世界能源正在經(jīng)歷一場變革，人們?cè)絹碓疥P(guān)注清潔能源和技術(shù)，以減少溫室氣體排放并為更可持續(xù)的未來做出貢獻(xiàn)。在此背景下，氫正在成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵參與者，各種清潔生產(chǎn)方法在市場上具有不同的優(yōu)勢和競爭力。
GECF全球天然氣展望框架內(nèi)制定的加速能源脫碳情景 (AEDS) 的最新結(jié)果為氫作為能源載體的未來提供了寶貴的見解。 AEDS 的結(jié)果表明，氫有可能在滿足未來能源需求方面發(fā)揮重要作用。 AEDS 預(yù)測，到 2050 年，氫氣需求可能達(dá)到 5.5 億噸 ( mt )，占能源結(jié)構(gòu)總量的近 10%。對(duì)氫的這種高需求反映了其作為能源載體的兼容性，但也凸顯了對(duì)清潔和更有效的氫生產(chǎn)方式的需求。
預(yù)計(jì)到 2050 年，通過使用可再生能源電解水生產(chǎn)的綠色氫將占總產(chǎn)量的 48%，產(chǎn)量為 270公噸。這種生產(chǎn)水平將需要大量電力，估計(jì)為 12,000 太瓦時(shí) ( TWh )。這相當(dāng)于目前世界年發(fā)電量的43%，是當(dāng)前風(fēng)能和太陽能發(fā)電量的四倍，是中國和美國當(dāng)前總發(fā)電量的總和。
由于更高的電力需求和能源部門電氣化等脫碳途徑，預(yù)計(jì)到 2050 年，AEDS 中的太陽能和風(fēng)能每年對(duì)可再生能源發(fā)電的總需求將達(dá)到 46,000 TWh 。如此龐大的可再生能源需求比目前風(fēng)能和太陽能發(fā)電量約 3,600 TWh高出 12 倍以上。對(duì)如此大量的可再生能源的需求使得必須考慮從其他可用的、有競爭力的和成熟的方法(例如基于天然氣的藍(lán)氫)中生產(chǎn)大量氫氣。
AEDS 預(yù)計(jì)，到 2050 年，通過碳捕獲和儲(chǔ)存 (CCS) 的天然氣將產(chǎn)生約 220公噸氫氣，占總產(chǎn)量的 40%。這一水平的氫氣生產(chǎn)將需要超過 9300 億立方米的天然氣到 2050 年。到 2050 年，采用 CCS 的煤氣化預(yù)計(jì)將貢獻(xiàn)約 10% 或 54公噸的氫氣產(chǎn)量。
制氫方法 AEDS 中的產(chǎn)量(Mt of H2)2050年AEDS制氫技術(shù)份額(%)
這些不同制氫方法的成本競爭力是影響其市場滲透和采用的關(guān)鍵因素。藍(lán)氫和綠氫的成本因地點(diǎn)、生產(chǎn)方法和生產(chǎn)規(guī)模等幾個(gè)因素而異。目前，藍(lán)氫比綠氫更具成本競爭力，因?yàn)樗昧爽F(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和 CCS 技術(shù)。目前，藍(lán)氫的平均成本估計(jì)約為每公斤氫 1.5 美元至 3 美元，而綠氫的成本更高，為每公斤 3 美元至 6 美元。
然而，隨著可再生能源變得更便宜和更廣泛，綠色氫有望增強(qiáng)其成本競爭力并獲得更大的市場份額。預(yù)計(jì)到 2030 年，綠色氫氣的生產(chǎn)成本將降低 50% 左右，與目前的藍(lán)色氫氣成本相比具有競爭力。另一方面，隨著 CCS 技術(shù)的改進(jìn)和更廣泛的采用，藍(lán)氫也有望變得更便宜。據(jù)估計(jì)，到 2050 年，綠色氫的成本將與藍(lán)色氫的成本相似，這兩種選擇都可以在各個(gè)行業(yè)廣泛使用。
值得注意的是，能源轉(zhuǎn)型并非一刀切，需要多種清潔制氫方式來滿足未來的能源需求。在這種情況下，AEDS 承認(rèn)考慮所有清潔制氫方法的重要性。
總之，氫是能源轉(zhuǎn)型中的一個(gè)關(guān)鍵因素，它提供了一種清潔和多功能的能源，可以在減少溫室氣體排放和促進(jìn)更可持續(xù)的未來方面發(fā)揮重要作用。 AEDS 的結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在未來能源結(jié)構(gòu)中考慮所有清潔制氫方法(包括藍(lán)氫和綠氫)的重要性。這些不同制氫方法的成本競爭力將是影響其市場滲透和采用的關(guān)鍵因素。能源轉(zhuǎn)型可能涉及針對(duì)特定能源需求和環(huán)境量身定制的清潔制氫方法的組合。
