據(jù)報道，沙特在北部新未來城地區(qū)(Neom)開展一項耗資龐大的新能源計劃。在這座占地約2.65萬平方公里的未來高科技城市里，無論是車輛、發(fā)電站還是重工業(yè)基地，統(tǒng)一使用綠色氫氣作為能源，從而實現(xiàn)真正的零碳排放。
長期依賴石油經(jīng)濟(jì)的沙特，為何花巨資打造氫能源，其背后有怎樣的野心，對全球能源市場又會帶來怎樣的深遠(yuǎn)影響？
綠色氫氣
沙特未來城的“動力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個問題的答案一目了然。跟石油、天然氣不同，用氫氣作為能源燃燒時不會釋放出大量的二氧化碳。它又比風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽能發(fā)電站產(chǎn)生的電力更容易儲存，只需要大型船舶和管道就可以輸送到很遠(yuǎn)的地方。通過可再生能源生產(chǎn)出來的綠色氫氣，是一種很高效的燃料。在沙特阿拉伯未來城市NEOM里用到的氫氣將由水產(chǎn)生，所以被叫做綠色氫氣。
據(jù)NEOM能源部門負(fù)責(zé)人彼得·特里烏姆介紹，NEOM位于紅海邊上，坐擁全球少有的太陽能和風(fēng)力資源優(yōu)勢。特里烏姆表示，“即便將來全球展開綠色氫氣開發(fā)競賽，NEOM也不會遇到強(qiáng)有力的對手。我們有這個自信。”據(jù)介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計劃里，白天使用太陽能、晚上使用風(fēng)力，這樣就能完全滿足綠色氫氣生產(chǎn)時的電力需求。
根據(jù)設(shè)想，NEOM的綠色氫氣工廠每天將生產(chǎn)出大約2萬輛公交車所需的氫氣。但要實現(xiàn)這一目標(biāo)，首先要把綠色氫氣轉(zhuǎn)化成氨氣，而不是通過大型船舶或者管道直接把氫氣或者液態(tài)氫輸送給用戶。因為氨氣密度更高，所以運輸成本更小。這些氨氣被大型船舶運送到亞洲和歐美國家之后，會在當(dāng)?shù)叵绒D(zhuǎn)化為氫氣，然后被送到空氣產(chǎn)品公司建造的供應(yīng)站。
雖然這個全球最大的綠色氫氣工廠還沒有建成，但是根據(jù)規(guī)劃顯示，2025年投產(chǎn)后有望實現(xiàn)650噸/日的氫產(chǎn)量。截至目前，全球最大的綠色氫氣工廠位于加拿大魁北克省，日產(chǎn)量為9萬噸。
項目目標(biāo)
打造全球科技創(chuàng)新和綠色能源中心
NEOM項目成為了沙特阿拉伯這個長期依賴石油的國家展示自己野心的代表性案例，該項目建成后的NEOM將成為全球科技創(chuàng)新和綠色能源的中心。
不過，旨在構(gòu)建綠色氫能源社會的人們現(xiàn)在卻陷入了困境。這種無色無味的可燃性氣體的生產(chǎn)成本太高。所以，如果沒有巨大的綠色氫能源市場，它在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。但這樣巨大的市場到目前為止都還沒有出現(xiàn)。
在NEOM參與綠色氫能源計劃的投資者們正在考慮如何既生產(chǎn)出越來越多的綠色氫氣，同時培育出一個巨大的市場。美國空氣產(chǎn)品公司與沙特國際電力與水務(wù)公司（ACWA）一共投資了50億美元，在NEOM建造世界最大的綠色氫氣工廠。與此同時，雙方又另外出資20億美元為全世界的消費者建造綠色氫氣的分銷基礎(chǔ)設(shè)施。主要是為了給產(chǎn)業(yè)車輛和公共汽車提供燃料。
