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摘 要：氫氣在燃燒過程中不會(huì)排放二氧化碳(CO2)，正在加快普及進(jìn)程。CB Insights公司分析了世界上各企業(yè)在決算會(huì)議上的發(fā)言，發(fā)現(xiàn)有關(guān)氫的運(yùn)輸方法和生產(chǎn)形態(tài)的談?wù)撜谠黾?。由此可見，為了?shí)現(xiàn)氫能社會(huì)，有關(guān)氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的議論正式開始了。
關(guān)鍵字：綠氫、水電解制氫、加氫站、氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、氫能社會(huì)、氫運(yùn)輸、液化氫儲(chǔ)存
2020年7月，大型工業(yè)氣體公司——美國空氣化工產(chǎn)品有限公司（Air Products and Chemicals）宣布，計(jì)劃在沙特阿拉伯建造世界上最大的“綠氫（可再生能源電力水電解制氫）”工廠。該工廠預(yù)計(jì)總耗資70億美元，據(jù)稱每天可以生產(chǎn)供2萬輛氫能公交車使用的氫氣。
這是世界各國正在進(jìn)行的200多個(gè)氫能項(xiàng)目之一。能源、化學(xué)、電力各公司正在競相建造有助于世界脫碳化的制氫工廠。各大企業(yè)高管也開始積極探討氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)。
越來越多的企業(yè)高管對(duì)氫的流通和形態(tài)發(fā)表評(píng)論（2015年1～3月至2021年1～3月的決算會(huì)議上，“氫的流通”“藍(lán)氫”“灰氫”相關(guān)詞出現(xiàn)的次數(shù)）
這其中也包括了對(duì)于高效且安全地將氫從生產(chǎn)工廠運(yùn)輸?shù)浇K端用戶的方法的說明。2021年1～3月，企業(yè)高管提及“氫的流通”相關(guān)詞的次數(shù)創(chuàng)歷史新高。
關(guān)于“灰氫”（天然氣重整）和“藍(lán)氫”（來自天然氣，但回收和儲(chǔ)存產(chǎn)生的二氧化碳（CO2)）的談?wù)撘苍谘杆僭黾?。在向綠氫過渡的過程中，這些“不完全清潔的”氫氣形態(tài)的利用也被提及。
下面將分析各大企業(yè)高管關(guān)注氫能社會(huì)復(fù)雜要素的原因。
隨著超過3000億美元的投資涌入氫能項(xiàng)目，各國政府的支持力度也不斷加大，各公司也紛紛考慮擴(kuò)大制氫，以及采取下一步行動(dòng)。
氫的運(yùn)輸
隨著全世界數(shù)百個(gè)制氫工廠的開發(fā)，大幅擴(kuò)充氫運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施迫在眉睫。根據(jù)采用液態(tài)還是氣態(tài)，氫運(yùn)輸方法將完全不同。
氫的運(yùn)輸網(wǎng)包括絕熱卡車（因?yàn)橐夯瘹湫枰诔蜏叵聝?chǔ)存）、船舶和用于液態(tài)氫和氣態(tài)氫的絕熱管道等。雖然用卡車或船舶運(yùn)輸氫很常見，但各公司仍在研究如何安全地使用管道運(yùn)輸氫。英國大型電力供應(yīng)公司——國家電網(wǎng)（National Grid）在2020年11月的決算會(huì)議上透露，其正在英國測(cè)試輸氣管道與氫的反應(yīng)。因?yàn)檠芯勘砻鳉溆锌赡軙?huì)降低鐵質(zhì)管道的強(qiáng)度。
像加油站那樣可以充氫的“加氫站”也正在逐漸增加。這將有助于美國新興車企——尼古拉汽車公司(Nikola Motors)和德國的戴姆勒股份公司（Daimler AG）等的燃料電池卡車的發(fā)展。美國空氣化工產(chǎn)品有限公司最近就在其位于韓國蔚山的工業(yè)氣體工廠中開設(shè)了一座加氫站。
美國空氣化工產(chǎn)品有限公司最近在其位于韓國蔚山的工業(yè)氣體工廠中開設(shè)的加氫站
向“綠氫”過渡
雖然已經(jīng)公布了許多制氫工廠的建設(shè)計(jì)劃，但是大多數(shù)工廠最早也將在2020年代中期才能投入使用。因此，目前正在利用氫的煉油廠和肥料公司等都將繼續(xù)使用藍(lán)氫和灰氫。
目前生產(chǎn)的大部分氫為灰氫，其通過天然氣重整制得，生產(chǎn)過程中排放CO2。相比之下，藍(lán)氫雖然來自化石燃料，但產(chǎn)生的CO2會(huì)被回收和儲(chǔ)存。
