全球氢市场—谁将主宰这场比赛？（英文）

全球氢市场谁将主宰比赛？2020 年 7 月 发布时间：2020 年 7 月，华沙作者：Maciej Giers、Ludmiła Jaworska、Łukasz Antas ()版权所有：Esperis LTD biuro@esperis.pl 2全球氢能市场——大势所趋氢作为交通和工业中的能源，并不是什么新鲜事。它的应用已经为人所知并使用了几十年。但近年来，雄心勃勃的气候政策和气候目标已经成为人们关注的焦点。 6 月 8 日发布的欧盟氢战略试图应对未来的挑战并推动欧洲的氢市场发展。但要问的问题是，从欧洲乃至全球的角度来看，市场可以有多大。当前的全球氢市场仍处于萌芽阶段。据估计，全球每年生产约 74 公吨的氢气。美国每年生产约 10 公吨的氢气，略高于欧盟。波兰的 1 mtpa 产量也在全球氢气生产商地图上占有一席之地。但关于目前的市场情况有两个方面需要提及。氢主要用作化学和炼油过程中的资源，其作为运输燃料的应用仍然很少。其次，目前大约 95% 的氢是通过化石燃料的转化生产的。这些被称为黑色、灰色、蓝色或绿松石色的氢。其中一些采用CCS或CCSU技术生产，使燃料低碳。只有 5% 是由可再生能源生产的无排放绿色氢。在欧洲，还值得一提的是，氢的长途运输目前还没有完全竞争制氢方法产生的氢气可再生能源由化石燃料生产绿色的紫色的绿松石蓝色的灰色的黑色的在里面在里面电解工艺水分解成氢气和氧气；电能电解工艺水分解成氢气和氧气；电能氢气是在使用天然气的热解过程中产生的，没有以灰氢的形式产生，但在此过程中 CO2 被为从由煤生产的合成气中提取在这个过程中来自一个在这个过程中来自一个二氧化碳排放进一步使用核反应堆核反应堆由化石燃料生产；发生温室气体排放 3有四种主要的氢运输方法——压缩或液化氢、甲基环己烷 (MCH)和氨。所有选项都会导致大量的能量损失。液化氢的运输在液化过程中消耗大量能量，而 MCH 方法在脱氢过程中会导致能量损失。氨的生产在合成和衰变过程中会消耗大量能量。然而，氨的能效最高（34-37%），远高于 MCH 的能效水平（25%）。在短距离运输方面，氢气可以通过现有（修改后的）或新管道运输。它也可以与现有天然气管道中的天然气混合。预测未来几年的市场规模并不容易。一些分析预测，到 2050 年，全球氢需求估计将增长到 500 公吨/年（氢能委员会）。更谨慎的预测预测需求可能会翻倍至 150 公吨/年，甚至不会超过 100 公吨（德勤）。尽管存在差异，但可以说到 2030 年氢需求不会显着增长。但如果氢要成为“未来燃料”，它可能会在 2040-2050 年开始发挥重要作用。还可以假设监管框架和补贴可以比其他地区更多地促进某些地区的市场增长。毫无疑问，欧盟可以成为这样一个地区。预计到 2030 年需求量将增长到 16.5 公吨/年。但欧盟会成为世界上最大的氢市场吗？氢气运输表格纯氢（通过管道）压缩氢气液化氢 H²甲基环己烷妇幼保健院氨氨水能量效率30-33%25%34-37% 4远东和太平洋地区——全球氢平衡点？预计到2050年，亚洲市场将成为全球氢市场的平衡点。中国、日本、新加坡和韩国可能占全球需求的三分之二至 75%。考虑到这些国家参与开发氢技术，这种情况更有可能成为现实。因此，人们应该仔细研究该地区。日本 – 一个领导者，但能持续多久？日本公司在氢技术和供应链领域开展了众多试点项目。 4 月，一家来自文莱达鲁萨兰国的承运人将 MCH 运往日本，随后将其脱氢。货物来自红土坎文莱液化天然气接收站的 AHEAD 项目。该项目由文莱达鲁萨兰国和四家日本公司——三菱、三井、千代田和日本邮船歌舞伎社共同实施。预计到 2020 年最多可交付 210 吨。但这并不是日本唯一一个旨在在东盟/EAS 国家建立完整氢供应链的项目。日本的参与源于创建氢经济的雄心勃勃的目标。假设 2025 年日本将有 200.000 辆燃料电池汽车 (FCV)，五年后的 2030 年甚至有 800.000 辆。