全球氫經(jīng)濟的快速增長可能會帶來重大的地緣經(jīng)濟和地緣政治變化。新的出口商和進口商之間將形成新的貿(mào)易網(wǎng)絡，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。
國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)在其報告《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。報告指出，這將導致出現(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，只是時間問題。人們普遍認為，要實現(xiàn)氣候目標，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現(xiàn)目標的技術(shù)。他指出了當前能源系統(tǒng)的缺陷，這些缺陷使其不再適合使用。首先，當前能源體系的彈性并不強勁——目前的能源價格危機突顯了這一點，過度依賴天然氣及其進出口政治化是主要驅(qū)動因素。他的第二點是明確表示，目前的能源體系不符合《巴黎協(xié)定》。當前體系的第三個問題是，它顯然不公平。他認為，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年實現(xiàn)凈零排放，意味著新的化石燃料供應項目將不再有進一步的投資。由于對應對氣候變化的緊迫性的擔憂，以及各國對凈零排放的承諾，IRENA的報告估計，到2050年，氫將占全球能源貿(mào)易的12%，這是能源部門的一個顯著機遇。
超過30個國家和地區(qū)已經(jīng)在積極規(guī)劃氫的未來，IRENA認為，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，他確實表示，盡管已經(jīng)探索了許多不同的運輸載體，但在過去幾個月里，行業(yè)已經(jīng)圍繞氨聯(lián)合起來——這是邁向全球行業(yè)的另一個跡象。
對于氫的未來，有兩種愿景。首先，那些通過出口碳氫化合物創(chuàng)造財富的經(jīng)濟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，這是實現(xiàn)經(jīng)濟多元化的有效途徑。雖然可能需要更廣泛的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，因為氫不會很快彌補油氣收入的損失，但它確實提供了一個轉(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?！比魏慰梢园l(fā)電和有水的地方都可以成為氫中心，這為那些具有強大可再生能源潛力的地區(qū)提供了巨大的發(fā)展機遇，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，利用它們的潛力吸引能源密集型產(chǎn)業(yè)。與此同時，在氫價值鏈中占有一席之地可以提高整體經(jīng)濟競爭力。電解槽和燃料電池等設(shè)備的制造尤其能推動業(yè)務發(fā)展。正如報告所言，“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大，促進公平和包容，在可再生資源豐富的國家創(chuàng)造當?shù)貎r值鏈、綠色產(chǎn)業(yè)和就業(yè)機會。”
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，而是向一個新的系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，會帶來政治、技術(shù)、環(huán)境和經(jīng)濟方面的顛覆?！?/p>
市場的發(fā)展需要一段時間。如今，氫生產(chǎn)的技術(shù)潛力大大超過了全球預計的需求，盡管在2021年天然氣危機期間，歐洲的綠色氫價格已經(jīng)變得可以承受，但離普遍負擔得起仍有一段距離?？紤]到太陽能是目前世界上最廉價的能源生產(chǎn)方式，風能也緊隨其后，那些最能生產(chǎn)廉價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口國，但它們將成為綠色氫出口國。實現(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險，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。在一個以化石燃料為主導、目前價值為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)先地位的競爭預計將在本世紀20年代發(fā)生，而需求預計不會在本世紀30年代中期之前起飛。IRENA預計，到那時，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)新和政策將進一步塑造當前的格局。例如，在歐洲，綠色氫預計將發(fā)揮重要作用，而附加性規(guī)則意味著，當前的可再生能源產(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口依賴和價格波動，提高能源系統(tǒng)的靈活性，從而加強能源的獨立性、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。短缺和價格波動可能對氫供應鏈產(chǎn)生影響，并對成本和營收產(chǎn)生負面影響。
人們還擔心，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的報告明確指出，不同的經(jīng)濟領(lǐng)域需要不同的解決方案。解決氫在煉油廠、鋼鐵和航運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。
然而，理解如何優(yōu)先處理這些應用并不能解決氫的來源問題。雖然La Camera的重點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總干事的一項頗有爭議的聲明，因為雖然綠色氫可能對某些難以減少的行業(yè)有意義，但藍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，因為目前大部分的氫都是灰色的，由化石燃料產(chǎn)生，而且在進行重新形成的過程中會產(chǎn)生額外的排放負擔。氫之所以是“藍色”而不是“灰色”，是因為氫的相關(guān)排放預計會被捕獲，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道路。
2020年，整個全球氫市場只有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，因此可以被認為是綠色的。雖然有幾億瓦的電力在準備中，但許多這樣的項目資金還沒有到位，因為尚不清楚在早期階段，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基本步驟，但到目前為止，其價格在商業(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)濟潛力的興趣不會消失。無論最終的主導模式是集中式發(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)的脫碳率能否達到45%(以實現(xiàn)2050年的目標)，但未來的發(fā)展方向似乎已經(jīng)確定。
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