德勤报告显示,2050年,全球主要地区之间的氢能贸易可能占全球总贸易量的近1/5,约1.1亿吨氢当量。最常被交易的商品包括易于长途运输的氢能载体——氨、甲醇和可持续航空燃料。氨作为运输氢能的介质之一,需要转化和再转化的相关工艺及设施。到2050年,北非、澳大利亚、北美、中东等4个地区和国家的氢气产量和贸易量将分别占全球总产量和总贸易量的45%和90%,其中,北非和澳大利亚的国内氢气需求量不高,因此在氢气出口方面具有最大潜力(分别为4400万吨氢当量和1600万吨氢当量);北美和中东氢气出口量分别为2400万吨氢当量和1300万吨氢当量。南美和撒哈拉以南非洲也有参与市场的潜力,或可占总贸易量的10%。在进口方面,日本和韩国因资源缺乏和土地使用受限,将严重依赖全球氢气贸易,2030~2050年,两国的氢气需求将有90%依赖进口。欧洲和印度可以大量自产氢气,但在整个转型过程中也可能依赖进口。
2050年,全球主要地区和国家之间的氢能贸易每年可创造2800亿美元以上的出口收入,其中北非每年1100亿美元、北美630亿美元、澳大利亚390亿美元、中东200亿美元。氢能贸易的自由和多样化可以显著降低成本,提高能源安全,促进发展中国家和新兴市场的经济发展。清洁氢的出口收入可以帮助化石燃料出口国抵消石油、天然气和煤炭出口收入的下降。
区域间氢能贸易有助于减少氢能需求与低成本氢能供应之间在地理上的不匹配。需求国家,如欧洲国家、日本和韩国可能无法自产足够的低成本氢气;与此同时,澳大利亚、非洲和拉美的部分地区则拥有相对丰富的可再生资源和充足的可用土地,能生产出具有成本竞争力且超过其需求的绿氢。这种差异自然会带来贸易机会。澳大利亚、智利、德国和日本等国家可根据自身情况将自己定位为未来的氢能进口国或出口国。各国之间已签署了几个谅解备忘录,这将有利于南部国家发掘可再生能源多样化潜力。而要实现这一全球贸易愿景,运输基础设施将成为关键。
主要绿氢进口国和出口国概况
全球各国在可再生能源禀赋和土地可用性上存在多样性,这将在绿氢生产成本和规模上造成巨大差异。一个国家的氢能消费状况取决于人口规模、产业结构和经济发展状况,而国际氢能贸易又受到消费状况和生产潜力差异的影响。氢能供应不足的国家可从国际市场采购全部或部分氢能来降低成本;而具有低成本氢能生产潜力的国家则可通过氢能出口实现收入最大化。
从资源禀赋和生产潜力来看,智利、摩洛哥、沙特、西班牙、英国、日本、中国和美国都各有特色。
南美的智利北部拥有全球最强太阳辐射,具备可再生能源出口潜力;北非的摩洛哥拥有丰沛的太阳能和风能,又兼具靠近欧盟市场的便利;沙特则将受益于强太阳辐射和广袤的土地。德勤报告显示,到2050年,沙特将生产3900万吨低成本绿氢,是其国内需求的4倍,将成为重要的绿氢出口国。目前,该国已参与了几项绿氢出口国际贸易协定,并将之视为摆脱石油出口依赖、实现经济多元化战略的基石之一。
西班牙的太阳能也极丰富,是欧洲绿氢生产最佳候选国家之一。预计到2050年,西班牙可能接近实现氢能自给自足。西班牙地理位置优越,可通过与摩洛哥的管道大量进口北非绿氢,再通过泛欧运输基础设施输往欧洲的需求端(尤其是德国),去年底宣布的巴塞罗那—马赛氢管道项目(价值26亿美元)将极大限度地降低西班牙氢能的运输成本。
英国的风能较丰富,可充分发挥其潜力年产约750万吨绿氢。但英国对绿氢的需求也不小,英国最新氢能战略显示,2030年后对氢能的需求将出现强劲增长(德勤预测到2050年英国可能需要1200万吨绿氢),因此可能成为绿氢进口国之一。
日本由于受到有限的可再生能源和过度稠密的沿海人口双重限制,无法生产绿氢,而其高度的经济工业化却将推高绿氢需求水平,因此将是主要的氢能进口国之一。
美国和中国的可再生能源虽然丰富,但绿氢生产也同样会受到限制,如适合生产绿氢的土地(沙漠)远离消费中心或出口中心,这可能导致高昂的运输成本,妨碍其提供价格有竞争力的绿氢。