美國空氣產(chǎn)品公司在一份聲明中表示，期待利用成熟技術(shù)幫助沙特乃至全球加速實現(xiàn)100%綠色能源的夢想。“全球有2.6億輛商用車，如果其中1%轉(zhuǎn)化為氫燃料汽車，大概需要50座此類工廠。”該公司董事長、總裁兼首席執(zhí)行官強(qiáng)調(diào)，“我們?yōu)榱诉@個項目研究和討論了很多年，目標(biāo)就是打造全球首個巨型氫生產(chǎn)項目。”
巨大挑戰(zhàn)
能否重構(gòu)全球能源基礎(chǔ)設(shè)施
“30年后，氫氣將會跟現(xiàn)在的石油一樣重要。”在接受采訪時，全球最大氫氣生產(chǎn)企業(yè)空氣產(chǎn)品公司CEO葛思明（Seifi Ghasemi）預(yù)測說。
這是非常大膽的預(yù)測。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，人們必須要對現(xiàn)有的燃料和電力使用方式進(jìn)行巨大的改變。遺憾的是，并非所有的專家都認(rèn)同其可能性。最大的原因在于，如果要重新構(gòu)建全世界的能源基礎(chǔ)設(shè)施，這將是一筆天文數(shù)字般的支出。從車輛到家庭用能源設(shè)備，所有的一切都必須改變。
這樣的世界一旦成為現(xiàn)實，將看起來大為不同——加油不再去汽油站，而是要去氫氣站；氫氣將通過管道輸送給各個家庭，并可以作為加熱器和燃?xì)鉅t的燃料。另外，跟風(fēng)力和太陽能不同的是，氫能源能夠成為穩(wěn)定的能源。這對于大數(shù)據(jù)中心、制造業(yè)基地這種耗電量很大的企業(yè)而言，重要性不言而喻。
如果綠色氫氣能夠?qū)崿F(xiàn)大量生產(chǎn)的話，就能夠解決經(jīng)濟(jì)活動中面臨的一些巨大難題。比如，如何給大型卡車或船舶在不用電池情況下提供動力、打破天氣對風(fēng)力和太陽能的制約因素、鋼鐵和水泥等重工業(yè)的減碳問題。哥倫比亞大學(xué)高級研究員朱里奧·弗里德曼在接受采訪時，“在各國今后數(shù)十年的零碳排放口號中，綠色氫氣的廣泛利用將使其成為能源經(jīng)濟(jì)中的‘瑞士軍刀’。”
潛力巨大
氫能源吸引各國政府和投資者關(guān)注
隨著全球?qū)厥覛怏w排放的管控政策變得越來越嚴(yán)，越來越多的投資者開始思考?xì)淠茉吹那巴締栴}。根據(jù)美國大型顧問公司麥肯錫的一項預(yù)測顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會從現(xiàn)在的幾乎為0增長到14%。
現(xiàn)在投資者們對綠色氫氣關(guān)心度不斷上升的一大原因在于可再生能源的價格發(fā)生了暴跌。據(jù)弗里德曼透露，在可再生能源里，現(xiàn)在只有綠色氫氣的生產(chǎn)成本比較高，大概占了50%-70%。相比而言，最近幾年風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電站的建設(shè)費用一直在下降。
一方面，建造新能源電站的成本在下降。另一方面，大規(guī)模的建設(shè)項目正在增加。作為成本最低的發(fā)電站，風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電站所產(chǎn)生的電力基本上可以和天然氣發(fā)電所產(chǎn)生的電力相媲美。
弗里德曼表示，“現(xiàn)在越來越多的國家和地方政府開始把新能源研發(fā)的目光轉(zhuǎn)向了氫氣。綠色氫氣終于開始開花了。大大小小、各個領(lǐng)域的投資者都在考慮對這個領(lǐng)域的投資，不僅僅只有那些參與了NEOM項目的合作企業(yè)。”根據(jù)一項專業(yè)分析預(yù)計，到2030年全球?qū)τ跉淠茉错椖康哪甓韧顿Y總額將超過4000億美元，到2050年將超過2萬億美元。
