據(jù)報(bào)道，沙特在北部新未來城地區(qū)(Neom)開展一項(xiàng)耗資龐大的新能源計(jì)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(shí)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(duì)全球能源市場(chǎng)又會(huì)帶來怎樣的深遠(yuǎn)影響？
綠色氫氣
沙特未來城的“動(dòng)力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個(gè)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(shí)不會(huì)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(chǔ)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(shì)。特里烏姆表示，“即便將來全球展開綠色氫氣開發(fā)競(jìng)賽，NEOM也不會(huì)遇到強(qiáng)有力的對(duì)手。我們有這個(gè)自信。”據(jù)介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計(jì)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(shí)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(shí)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?yàn)榘睔饷芏雀?，所以運(yùn)輸成本更小。這些氨氣被大型船舶運(yùn)送到亞洲和歐美國家之后，會(huì)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(gè)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(shí)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(xiàng)目目標(biāo)
打造全球科技創(chuàng)新和綠色能源中心
NEOM項(xiàng)目成為了沙特阿拉伯這個(gè)長期依賴石油的國家展示自己野心的代表性案例，該項(xiàng)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(huì)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(chǎng)，它在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。但這樣巨大的市場(chǎng)到目前為止都還沒有出現(xiàn)。
在NEOM參與綠色氫能源計(jì)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(shí)培育出一個(gè)巨大的市場(chǎng)。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(shí)，雙方又另外出資20億美元為全世界的消費(fèi)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(shí)現(xiàn)100%綠色能源的夢(mèng)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(gè)項(xiàng)目研究和討論了很多年，目標(biāo)就是打造全球首個(gè)巨型氫生產(chǎn)項(xiàng)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(huì)跟現(xiàn)在的石油一樣重要。”在接受采訪時(shí)，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(cè)說。
這是非常大膽的預(yù)測(cè)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人們必須要對(duì)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(shí)，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(gè)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(duì)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(dòng)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(dòng)力、打破天氣對(duì)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(jí)研究員朱里奧·弗里德曼在接受采訪時(shí)，“在各國今后數(shù)十年的零碳排放口號(hào)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(xiàng)預(yù)測(cè)顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會(huì)從現(xiàn)在的幾乎為0增長到14%。
現(xiàn)在投資者們對(duì)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(jià)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(fèi)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(xiàng)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(gè)領(lǐng)域的投資者都在考慮對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的投資，不僅僅只有那些參與了NEOM項(xiàng)目的合作企業(yè)。”根據(jù)一項(xiàng)專業(yè)分析預(yù)計(jì)，到2030年全球?qū)τ跉淠茉错?xiàng)目的年度投資總額將超過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(gè)火電站主導(dǎo)了一個(gè)19億美元的新項(xiàng)目。該項(xiàng)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(gè)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(xiàng)目計(jì)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?yàn)樗怯娠L(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(jià)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(shí)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(chǔ)存是相當(dāng)困難的。液化之后儲(chǔ)存雖然相對(duì)方便，但它的成本又會(huì)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(yùn)輸。還有一個(gè)問題在于，當(dāng)金屬遇到氫氣之后，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)。如果用管道運(yùn)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(jí)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(dòng)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(gè)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(dòng)力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個(gè)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(shí)不會(huì)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(chǔ)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(shì)。特里烏姆表示，“即便將來全球展開綠色氫氣開發(fā)競(jìng)賽，NEOM也不會(huì)遇到強(qiáng)有力的對(duì)手。我們有這個(gè)自信。”據(jù)介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計(jì)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(shí)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(shí)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?yàn)榘睔饷芏雀?，所以運(yùn)輸成本更小。這些氨氣被大型船舶運(yùn)送到亞洲和歐美國家之后，會(huì)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(gè)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(shí)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(xiàng)目目標(biāo)
打造全球科技創(chuàng)新和綠色能源中心
NEOM項(xiàng)目成為了沙特阿拉伯這個(gè)長期依賴石油的國家展示自己野心的代表性案例，該項(xiàng)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(huì)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(chǎng)，它在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。但這樣巨大的市場(chǎng)到目前為止都還沒有出現(xiàn)。
在NEOM參與綠色氫能源計(jì)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(shí)培育出一個(gè)巨大的市場(chǎng)。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(shí)，雙方又另外出資20億美元為全世界的消費(fèi)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(shí)現(xiàn)100%綠色能源的夢(mèng)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(gè)項(xiàng)目研究和討論了很多年，目標(biāo)就是打造全球首個(gè)巨型氫生產(chǎn)項(xiàng)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(huì)跟現(xiàn)在的石油一樣重要。”在接受采訪時(shí)，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(cè)說。
這是非常大膽的預(yù)測(cè)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人們必須要對(duì)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(shí)，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(gè)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(duì)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(dòng)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(dòng)力、打破天氣對(duì)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(jí)研究員朱里奧·弗里德曼在接受采訪時(shí)，“在各國今后數(shù)十年的零碳排放口號(hào)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(xiàng)預(yù)測(cè)顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會(huì)從現(xiàn)在的幾乎為0增長到14%。
現(xiàn)在投資者們對(duì)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(jià)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(fèi)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(xiàng)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(gè)領(lǐng)域的投資者都在考慮對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的投資，不僅僅只有那些參與了NEOM項(xiàng)目的合作企業(yè)。”根據(jù)一項(xiàng)專業(yè)分析預(yù)計(jì)，到2030年全球?qū)τ跉淠茉错?xiàng)目的年度投資總額將超過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(gè)火電站主導(dǎo)了一個(gè)19億美元的新項(xiàng)目。該項(xiàng)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(gè)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(xiàng)目計(jì)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?yàn)樗怯娠L(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(jià)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(shí)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(chǔ)存是相當(dāng)困難的。液化之后儲(chǔ)存雖然相對(duì)方便，但它的成本又會(huì)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(yùn)輸。還有一個(gè)問題在于，當(dāng)金屬遇到氫氣之后，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)。如果用管道運(yùn)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(jí)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(dòng)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(gè)成本。但這是一種理想化的狀態(tài)。”