化石燃料向清洁氢转型需要大量资金
德勤预测,到2050年,实现净零排放目标需要对全球氢供应链累计投资9万亿美元以上,其中发展中国家需投资3.1万亿美元。这些数字可能听起来令人生畏,但平摊到25年的时间跨度,则年平均投资额实际上并不高于2022年投入油气生产的资金(4170亿美元)。如果各国政府和公司能将投向油气的资金用于清洁氢,实现净零排放目标大有希望。德勤建议,氢能主要消费地区和产区,即中国、欧洲和北美(氢气产能将占全球总产能一半以上),应分别向氢能领域投资2万亿美元、1.2万亿美元和1万亿美元,同时还应从发展中国家和新兴国家筹集大量资金,其中北非约9000亿美元,南美约4000亿美元,撒哈拉以南非洲和中美洲各3000亿美元。德勤认为,在这些国家或地区发展绿氢经济能有效吸引外国投资。
当前政策决定未来
德勤认为,各国应果断采取扶持绿氢的政策,有助于扩大清洁氢经济的发展规模,确保绿氢在实现碳中和的道路上发挥关键作用。迄今为止,已有140多个国家(合计占全球碳排放量的88%)设定了净零排放目标。但根据已宣布的清洁氢项目数据,到2030年,全球将仅有4400万吨氢当量的清洁氢产能,仅为全球清洁氢需求的1/4。因此,采取有针对性的扶持政策对清洁氢的生产至关重要,确保早期项目(如试点项目和系列项目)的顺利开展,使其拥有一个相对公平的竞争环境,能进入市场实现规模经济。德勤建议政策制定应关注3个方面。
一是应奠定气候导向的市场基础。决策者可制定国家和区域战略,提高氢能发展前景的可信度。建立稳定的共享清洁氢认证程序,确保透明度,避免技术封锁。扩大国际合作规模,缓解政治摩擦和确保公平竞争。
二是创建一个可行的商业案例。使用有针对性的策略,如强制性指令、直接发放补贴、制定碳差价合同、财政激励措施、提供公共担保,以及为氢产品设定目标或开辟市场,缩小清洁氢技术和化石燃料技术之间的成本差距。也可建立长期承购机制,如德国的H2Global项目,因采用了承购方式,大幅降低了项目风险,弥合了价格与支付意愿之间的差距,使价格更稳定。
三是保持氢能发展的长期韧性。国家战略应着眼于从贸易伙伴到设备和原材料供应商的整个清洁氢价值链的多样化,避免在增长过程中出现代价高昂的瓶颈,同时增加市场弹性。公共政策支持还应关注运输(管道和海上道路)和储存(战略储备)清洁氢产品的基础设施设计。各国政府也应致力于开展国际合作,加强能源、气候和发展政策之间的协同作用,包括促进强有力的区域一体化。
清洁氢市场的出现,意味着清洁氢价值链的每个阶段都将充满机遇和挑战。实现碳中和不仅需要对非清洁氢进行脱碳,而且需要将氢生产规模扩大6倍以上,才能满足能源转型产生的需求。要实现这个目标,需要在燃料电池和航空燃料生产过程中的碳减排技术,电解槽、太阳能电池板和风力涡轮机等制造技术,氢气生产、运输和储存等基础设施技术方面取得突破性进展,还要同时建立新供应链和开展全球范围内的氢能贸易。
全球氢能价值链的发展路径取决于一系列的选择,合适的供应技术、政府的倾向性、氢能生产和消费地点,以及相应能源贸易路线等都存在很大不确定性。任何抉择都意味着氢经济利益相关方之间可能存在冲突,这些利益相关方包括制定能源安全和产业政策的各国政府、能源供应商和公用事业部门、设备制造商、消费者和运输行业(航运公司和港口设施管理人员等)。
尽管如此,2050年前,实现碳中和仍是人类不变的使命。德勤报告的预测基于这样一种假设,即到21世纪中叶,全球经济达到碳中和,各国政府和企业积极应对金融和地缘政治问题,允许清洁氢贸易以多元化的方式自由开展,而在这个过程中,氢能资源国将发挥不可或缺的作用。这个假设也许并不现实,但这样的“野心”是必要的,它可以激励人类抓紧时间应对全球变暖,创造公平的发展机会,通过多元化的氢价值链,提高全球能源安全、减少供应链中断风险。


