自從17世紀(jì)這種地球上最簡(jiǎn)單的元素被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，氫被廣泛用于各種工藝和工業(yè)，而目前大部分氫來(lái)自化石燃料，世界各地正在研究清潔氫的可選擇來(lái)源。可再生氫有望在向可持續(xù)能源未來(lái)過(guò)渡的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

今天，大約80%的氫需求來(lái)自三個(gè)主要行業(yè)——精煉廠、氨生產(chǎn)和金屬加工。與此同時(shí)，它在能源應(yīng)用中的使用估計(jì)占總消耗量的1%至2%。

澳大利亞可再生能源署(ARENA)和ACIL Allen咨詢(xún)公司在2018年夏天發(fā)布的一份報(bào)告顯示，全球每年生產(chǎn)的約5500萬(wàn)噸氫目前幾乎完全用于非能源用途，但在2030年至2040年間，這一數(shù)字將發(fā)生顯著變化。

全球可再生能源能力的顯著擴(kuò)張為氫能源開(kāi)辟了新的機(jī)遇。它可以用來(lái)儲(chǔ)存剩余的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，為小汽車(chē)以及更大的車(chē)輛提供燃料，甚至可以替代化石燃料用于供熱和發(fā)電。

目前氫能面臨的主要挑戰(zhàn)之一是價(jià)格。制氫的高成本是一個(gè)問(wèn)題，這在全球范圍內(nèi)引發(fā)了一波又一波的研究與開(kāi)發(fā)(R&D)項(xiàng)目，這得益于將其部署到更廣泛領(lǐng)域的雄心。

全球的努力

世界上許多國(guó)家已經(jīng)采取措施支持氫R&D。日本就是一個(gè)例子。2017年，日本根據(jù)2015年《巴黎協(xié)定》(Paris Agreement)推出了一項(xiàng)基本的氫戰(zhàn)略，旨在促進(jìn)更廣泛地使用氫，并形成全球合作，以降低成本，確保穩(wěn)定的供應(yīng)。

與此同時(shí)，美國(guó)正通過(guò)一項(xiàng)特殊的氫與燃料電池計(jì)劃，資助多個(gè)專(zhuān)注于新的氫與燃料電池技術(shù)的項(xiàng)目，試圖解決缺乏基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)有技術(shù)解決方案等障礙。

法國(guó)的氫戰(zhàn)略包括促進(jìn)工業(yè)使用綠色氫的指示性目標(biāo)。政府設(shè)定的目標(biāo)是到2023年工業(yè)部門(mén)脫碳?xì)涞谋壤_(dá)到10%，到2028年升至20%至40%。去年，該國(guó)撥出1億歐元用于在工業(yè)、交通和能源領(lǐng)域部署氫氣。

澳大利亞正在資助一系列試驗(yàn)項(xiàng)目，以研究氫的生產(chǎn)，因?yàn)樵搰?guó)看到了一個(gè)機(jī)會(huì)，將其不斷增長(zhǎng)的可再生能源電力的一部分轉(zhuǎn)化為氫，并將可再生氫注入特定地點(diǎn)的天然氣網(wǎng)絡(luò)，如悉尼。ARENA表示，氫氣被認(rèn)為是將可再生能源從澳大利亞出口到其他國(guó)家的一個(gè)潛在選擇，主要是在氫需求增長(zhǎng)的亞洲國(guó)家。

英國(guó)也在進(jìn)行多項(xiàng)政府招標(biāo)。2018年10月，英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)向兩家公司授予了價(jià)值38.2萬(wàn)英鎊(合49.4萬(wàn)美元/44.1萬(wàn)歐元)的合同，研究將商業(yè)領(lǐng)域的電器和工業(yè)供熱從天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣的可行性。

企業(yè)層面的戰(zhàn)略

一些最大的工業(yè)企業(yè)，如法國(guó)的Engie(EPA:ENGI)，在2018年年初成立了一個(gè)新的全球業(yè)務(wù)部門(mén)，專(zhuān)門(mén)從事可再生氫的開(kāi)發(fā)，他們已經(jīng)開(kāi)始研究生產(chǎn)和使用綠色氫的各種機(jī)會(huì)。