大型工業(yè)氣體公司——法國液化空氣集團(tuán)（Air Liquide）的董事長兼首席執(zhí)行官Beno?t Potier在2020年7～9月的決算會(huì)議上，就氫的過渡作出如下評(píng)價(jià)：“出發(fā)點(diǎn)是當(dāng)前來自天然氣的氫氣，它非常便宜且具有很強(qiáng)的競爭力。在逐步將其與來自可再生能源的氫混合的同時(shí)，最終必須過渡到被稱為“清潔氫”的低碳?xì)?。最重要的是最終實(shí)現(xiàn)清潔氫氣，這需要一個(gè)過程?！?/span>
此外，美國空氣化工產(chǎn)品有限公司和法國液化空氣集團(tuán)等各大制氫公司生產(chǎn)了多種壓縮形態(tài)的氫，以適應(yīng)不同的用途。壓縮氫特別適合長距離運(yùn)輸。
氫氣最適合長距離運(yùn)輸?shù)?種形態(tài)是液化氫、液態(tài)有機(jī)氫載體（LOHC）、氨（NH3），根據(jù)生產(chǎn)時(shí)使用的燃料分別屬于灰氫、藍(lán)氫、綠氫。
其中，氨的使用量正在增加。2021年1～3月的決算會(huì)議上提到氨的次數(shù)恢復(fù)了5年前的高水平。美國大型肥料制造商CF Industries和荷蘭大型化工公司OCI等（以氨為原材料）典型的肥料制造商可以利用現(xiàn)有工廠（配合向可再生能源的過渡）分別生產(chǎn)灰氨、藍(lán)氨、綠氨。
通過利用CB Insights公司的決算會(huì)議記錄搜索引擎，本文選取了2020年中期以來在其決算會(huì)議上提及氫話題的12家企業(yè)。其中提及了氫運(yùn)輸和過渡階段氫形態(tài)（灰氫、藍(lán)氫）的企業(yè)橫跨多個(gè)行業(yè)，包括能源、化工、工業(yè)機(jī)械和物流等各領(lǐng)域。
◇美國空氣化工產(chǎn)品有限公司（air products & chemicals）（工業(yè)氣體）
“現(xiàn)在正在大力推進(jìn)向氫能社會(huì)的過渡，會(huì)按照灰氫、藍(lán)氫、綠氫的順序進(jìn)行。目前，對(duì)“藍(lán)氫”的需求很大?！?/span>
◇巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司（Ballard Power Systems）（加拿大、燃料電池）
“在2021年1～3月，我們與美國查特工業(yè)公司（Chart Industries）（制造用于冷卻氣體并液化的設(shè)備）簽署了一份不具法律約束力的備忘錄，合作制定用于大型車輛的液化氫的儲(chǔ)存、防止汽化對(duì)策。液化氫具有高能量密度，有可能成為可滿足大型巴士、長途卡車、鐵路和船舶等大型交通工具燃料需求的最優(yōu)解決方案。
◇英國石油公司（BP）（能源）
“我們公司宣布了開發(fā)英國最大的藍(lán)氫生產(chǎn)設(shè)施的計(jì)劃，目標(biāo)是在2030年生產(chǎn)1吉瓦的氫。該項(xiàng)目將是英國石油公司在氫能業(yè)務(wù)邁出的重要一步，也將為英國政府的氣候變化對(duì)策——“10項(xiàng)計(jì)劃”作出巨大貢獻(xiàn)?！?/span>
◇美國查特工業(yè)公司（制造用于冷卻氣體并液化的設(shè)備）
“由于氫的終端用戶和供應(yīng)商都有需求，我們必須盡快具備供應(yīng)和運(yùn)輸能力。這樣的（增長）需求不僅體現(xiàn)在我們公司的氫運(yùn)輸管道的訂單中，也體現(xiàn)在市場(chǎng)行情中。”
◇美國切薩皮克氣業(yè)公司（Chesapeake Utilities）（供應(yīng)各種能源）
“實(shí)際上，關(guān)于制氫，我們對(duì)于將綠氫而非藍(lán)氫和灰氫壓入管道并進(jìn)行運(yùn)輸以及它是來自風(fēng)能還是太陽能這一點(diǎn)非常感興趣?！?/span>
◇美國康明斯公司(Cummins）（發(fā)動(dòng)機(jī)制造商）
“這樣的（能源）轉(zhuǎn)型政策很重要。因?yàn)槊撎际歉淖儸F(xiàn)狀的最終手段。不過，挑戰(zhàn)在于成本以及電動(dòng)汽車（EV）和燃料電池汽車的大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求。我們確信可以和制造商合作來降低成本以及完善基礎(chǔ)設(shè)施，但是這需要大量資金。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，政府的投資也是必要的。”