一方面，豐田、本田等部分汽車巨頭正全力開發(fā)氫燃料電池汽車（FCV）。另一方面，美國國內(nèi)數(shù)家大型公共企業(yè)要求國內(nèi)的火電站用氫氣來取代天然氣。作為美國最大的地方公共企業(yè)，洛杉磯水電局在猶他州的一個火電站主導(dǎo)了一個19億美元的新項目。該項目要求猶他州的火電站除了使用天然氣發(fā)電之外，還要使用由風(fēng)力和太陽能所生產(chǎn)的綠色氫氣作為燃料。
在新墨西哥州西北部，一個總投資達(dá)到20億美元的氫氣發(fā)電站已經(jīng)開工在建。該項目計劃到2024年可以為美國西部一帶提供由氫氣產(chǎn)生的電。
問題暴露
產(chǎn)量具有不穩(wěn)定性
必須要看到的問題是，雖然綠色氫氣很有前途，但也面臨著許多難題。因為它是由風(fēng)力和太陽能產(chǎn)生，所以產(chǎn)量具有不穩(wěn)定性。此外，電解槽的造價也非常昂貴。雖然可再生能源的總體成本正在降低，但是綠色氫氣的生產(chǎn)商要提高自己的收益，就必然想24小時不間斷的生產(chǎn)綠色氫氣。
另外，氫氣如果是在氣體狀態(tài)下，要儲存是相當(dāng)困難的。液化之后儲存雖然相對方便，但它的成本又會增加。所以，為了解決這些問題，NEOM才考慮把氫氣合成為氨氣之后來運輸。還有一個問題在于，當(dāng)金屬遇到氫氣之后，就會發(fā)生反應(yīng)。如果用管道運輸?shù)脑?，很難確保氫氣里面不混入其他物質(zhì)。
哥倫比亞大學(xué)高級研究員弗里德曼說，“阻礙綠色氫氣普及的因素不是科技，而是現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施條件。如果要專門推動綠色氫氣的普及，各國政府和企業(yè)都需要在電網(wǎng)構(gòu)建、港灣建設(shè)以及管道鋪設(shè)、補(bǔ)給站建造方面投入大量的資金。如果各國政府都吸引投資、推行健全的公共政策，全球經(jīng)濟(jì)就可以承擔(dān)這個成本。但這是一種理想化的狀態(tài)。”
綠色氫氣
沙特未來城的“動力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個問題的答案一目了然。跟石油、天然氣不同，用氫氣作為能源燃燒時不會釋放出大量的二氧化碳。它又比風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽能發(fā)電站產(chǎn)生的電力更容易儲存，只需要大型船舶和管道就可以輸送到很遠(yuǎn)的地方。通過可再生能源生產(chǎn)出來的綠色氫氣，是一種很高效的燃料。在沙特阿拉伯未來城市NEOM里用到的氫氣將由水產(chǎn)生，所以被叫做綠色氫氣。
據(jù)NEOM能源部門負(fù)責(zé)人彼得·特里烏姆介紹，NEOM位于紅海邊上，坐擁全球少有的太陽能和風(fēng)力資源優(yōu)勢。特里烏姆表示，“即便將來全球展開綠色氫氣開發(fā)競賽，NEOM也不會遇到強(qiáng)有力的對手。我們有這個自信。”據(jù)介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計劃里，白天使用太陽能、晚上使用風(fēng)力，這樣就能完全滿足綠色氫氣生產(chǎn)時的電力需求。
根據(jù)設(shè)想，NEOM的綠色氫氣工廠每天將生產(chǎn)出大約2萬輛公交車所需的氫氣。但要實現(xiàn)這一目標(biāo)，首先要把綠色氫氣轉(zhuǎn)化成氨氣，而不是通過大型船舶或者管道直接把氫氣或者液態(tài)氫輸送給用戶。因為氨氣密度更高，所以運輸成本更小。這些氨氣被大型船舶運送到亞洲和歐美國家之后，會在當(dāng)?shù)叵绒D(zhuǎn)化為氫氣，然后被送到空氣產(chǎn)品公司建造的供應(yīng)站。