相比之下，2018 年日本仅有 2.700 辆 FCV。运输部门将主导日本的氢需求结构。但后来氢能在能源和供暖领域发挥越来越重要的作用。根据官方策略到 2030 年，日本的氢商业消费量估计为每年 300,000 吨。日本的目标是消费约。未来 10 公吨。不过，值得一提的是，氢在日本并不是要完全替代常规能源。据估计，2-20% 的汽油车可以被燃料电池汽车取代。在能源和供热部门，这一比例分别为 30% 和 20%。预计到2050年，亚洲市场将成为全球氢市场的平衡点。中国、日本、新加坡和韩国可能占全球需求的三分之二至 75%。中国——潜在的氢能巨头？事实证明，日本市场不会是最大的市场，因为中国在建设氢经济方面具有巨大潜力。尽管现在需求相对较低（每年 800.000 吨），但未来十年中国可能消耗全球 20% 的氢供应。到 2040 年，仅它一项就可能占全球市场的 50%。中国当局自己也确认了雄心勃勃的目标——从 2020 年到 2030 年，中国应该销售 100 万辆燃料电池汽车，建造 1000 个加油站。 2018年，中国对燃料电池技术的发展给予了相当于110亿欧元的补贴。国家财政援助的一个例子是广东省云浮工业园区。国家补贴和税收减免使许多公司搬到了那里。就目前而言，整个中国氢供应链都在那里。氢基运输的发展 5印度——和中国一样大？印度于 2006 年发布了第一个氢战略。十年后的 2016 年，该文件进行了更新。据当地消息来源称，印度约有 100 家公司致力于氢技术的开发。其中之一是塔塔，它在印度氢巴士上工作。然而，印度氢能市场并没有快速增长，因此预计中短期内该市场不会在塑造全球需求方面发挥重要作用。然而，据估计，印度可能成为与中国相媲美的大市场。美国——期待什么？在中美之间日益紧张的情况下，值得考虑美国对中国在氢能市场日益增长的雄心的反应。美国开发了自己的燃料电池技术，该国约有 2575 条氢气管道，主要用于墨西哥湾地区的大型工业。根据促进氢经济的协会 FCHEA 的数据，2019 年美国的需求约为 11 公吨/年。最大的在消费中所占的比重曾经是石化和钢铁行业。 FCHEA 估计，到 2030 年需求可能增长到 17 公吨/年，到 2050 年，氢气可能占美国能源消耗的 14%，主要用于运输部门。美国没有联邦氢战略，每个州都有自己的战略目标。氢经济发展最活跃的州是加州，计划到 2025 年建设 200 个加氢站。“零排放汽车推广计划”加州要求汽车生产商在当地市场上提供固定比例的电动和氢动力汽车。美国有可能成为氢出口国，特别是如果涉及到从化石燃料生产的氢，但没有明确的战略。可以假设远东和跨太平洋地区将成为全球氢市场的平衡点。因此，许多技术和氢也可能首先为不断增长的亚洲市场生产。 6谁将供应不断增长的市场？远东巨大市场（甚至可能比欧盟市场大几倍）的愿景使越来越多的国家将其市场定位为氢能并成为出口国。据估计，卡塔尔可为远东市场提供最有利的供应条件。卡塔尔不仅拥有发展光伏（绿氢）的良好条件，而且拥有天然气资源，可以转化为灰氢或蓝氢。澳大利亚也有类似的机会。 2018年开始向日本出口绿色氢，并制定了氢出口战略，特别是远东市场。根据现有分析，到 2025 年，卡塔尔的 CIF 氢价格（供应给进口国港口）将仅比 0.03 – 0.1 澳元/公斤（0.02 – 0.06 欧元/公斤）便宜澳大利亚氢气的价格为 4.61 澳元/公斤（2.84 欧元/公斤）。根据澳大利亚政府给出的数据，原材料和能源的价格占制氢成本的75%。氢运输的价格目前对液化氢或氨最有利（0.03-0.09 A$/kg，即 0.02-0.06 欧元/公斤），而压缩氢气的成本约为 0.5 澳元/公斤（0.31 欧元/公斤）。此外，液化的价格可能会下降 50%，而其他价格仅下降几美分。液化和氢气再气化的需要提高了原材料的价格，但显着降低了运输价格。