個(gè)全球氫市場只有9,000萬噸，其中只有0.03%是由目前全球使用的200兆瓦電解槽創(chuàng)造的。而且也沒有關(guān)于其中有多少是由可再生能源驅(qū)動的信息，因此可以被認(rèn)為是綠色的。雖然有幾億瓦的電力在準(zhǔn)備中，但許多這樣的項(xiàng)目資金還沒有到位，因?yàn)樯胁磺宄谠缙陔A段，將在哪里找到昂貴的氫的買家。這種供需差距是發(fā)展的最大障礙之一。使現(xiàn)有的氫工業(yè)用途更加綠色化是一個(gè)基本步驟，但到目前為止，其價(jià)格在商業(yè)上還不可行，這意味著短期內(nèi)可能很難部署。
然而，有一件事似乎是不可避免的，那就是人們對氫經(jīng)濟(jì)潛力的興趣不會消失。無論最終的主導(dǎo)模式是集中式發(fā)電還是與可再生能源相連接的大規(guī)模分布式發(fā)電，這都將意味著根本性的改變。這表明，跨境氫貿(mào)易可能會增長，并成為不斷變化的全球能源關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的一部分。我們已經(jīng)看到，有關(guān)稀土金屬資源以及許多可再生能源技術(shù)所需資源的討論開始發(fā)生變化。這一變化是否會在未來幾年內(nèi)發(fā)生，我們還需要拭目以待，到2030年全球能源系統(tǒng)的脫碳率能否達(dá)到45%(以實(shí)現(xiàn)2050年的目標(biāo))，但未來的發(fā)展方向似乎已經(jīng)確定。
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