雖然這個全球最大的綠色氫氣工廠還沒有建成，但是根據(jù)規(guī)劃顯示，2025年投產(chǎn)后有望實現(xiàn)650噸/日的氫產(chǎn)量。截至目前，全球最大的綠色氫氣工廠位于加拿大魁北克省，日產(chǎn)量為9萬噸。
項目目標(biāo)
打造全球科技創(chuàng)新和綠色能源中心
NEOM項目成為了沙特阿拉伯這個長期依賴石油的國家展示自己野心的代表性案例，該項目建成后的NEOM將成為全球科技創(chuàng)新和綠色能源的中心。
不過，旨在構(gòu)建綠色氫能源社會的人們現(xiàn)在卻陷入了困境。這種無色無味的可燃性氣體的生產(chǎn)成本太高。所以，如果沒有巨大的綠色氫能源市場，它在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。但這樣巨大的市場到目前為止都還沒有出現(xiàn)。
在NEOM參與綠色氫能源計劃的投資者們正在考慮如何既生產(chǎn)出越來越多的綠色氫氣，同時培育出一個巨大的市場。美國空氣產(chǎn)品公司與沙特國際電力與水務(wù)公司（ACWA）一共投資了50億美元，在NEOM建造世界最大的綠色氫氣工廠。與此同時，雙方又另外出資20億美元為全世界的消費者建造綠色氫氣的分銷基礎(chǔ)設(shè)施。主要是為了給產(chǎn)業(yè)車輛和公共汽車提供燃料。
美國空氣產(chǎn)品公司在一份聲明中表示，期待利用成熟技術(shù)幫助沙特乃至全球加速實現(xiàn)100%綠色能源的夢想。“全球有2.6億輛商用車，如果其中1%轉(zhuǎn)化為氫燃料汽車，大概需要50座此類工廠。”該公司董事長、總裁兼首席執(zhí)行官強(qiáng)調(diào)，“我們?yōu)榱诉@個項目研究和討論了很多年，目標(biāo)就是打造全球首個巨型氫生產(chǎn)項目。”
巨大挑戰(zhàn)
能否重構(gòu)全球能源基礎(chǔ)設(shè)施
“30年后，氫氣將會跟現(xiàn)在的石油一樣重要。”在接受采訪時，全球最大氫氣生產(chǎn)企業(yè)空氣產(chǎn)品公司CEO葛思明（Seifi Ghasemi）預(yù)測說。
這是非常大膽的預(yù)測。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，人們必須要對現(xiàn)有的燃料和電力使用方式進(jìn)行巨大的改變。遺憾的是，并非所有的專家都認(rèn)同其可能性。最大的原因在于，如果要重新構(gòu)建全世界的能源基礎(chǔ)設(shè)施，這將是一筆天文數(shù)字般的支出。從車輛到家庭用能源設(shè)備，所有的一切都必須改變。
這樣的世界一旦成為現(xiàn)實，將看起來大為不同——加油不再去汽油站，而是要去氫氣站；氫氣將通過管道輸送給各個家庭，并可以作為加熱器和燃?xì)鉅t的燃料。另外，跟風(fēng)力和太陽能不同的是，氫能源能夠成為穩(wěn)定的能源。這對于大數(shù)據(jù)中心、制造業(yè)基地這種耗電量很大的企業(yè)而言，重要性不言而喻。
如果綠色氫氣能夠?qū)崿F(xiàn)大量生產(chǎn)的話，就能夠解決經(jīng)濟(jì)活動中面臨的一些巨大難題。比如，如何給大型卡車或船舶在不用電池情況下提供動力、打破天氣對風(fēng)力和太陽能的制約因素、鋼鐵和水泥等重工業(yè)的減碳問題。哥倫比亞大學(xué)高級研究員朱里奧·弗里德曼在接受采訪時，“在各國今后數(shù)十年的零碳排放口號中，綠色氫氣的廣泛利用將使其成為能源經(jīng)濟(jì)中的‘瑞士軍刀’。”
潛力巨大
氫能源吸引各國政府和投資者關(guān)注