雄心勃勃的澳大利亚处于前沿澳大利亚目前正在实施两个氢能项目——珀斯（西海岸）和布里斯班（东海岸），南海岸有几个项目正在建设中，北部和塔斯马尼亚州有一些建设基础设施的建议。澳大利亚海岸目前并将在未来成为氢生产最重要的地区。尽管发展光伏的最佳条件位于内陆，但基础设施和水的缺乏使得氢气生产的利润低于沿海生产。将生产定位在沿海地区可以无限地使用水资源（制氢的用水量，根据在某些情况下，甚至可能增加 800%），风能和太阳能供应。在军事出口的情况下，它还缩短了供应链。值得注意的是，从海水中制氢的技术已经存在。它不仅降低了生产成本，还节约了日益稀缺的饮用水。雄心勃勃的澳大利亚战略可能需要建立新的权力。据估计，为了迎接挑战，澳大利亚必须将电能产量从 2025 年的 1 TWh 提高到 2040 年的 200 TWh。氢气将使用天然气（采用 CCS 技术的 SMR – 蓝氢）生产，因此温室气体澳大利亚的排放量将增加 6,300 t/PJ，但考虑到全球规模，将减少超过 63,000 t/PJ。为了获得良好的阳光照射和可再生能源价格的预测下降，澳大利亚生产的绿色氢主要来自光伏发电场。 2018年制氢成本是煤炭加工成本效益最高的（黑氢） - 2.57-3.14 澳元/公斤（1.58-1.93 欧元/公斤）。到 2040 年，价格将下降至 2.02-2.47 澳元/公斤（1,24-1,52 欧元/公斤）。同时，SMR 生产（蓝氢）的成本将达到 1.88-2.30 A$/kg（1,16-1,42 EUR/kg），而 PEM 电解（绿氢）为 2.29-2.79 A$/kg ，即 1,41-1,72 EUR/kg（目前为 6.08-7.43 A$/kg，即 3,74-4,57 EUR/kg）。澳大利亚政府在其战略文件中计划生产将满足全球约 3.5% 的氢需求，并估计其 2040 年的出口潜力为 74 – 382 千吨。澳大利亚的出口将特别发展面向中国、韩国、新加坡和日本。至于日本，根据双边协议，从2024年起，两国之间的能源贸易将没有关税。澳大利亚还假设满足日本 20%、新加坡 13%、韩国 10% 和中国 1% 的需求。只能在最低水平上供应“世界其他地区”。 7展示：澳大利亚氢出口潜力——价格和股票预测竞争永不眠至于远东市场，澳大利亚的主要竞争对手可能是中东和北非国家文莱，该国2020年开始向日本出口210吨氢气，并拥有天然气资源，大大降低了灰氢生产成本和智利，多亏了阿塔卡马沙漠中的光伏板。值得一提的是，2020年启动了MENA氢联盟。其目标是加速该地区价值链的发展，并将私营和公共部门以及学术界聚集在一起。该计划似乎侧重于欧洲市场，而 MENA 国家的活动不如澳大利亚计划的那么先进。挪威和俄罗斯也可能成为重要的氢生产国。前者拥有最大的天然气资源之一，可用于生产灰氢（主要用于欧盟市场）。对亚洲的供应可能会遇到与苏伊士运河运输状况不明相关的问题。环游非洲的需要将使来自斯堪的纳维亚的货物的利润降低。沿着俄罗斯海岸开辟北海航线是可能的。挪威LNG运输船19天就跑完了到东京，这对澳大利亚来说是一个很大的竞争（考虑到布里斯班-东京航线18天就可以跑完）。因此，俄罗斯掌握着未来军事路线的控制权，而且由于其庞大的天然气资源和发电厂，还掌握着氢气生产的潜力。大型化工厂正在生产和使用灰氢和黑氢。俄罗斯没有任何发展氢能行业的战略，包括“清洁”氢能。专家认为，在俄罗斯，氢能源部门将在 2025-2035 年间增长。因此，必须进行大笔投资（每年 1-25 亿欧元）。最有前景的核电站是摩尔曼斯克地区的 Kolskaja AES 或列宁格勒兹卡 AES。据估计，俄罗斯核能和水能系统的潜力甚至可以生产 200 万吨/年，无需任何改进。如果系统得到增强，甚至可以达到 350 万吨/年。沿着俄罗斯海岸开辟北海航线将是一种可能性。挪威LNG运输船19天就跑完到东京，这对澳大利亚来说是一个很大的竞争（考虑到布里斯班-东京航线可以在18天内完成）。 8结论远东——主要市场？2040年中国氢能占全球一半要求。与日本、新加坡和韩国一起，甚