據報道，沙特在北部新未來(lái)城地區(Neom)開(kāi)展一項耗資龐大的新能源計劃。在這座占地約2.65萬(wàn)平方公里的未來(lái)高科技城市里，無(wú)論是車(chē)輛、發(fā)電站還是重工業(yè)基地，統一使用綠色氫氣作為能源，從而實(shí)現真正的零碳排放。
長(cháng)期依賴(lài)石油經(jīng)濟的沙特，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(chǎng)又會(huì )帶來(lái)怎樣的深遠影響？
綠色氫氣
沙特未來(lái)城的“動(dòng)力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個(gè)問(wèn)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、太陽(yáng)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的地方。通過(guò)可再生能源生產(chǎn)出來(lái)的綠色氫氣，是一種很高效的燃料。在沙特阿拉伯未來(lái)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NEOM能源部門(mén)負責人彼得·特里烏姆介紹，NEOM位于紅海邊上，坐擁全球少有的太陽(yáng)能和風(fēng)力資源優(yōu)勢。特里烏姆表示，“即便將來(lái)全球展開(kāi)綠色氫氣開(kāi)發(fā)競賽，NEOM也不會(huì )遇到強有力的對手。我們有這個(gè)自信。”據介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計劃里，白天使用太陽(yáng)能、晚上使用風(fēng)力，這樣就能完全滿(mǎn)足綠色氫氣生產(chǎn)時(shí)的電力需求。
根據設想，NEOM的綠色氫氣工廠(chǎng)每天將生產(chǎn)出大約2萬(wàn)輛公交車(chē)所需的氫氣。但要實(shí)現這一目標，首先要把綠色氫氣轉化成氨氣，而不是通過(guò)大型船舶或者管道直接把氫氣或者液態(tài)氫輸送給用戶(hù)。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(huì )在當地先轉化為氫氣，然后被送到空氣產(chǎn)品公司建造的供應站。
雖然這個(gè)全球最大的綠色氫氣工廠(chǎng)還沒(méi)有建成，但是根據規劃顯示，2025年投產(chǎn)后有望實(shí)現650噸/日的氫產(chǎn)量。截至目前，全球最大的綠色氫氣工廠(chǎng)位于加拿大魁北克省，日產(chǎn)量為9萬(wàn)噸。
項目目標
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(gè)長(cháng)期依賴(lài)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(guò)，旨在構建綠色氫能源社會(huì )的人們現在卻陷入了困境。這種無(wú)色無(wú)味的可燃性氣體的生產(chǎn)成本太高。所以，如果沒(méi)有巨大的綠色氫能源市場(chǎng)，它在經(jīng)濟上是不劃算的。但這樣巨大的市場(chǎng)到目前為止都還沒(méi)有出現。
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(lái)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(chǎng)。與此同時(shí)，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(xiāo)基礎設施。主要是為了給產(chǎn)業(yè)車(chē)輛和公共汽車(chē)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100%綠色能源的夢(mèng)想。“全球有2.6億輛商用車(chē)，如果其中1%轉化為氫燃料汽車(chē)，大概需要50座此類(lèi)工廠(chǎng)。”該公司董事長(cháng)、總裁兼首席執行官強調，“我們?yōu)榱诉@個(gè)項目研究和討論了很多年，目標就是打造全球首個(gè)巨型氫生產(chǎn)項目。”
巨大挑戰
能否重構全球能源基礎設施
“30年后，氫氣將會(huì )跟現在的石油一樣重要。”在接受采訪(fǎng)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）預測說(shuō)。
這是非常大膽的預測。要實(shí)現這一目標，人們必須要對現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(zhuān)家都認同其可能性。最大的原因在于，如果要重新構建全世界的能源基礎設施，這將是一筆天文數字般的支出。從車(chē)輛到家庭用能源設備，所有的一切都必須改變。
這樣的世界一旦成為現實(shí)，將看起來(lái)大為不同——加油不再去汽油站，而是要去氫氣站；氫氣將通過(guò)管道輸送給各個(gè)家庭，并可以作為加熱器和燃氣爐的燃料。另外，跟風(fēng)力和太陽(yáng)能不同的是，氫能源能夠成為穩定的能源。這對于大數據中心、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。
如果綠色氫氣能夠實(shí)現大量生產(chǎn)的話(huà)，就能夠解決經(jīng)濟活動(dòng)中面臨的一些巨大難題。比如，如何給大型卡車(chē)或船舶在不用電池情況下提供動(dòng)力、打破天氣對風(fēng)力和太陽(yáng)能的制約因素、鋼鐵和水泥等重工業(yè)的減碳問(wèn)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(fǎng)時(shí)，“在各國今后數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(zhù)全球對溫室氣體排放的管控政策變得越來(lái)越嚴，越來(lái)越多的投資者開(kāi)始思考氫能源的前途問(wèn)題。根據美國大型顧問(wèn)公司麥肯錫的一項預測顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會(huì )從現在的幾乎為0增長(cháng)到14%。