隨著全球?qū)厥覛怏w排放的管控政策變得越來越嚴(yán)，越來越多的投資者開始思考?xì)淠茉吹那巴締栴}。根據(jù)美國大型顧問公司麥肯錫的一項預(yù)測顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會從現(xiàn)在的幾乎為0增長到14%。
現(xiàn)在投資者們對綠色氫氣關(guān)心度不斷上升的一大原因在于可再生能源的價格發(fā)生了暴跌。據(jù)弗里德曼透露，在可再生能源里，現(xiàn)在只有綠色氫氣的生產(chǎn)成本比較高，大概占了50%-70%。相比而言，最近幾年風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電站的建設(shè)費用一直在下降。
一方面，建造新能源電站的成本在下降。另一方面，大規(guī)模的建設(shè)項目正在增加。作為成本最低的發(fā)電站，風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電站所產(chǎn)生的電力基本上可以和天然氣發(fā)電所產(chǎn)生的電力相媲美。
弗里德曼表示，“現(xiàn)在越來越多的國家和地方政府開始把新能源研發(fā)的目光轉(zhuǎn)向了氫氣。綠色氫氣終于開始開花了。大大小小、各個領(lǐng)域的投資者都在考慮對這個領(lǐng)域的投資，不僅僅只有那些參與了NEOM項目的合作企業(yè)。”根據(jù)一項專業(yè)分析預(yù)計，到2030年全球?qū)τ跉淠茉错椖康哪甓韧顿Y總額將超過4000億美元，到2050年將超過2萬億美元。
一方面，豐田、本田等部分汽車巨頭正全力開發(fā)氫燃料電池汽車（FCV）。另一方面，美國國內(nèi)數(shù)家大型公共企業(yè)要求國內(nèi)的火電站用氫氣來取代天然氣。作為美國最大的地方公共企業(yè)，洛杉磯水電局在猶他州的一個火電站主導(dǎo)了一個19億美元的新項目。該項目要求猶他州的火電站除了使用天然氣發(fā)電之外，還要使用由風(fēng)力和太陽能所生產(chǎn)的綠色氫氣作為燃料。
在新墨西哥州西北部，一個總投資達(dá)到20億美元的氫氣發(fā)電站已經(jīng)開工在建。該項目計劃到2024年可以為美國西部一帶提供由氫氣產(chǎn)生的電。
問題暴露
產(chǎn)量具有不穩(wěn)定性
必須要看到的問題是，雖然綠色氫氣很有前途，但也面臨著許多難題。因為它是由風(fēng)力和太陽能產(chǎn)生，所以產(chǎn)量具有不穩(wěn)定性。此外，電解槽的造價也非常昂貴。雖然可再生能源的總體成本正在降低，但是綠色氫氣的生產(chǎn)商要提高自己的收益，就必然想24小時不間斷的生產(chǎn)綠色氫氣。
另外，氫氣如果是在氣體狀態(tài)下，要儲存是相當(dāng)困難的。液化之后儲存雖然相對方便，但它的成本又會增加。所以，為了解決這些問題，NEOM才考慮把氫氣合成為氨氣之后來運輸。還有一個問題在于，當(dāng)金屬遇到氫氣之后，就會發(fā)生反應(yīng)。如果用管道運輸?shù)脑?，很難確保氫氣里面不混入其他物質(zhì)。
哥倫比亞大學(xué)高級研究員弗里德曼說，“阻礙綠色氫氣普及的因素不是科技，而是現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施條件。如果要專門推動綠色氫氣的普及，各國政府和企業(yè)都需要在電網(wǎng)構(gòu)建、港灣建設(shè)以及管道鋪設(shè)、補(bǔ)給站建造方面投入大量的資金。如果各國政府都吸引投資、推行健全的公共政策，全球經(jīng)濟(jì)就可以承擔(dān)這個成本。但這是一種理想化的狀態(tài)。”
