氢作为一种无碳能源载体具有巨大潜力。下面我们就来看看这项广泛应用的技术背后的动力。
氢能可在帮助世界实现净减排方面发挥核心作用。
到 2050 年实现零排放。作为其他技术(包括可再生能源和生物燃料)的补充,氢气具有以下潜力
氢能可帮助钢铁、石化、化肥、重型车辆(公路和非公路)、海运和航空等行业实现脱碳,并支持灵活发电(以及其他应用)。到 2050 年,氢能每年可为全球减排做出 20% 以上的贡献。
麦肯锡和氢能理事会(Hydrogen Council)共同撰写了一系列行业报告,探讨了氢能在更广泛的能源转型中的潜在作用。例如,这些报告探讨了对氢的需求如何重塑当前的电力、天然气、化学品和燃料市场;扩大氢生产规模的必要性,特别是清洁氢(使用可再生能源或降低排放的措施制造);以及未来十年必须采取哪些措施才能实现净零排放目标。
氢能的发展势头在过去一年中不断加快。 2022 年氢能洞察最近发表了一篇关于氢能产业现状的观点。投资和项目开发都在加速。然而,资金缺口依然存在。
以下五个图表展示了氢气如何在低碳未来中发挥关键作用。
到 2050 年,氢能每年可为全球减排做出 20% 以上的贡献。
净零方程的一部分
到 2050 年,清洁氢气每年可帮助减少七千亿吨二氧化碳排放,如果世界仍保持目前的全球变暖轨迹,这将占人类排放总量的 20%。
氢气可用于多个领域,例如:工业(炼钢、合成氨用于化肥生产);远程地面运输(作为重型卡车的燃料);海运和航空(为船舶生产合成燃料);以及建筑供暖。氢气还可用于灵活的长期储存
电网。工业和运输业占氢减排潜力的绝大部分,到 2050 年,氢的累计减排潜力可达 80 千兆吨二氧化碳。
到 2050 年,清洁氢可减少多达 800 亿吨的二氧化碳排放量,其中大部分来自工业用途和运输。
投资不断增长
全球已宣布了 680 多个大型氢能项目,3 共计
到 $240 亿美元的直接投资。这些项目包括千兆级生产、大规模工业应用、运输和基础设施。欧洲占
在已宣布的 314 个项目中,氢气预计将在实现脱碳目标方面发挥重要作用,其用途涉及工业应用、交通和发电。在亚洲,中国约占宣布项目总数的一半。在中国已宣布的项目中,大多数侧重于氢在交通运输中的应用。在北美,氢气生产将有助于促进该地区国内多种应用领域的低碳能源供应。
此外,已宣布在非洲、拉丁美洲、中东和大洋洲建立氢气出口中心。这些中心可以满足亚洲和欧洲等地日益增长的需求。
全球已宣布了 680 多个大型氢能项目、
更清洁的未来
如今,大多数氢气都是用化石燃料生产的,也被称为灰氢。发挥氢的脱碳潜力
该工具将需要大幅扩大
可生产清洁氢气
可再生能源(通常被称为绿色氢能)或化石燃料与碳捕获、利用和储存等大幅降低排放的措施相结合(通常被称为蓝色氢能)。需求
到 2050 年,清洁氢将增至每年约 6.6 亿吨。
到 2030 年,绿色和蓝色氢气的计划总产量已超过每年 2,600 万公吨,这一数字自 2020 年以来大约翻了两番。清洁氢气的生产成本预计将在未来十年内迅速下降。清洁氢的生产成本约为每公斤 $2,在许多应用中都具有成本竞争力。
绿化钢材
钢铁是世界上二氧化碳排放量最高的行业之一。主要由于在生产过程中使用炼焦煤,钢铁的二氧化碳排放量约占全球年排放量的 8%。虽然转型需要初期投资,但氢基炼钢有可能大大减少该行业的排放量:预计到 2030 年,钢铁将产生约 8% 的清洁氢气需求,但当年通过氢气避免的排放量将占到近 20%4 。
在全球范围内,已有 52 个炼钢项目采用了绿色氢能技术。
已宣布,早期增长主要集中在欧洲。
宣布,早期增长主要集中在欧洲。
资金缺口
尽管氢能发展势头强劲,但要使其充分发挥作用,仍存在巨大的投资缺口
实现去碳化。要实现净零排放,到 2030 年将需要 $460 亿美元的额外直接投资。
$7000 亿美元的投资需求。投资缺口分为三类:
- - 生产 清洁氢气生产已宣布的投资额最高,但同时也是具有以下特点的领域
最大的投资需求。到 2030 年,目前的投资缺口约为 $1,500 亿美元。 - - 传输、分配和存储。 在价值链的这一部分进行投资,对于获得具有成本竞争力的氢气供应至关重要,例如,将生产成本最低的地区与需求中心连接起来,为汽车开发加气基础设施,或建设管道为工业工厂供应氢气。投资缺口仍超过 $1,650 亿美元。
- - 最终用途。 满足包括钢铁生产在内的各种氢气终端应用的预期需求
在交通和运输领域,将需要 $1,450 亿美元的额外投资,其中交通领域的绝对缺口最大。钢铁等新的行业应用将需要大量投资,约为 $ 350 亿美元,用于新建工厂等支出。不过,钢铁也是已宣布投资中最先进的领域之一,已宣布的投资约占所需投资的一半。
氢能领域仍存在约 $460 亿美元的投资缺口
价值链。
领导者如何帮助最大限度地发挥氢能在净零经济中的潜力
要使氢能在能源转型中发挥关键作用,在未来十年扩大规模至关重要。政策制定者和商界领袖可以考虑在三个关键领域采取行动:
- - 创造需求。 公司可以通过在全行业范围内作出过渡承诺来发挥作用,而政策制定者则可以制定激励措施--例如,引入直接支持机制和规定配额或目标。
- - 发展基础设施。 需要进行前期投资,以开发大型基础设施,实现配送,如管道和加油基础设施。
- 扩大生产规模。 只有提供低成本的清洁氢气供应,氢气需求才能实现大规模市场化。这将需要扩大电解能力和相应的可再生能源能力,以及建设碳捕获、利用和储存基础设施。越早进行这些千兆级生产投资,氢气就越早具备成本竞争力。
要使氢能在能源转型中发挥关键作用,在未来十年扩大规模至关重要。