現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(jià)格發(fā)生了暴跌。據弗里德曼透露，在可再生能源里，現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(yáng)能發(fā)電站的建設費用一直在下降。
一方面，建造新能源電站的成本在下降。另一方面，大規模的建設項目正在增加。作為成本最低的發(fā)電站，風(fēng)力發(fā)電站、太陽(yáng)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，“現在越來(lái)越多的國家和地方政府開(kāi)始把新能源研發(fā)的目光轉向了氫氣。綠色氫氣終于開(kāi)始開(kāi)花了。大大小小、各個(gè)領(lǐng)域的投資者都在考慮對這個(gè)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)。”根據一項專(zhuān)業(yè)分析預計，到2030年全球對于氫能源項目的年度投資總額將超過(guò)4000億美元，到2050年將超過(guò)2萬(wàn)億美元。
一方面，豐田、本田等部分汽車(chē)巨頭正全力開(kāi)發(fā)氫燃料電池汽車(chē)（FCV）。另一方面，美國國內數家大型公共企業(yè)要求國內的火電站用氫氣來(lái)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)火電站主導了一個(gè)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(yáng)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)總投資達到20億美元的氫氣發(fā)電站已經(jīng)開(kāi)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(wèn)題暴露
產(chǎn)量具有不穩定性
必須要看到的問(wèn)題是，雖然綠色氫氣很有前途，但也面臨著(zhù)許多難題。因為它是由風(fēng)力和太陽(yáng)能產(chǎn)生，所以產(chǎn)量具有不穩定性。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，要儲存是相當困難的。液化之后儲存雖然相對方便，但它的成本又會(huì )增加。所以，為了解決這些問(wèn)題，NEOM才考慮把氫氣合成為氨氣之后來(lái)運輸。還有一個(gè)問(wèn)題在于，當金屬遇到氫氣之后，就會(huì )發(fā)生反應。如果用管道運輸的話(huà)，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(shuō)，“阻礙綠色氫氣普及的因素不是科技，而是現有的基礎設施條件。如果要專(zhuān)門(mén)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)構建、港灣建設以及管道鋪設、補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)濟就可以承擔這個(gè)成本。但這是一種理想化的狀態(tài)。”
綠色氫氣
沙特未來(lái)城的“動(dòng)力心臟”
氫氣的魅力有多大？這個(gè)問(wèn)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、太陽(yáng)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的地方。通過(guò)可再生能源生產(chǎn)出來(lái)的綠色氫氣，是一種很高效的燃料。在沙特阿拉伯未來(lái)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NEOM能源部門(mén)負責人彼得·特里烏姆介紹，NEOM位于紅海邊上，坐擁全球少有的太陽(yáng)能和風(fēng)力資源優(yōu)勢。特里烏姆表示，“即便將來(lái)全球展開(kāi)綠色氫氣開(kāi)發(fā)競賽，NEOM也不會(huì )遇到強有力的對手。我們有這個(gè)自信。”據介紹，在NEOM的綠色氫氣生產(chǎn)計劃里，白天使用太陽(yáng)能、晚上使用風(fēng)力，這樣就能完全滿(mǎn)足綠色氫氣生產(chǎn)時(shí)的電力需求。
根據設想，NEOM的綠色氫氣工廠(chǎng)每天將生產(chǎn)出大約2萬(wàn)輛公交車(chē)所需的氫氣。但要實(shí)現這一目標，首先要把綠色氫氣轉化成氨氣，而不是通過(guò)大型船舶或者管道直接把氫氣或者液態(tài)氫輸送給用戶(hù)。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(huì )在當地先轉化為氫氣，然后被送到空氣產(chǎn)品公司建造的供應站。
雖然這個(gè)全球最大的綠色氫氣工廠(chǎng)還沒(méi)有建成，但是根據規劃顯示，2025年投產(chǎn)后有望實(shí)現650噸/日的氫產(chǎn)量。截至目前，全球最大的綠色氫氣工廠(chǎng)位于加拿大魁北克省，日產(chǎn)量為9萬(wàn)噸。
項目目標
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(gè)長(cháng)期依賴(lài)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(guò)，旨在構建綠色氫能源社會(huì )的人們現在卻陷入了困境。這種無(wú)色無(wú)味的可燃性氣體的生產(chǎn)成本太高。所以，如果沒(méi)有巨大的綠色氫能源市場(chǎng)，它在經(jīng)濟上是不劃算的。但這樣巨大的市場(chǎng)到目前為止都還沒(méi)有出現。