奧地利電力公司Verbund AG(VIE:VER)正在一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中測(cè)試氫作為天然氣的替代品來(lái)使用，德國(guó)清潔技術(shù)專(zhuān)家Sunfire和格拉茨理工大學(xué)(Graz University of Technology)也參與了該項(xiàng)目。在Verbund的838-MW燃?xì)獍l(fā)電廠，高溫電解清潔能源生產(chǎn)的氫氣將部分替代天然氣。為了達(dá)到這個(gè)目的，這家?jiàn)W地利公司正在現(xiàn)場(chǎng)建造一個(gè)試驗(yàn)性的工廠，通過(guò)從電網(wǎng)中獲取多余的風(fēng)能和太陽(yáng)能，并將其轉(zhuǎn)化為氫氣和燃料電池，從而起到電解槽的作用。該試點(diǎn)項(xiàng)目由歐盟的“地平線2020”計(jì)劃支持。

瑞典公用電力公司Vattenfall AB和該國(guó)煉油商Preem最近簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，共同生產(chǎn)可大規(guī)模用于生物燃料、電氣化和電力供應(yīng)行業(yè)的化石燃料氫。

荷蘭油漆、涂料和特種化學(xué)品公司Akzo Nobel NV(AMS:AKZA)正在與瑞典公司合作，研究利用可再生電力生產(chǎn)綠色氫和電動(dòng)燃料的機(jī)會(huì)。

丹麥的?rsted A/S(CPH:ORSTED)計(jì)劃未來(lái)在荷蘭發(fā)展與離岸風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)相結(jié)合的綠色氫項(xiàng)目。該能源集團(tuán)最近宣布了這一消息，并計(jì)劃在荷蘭海岸附近的Hollandse Kust Zuid(荷蘭南海岸)第三和第四區(qū)投標(biāo)。該公司稱(chēng)，利用海上風(fēng)能電解生產(chǎn)綠色氫有利于重工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)绕渌袠I(yè)的脫碳。“向大型工業(yè)客戶(hù)生產(chǎn)和銷(xiāo)售綠色氫，有助于穩(wěn)定依賴(lài)電力市場(chǎng)價(jià)格的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的收入，”?rsted的首席執(zhí)行官和總裁亨利克·保爾森說(shuō)。

另一家專(zhuān)注于氫的公司是法國(guó)液化空氣公司(Air Liquide SA，EPA:AI)，該公司與多家合作伙伴建立了生產(chǎn)和分銷(xiāo)綠色氫的合作關(guān)系，并建立了氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施。該公司表示，它的目標(biāo)是成為整個(gè)供應(yīng)鏈中氫燃料運(yùn)輸?shù)念I(lǐng)導(dǎo)者。今年2月，該公司在加拿大破土動(dòng)工建設(shè)了一座20MW的無(wú)碳?xì)渖a(chǎn)設(shè)施。

日本汽車(chē)制造商豐田(TYO:7203)的澳洲子公司正在進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目，旨在展示氫如何成為運(yùn)輸和能源儲(chǔ)存介質(zhì)的燃料來(lái)源。該公司的目標(biāo)是每天通過(guò)電解生產(chǎn)至少60公斤的可再生氫，所需的電力來(lái)自太陽(yáng)能光伏板和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

當(dāng)使用可再生能源生產(chǎn)的氫作為燃料時(shí)，燃料電池汽車(chē)(FCEVs)是一種低碳出行的選擇，而且正變得越來(lái)越普遍。這一想法不僅被用于輕型汽車(chē)，也被用于重型汽車(chē)，如公共汽車(chē)和卡車(chē)。過(guò)去幾年，這一想法的生產(chǎn)成本大幅下降。例如，2018年9月，阿爾斯通(EPA:ALO)在德國(guó)啟動(dòng)了世界上第一輛氫燃料電池列車(chē)Coradia iLint的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。與此同時(shí)，汽車(chē)巨頭現(xiàn)代汽車(chē)(Hyundai Motor) (KRX:005380)宣布，通過(guò)與瑞士氫氣公司H2 Energy的合作，到2019年底，將有1000輛氫能卡車(chē)在瑞士投入運(yùn)營(yíng)。

國(guó)際能源署(IEA)在2019年3月發(fā)布的一份報(bào)告顯示，截至2018年4月，美國(guó)擁有最大的FCEVs車(chē)隊(duì)，數(shù)量是4500輛，其次是日本的2400輛，在他們之后的是德國(guó)和法國(guó)。