◇美國福斯公司（Flowserve）（工業(yè)機(jī)械）
“我認(rèn)為這次的能源轉(zhuǎn)型是動(dòng)真格的。如果我們關(guān)注世界各國的政治和社會(huì)壓力，就不難看出這一點(diǎn)（能源轉(zhuǎn)型）不會(huì)改變。雖然還不清楚這究竟將會(huì)是一條怎樣的道路，氫將發(fā)揮多大的作用，綠（氫）和藍(lán)（氫）有多大的不同，但所有的這些早晚都將進(jìn)一步明確?！?/span>
◇法國液化空氣集團(tuán)（Air Liquide）（工業(yè)氣體）
“對(duì)我們公司來說，不只是（氫）制造技術(shù)，同時(shí)也是我們掌握氫的封裝和流通技術(shù)以及整個(gè)供應(yīng)鏈（供應(yīng)網(wǎng)）的最好機(jī)會(huì)，這也正是我們可以大展身手的領(lǐng)域，希望能夠由此提高氫的安全性、穩(wěn)定性以及競爭力。”
◇英國國家電網(wǎng)公司（National Grid）（輸配電）
“為了弄清楚應(yīng)該往現(xiàn)有的輸配電網(wǎng)中通入混合氫還是100%純氫，對(duì)鐵、接頭和其他設(shè)備會(huì)有什么樣的影響，該怎么做才能完全利用，我們?cè)谟⒚纼蓢ㄙM(fèi)了相當(dāng)長的時(shí)間?！?/span>
◇荷蘭OCI公司（肥料、化工）
“原材料供應(yīng)的脫碳化是我們的客戶通過脫碳化受益的主要方式之一，也是客戶實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重要途徑。我們?cè)诿绹每怂_斯州設(shè)立的戰(zhàn)略性（甲醇、氨的生產(chǎn)設(shè)施）OCI Beaumont正符合這一目標(biāo)（脫碳化）。對(duì)于美國的藍(lán)氨和綠氨的客戶來說，OCI Beaumont有望成為最大的據(jù)點(diǎn)。”
◇美國普拉格能源公司（Plug Power）（燃料電池）
“剛開始，大部分的綠氫將在液化后運(yùn)輸，但是最終邊生產(chǎn)邊儲(chǔ)存的“現(xiàn)場(chǎng)型”制氫裝置將成為主流。其中一部分和現(xiàn)在的天然氣一樣，可以在地下長期儲(chǔ)存。而且，最終如果在管道附近建設(shè)一個(gè)工廠的話，就可以直接將氫氣接入天然氣的管道了。我們已經(jīng)在進(jìn)行相關(guān)研究?！?/span>
◇瑞必科集團(tuán)（Xebec）（加拿大、可再生·低碳?xì)怏w）
“加氫站有兩種選擇：現(xiàn)場(chǎng)制氫和將氫運(yùn)輸?shù)郊託湔尽Ｒ蛔招枨罅坎坏?00公斤的加氫站應(yīng)該采用現(xiàn)場(chǎng)制氫方式。這可能只是暫時(shí)的，但如果日需求量只有500公斤的話，現(xiàn)場(chǎng)制氫的方式更加適合?！?/span>
雖然各企業(yè)的高管有各種各樣的想法和見解，但氫的價(jià)值鏈仍處于起步階段。今后也需要重點(diǎn)關(guān)注這些重視氫的流通創(chuàng)新（技術(shù)創(chuàng)新）加速的企業(yè)之間的合作。
巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司和查特工業(yè)公司最近簽署了一項(xiàng)合作備忘錄，決定共同開發(fā)用于大型車輛的液化氫儲(chǔ)存對(duì)策。
美國空氣化工產(chǎn)品有限公司、查特工業(yè)公司和英國國家電網(wǎng)公司等工業(yè)氣體、電力、輸配電公司進(jìn)行的氫管道和儲(chǔ)存測(cè)試也值得關(guān)注。成功的測(cè)試和實(shí)證實(shí)驗(yàn)或?qū)⒊蔀闅浠A(chǔ)設(shè)施廣泛普及的開端。
關(guān)于灰氫和藍(lán)氫的制造商如何轉(zhuǎn)換為綠氫，確保穩(wěn)定且充足的可再生能源的供應(yīng)至關(guān)重要。2021年4月，美國CF Industries公司與大型鋼鐵和機(jī)械公司——德國蒂森克虜伯股份公司達(dá)成協(xié)議，將共同在美國路易斯安那州唐納森維爾的現(xiàn)有綜合設(shè)施中新建一個(gè)用于制造綠氫的電解工廠。
翻譯：王寧愿
審校：李涵、賈陸葉
統(tǒng)稿：李淑珊
●利用兆瓦級(jí)水電解裝置進(jìn)行氫能實(shí)證實(shí)驗(yàn)
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