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(lái)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(chǎng)。與此同時(shí)，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(xiāo)基礎設施。主要是為了給產(chǎn)業(yè)車(chē)輛和公共汽車(chē)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100%綠色能源的夢(mèng)想。“全球有2.6億輛商用車(chē)，如果其中1%轉化為氫燃料汽車(chē)，大概需要50座此類(lèi)工廠(chǎng)。”該公司董事長(cháng)、總裁兼首席執行官強調，“我們?yōu)榱诉@個(gè)項目研究和討論了很多年，目標就是打造全球首個(gè)巨型氫生產(chǎn)項目。”
巨大挑戰
能否重構全球能源基礎設施
“30年后，氫氣將會(huì )跟現在的石油一樣重要。”在接受采訪(fǎng)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）預測說(shuō)。
這是非常大膽的預測。要實(shí)現這一目標，人們必須要對現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(zhuān)家都認同其可能性。最大的原因在于，如果要重新構建全世界的能源基礎設施，這將是一筆天文數字般的支出。從車(chē)輛到家庭用能源設備，所有的一切都必須改變。
這樣的世界一旦成為現實(shí)，將看起來(lái)大為不同——加油不再去汽油站，而是要去氫氣站；氫氣將通過(guò)管道輸送給各個(gè)家庭，并可以作為加熱器和燃氣爐的燃料。另外，跟風(fēng)力和太陽(yáng)能不同的是，氫能源能夠成為穩定的能源。這對于大數據中心、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。
如果綠色氫氣能夠實(shí)現大量生產(chǎn)的話(huà)，就能夠解決經(jīng)濟活動(dòng)中面臨的一些巨大難題。比如，如何給大型卡車(chē)或船舶在不用電池情況下提供動(dòng)力、打破天氣對風(fēng)力和太陽(yáng)能的制約因素、鋼鐵和水泥等重工業(yè)的減碳問(wèn)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(fǎng)時(shí)，“在各國今后數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(zhù)全球對溫室氣體排放的管控政策變得越來(lái)越嚴，越來(lái)越多的投資者開(kāi)始思考氫能源的前途問(wèn)題。根據美國大型顧問(wèn)公司麥肯錫的一項預測顯示，到2050年氫能源將在美國電力中所占的比重可能會(huì )從現在的幾乎為0增長(cháng)到14%。
現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(jià)格發(fā)生了暴跌。據弗里德曼透露，在可再生能源里，現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(yáng)能發(fā)電站的建設費用一直在下降。
一方面，建造新能源電站的成本在下降。另一方面，大規模的建設項目正在增加。作為成本最低的發(fā)電站，風(fēng)力發(fā)電站、太陽(yáng)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，“現在越來(lái)越多的國家和地方政府開(kāi)始把新能源研發(fā)的目光轉向了氫氣。綠色氫氣終于開(kāi)始開(kāi)花了。大大小小、各個(gè)領(lǐng)域的投資者都在考慮對這個(gè)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)。”根據一項專(zhuān)業(yè)分析預計，到2030年全球對于氫能源項目的年度投資總額將超過(guò)4000億美元，到2050年將超過(guò)2萬(wàn)億美元。
一方面，豐田、本田等部分汽車(chē)巨頭正全力開(kāi)發(fā)氫燃料電池汽車(chē)（FCV）。另一方面，美國國內數家大型公共企業(yè)要求國內的火電站用氫氣來(lái)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)火電站主導了一個(gè)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(yáng)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)總投資達到20億美元的氫氣發(fā)電站已經(jīng)開(kāi)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(wèn)題暴露
產(chǎn)量具有不穩定性
必須要看到的問(wèn)題是，雖然綠色氫氣很有前途，但也面臨著(zhù)許多難題。因為它是由風(fēng)力和太陽(yáng)能產(chǎn)生，所以產(chǎn)量具有不穩定性。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，要儲存是相當困難的。液化之后儲存雖然相對方便，但它的成本又會(huì )增加。所以，為了解決這些問(wèn)題，NEOM才考慮把氫氣合成為氨氣之后來(lái)運輸。還有一個(gè)問(wèn)題在于，當金屬遇到氫氣之后，就會(huì )發(fā)生反應。如果用管道運輸的話(huà)，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(shuō)，“阻礙綠色氫氣普及的因素不是科技，而是現有的基礎設施條件。如果要專(zhuān)門(mén)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)構建、港灣建設以及管道鋪設、補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)濟就可以承擔這個(gè)成本。但這是一種理想化的狀態(tài)。”
