150年前，科幻小說家儒勒·凡爾納在《神秘島》中預(yù)言氫將成為未來的燃料。當前，科技進步正讓夢想成為現(xiàn)實。與化石燃料不同，氫燃燒不排放溫室氣體及污染物。在環(huán)保和能源危機等多重壓力下，氫能產(chǎn)業(yè)正成為世界各資源國競爭的“新藍海”。

 

澳大利亞作為全球煤炭和天然氣的主要出口國，正積極謀求在迅速崛起的氫能市場中的戰(zhàn)略定位。自2019年發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》以來，該國制定了雄心勃勃的目標，希望到2030年不僅在工業(yè)脫碳方面取得顯著成果，還要成為全球領(lǐng)先的氫能出口國。

 

澳大利亞發(fā)展氫能具備得天獨厚的優(yōu)勢

 

未來氫氣出口供應(yīng)地的競爭，將主要集中在兩個方向：一是藍氫生產(chǎn)，具備利用碳捕集與封存 （CCS）技術(shù)通過化石燃料低成本制造藍氫的資源潛力的國家占據(jù)優(yōu)勢地位，如俄羅斯、美國、沙特和加拿大等國；二是綠氫生產(chǎn)，具有制取綠氫的可再生資源潛力的國家更有競爭優(yōu)勢，比如澳大利亞、沙特、巴西、智利和哈薩克斯坦等國，均已宣布了用于出口的綠氫項目。

 

澳大利亞擁有成為主要氫氣生產(chǎn)國和出口國所需的所有原料，包括豐富廉價的可再生能源、利用CCS技術(shù)通過天然氣和煤低成本制造藍氫的資源潛力、豐富的水資源和作為能源出口國的可靠信譽記錄等。

 

根據(jù)對澳大利亞風(fēng)能、太陽能和水資源的評估，澳大利亞國土面積的11%（約87萬平方公里）非常適合可再生氫氣的生產(chǎn)，預(yù)測這部分土地可生產(chǎn)全球2050年全部的氫氣需求量。最理想的生產(chǎn)地是同時具備可再生電力和水供應(yīng)（海水淡化）的沿海地區(qū)，占澳大利亞國土面積的3%。同時，豐富的內(nèi)陸水供應(yīng)區(qū)將進一步增加適合利用可再生電力生產(chǎn)氫氣的面積。澳大利亞也具備利用CCS技術(shù)通過煤和天然氣生產(chǎn)氫氣的有利條件。在澳大利亞西北沿海的巴羅島，已建成世界最大的碳捕集和封存項目之一。

 

豐富的可再生能源資源和先進的綠氨生產(chǎn)技術(shù)為澳大利亞綠氨項目發(fā)展提供了有力支持。目前，澳大利亞四分之三的氫用途是制造化學(xué)氨，全球?qū)Π钡臐撛谛枨蟊旧硎俏磥淼某隹谑袌觯�能夠通過油輪運輸?shù)陌币彩浅隹谇鍧崥錃饬⒓纯捎玫妮d體。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，可以在氨的使用點將氨轉(zhuǎn)化為高純度的氫氣，使用薄的釩膜在允許氫氣通過的同時阻擋其他氣體，使從氨中提取氫更加容易，有助于解決綠氫運輸問題。

 

規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖

 

澳大利亞《國家氫能戰(zhàn)略》共確定了57項聯(lián)合行動，側(cè)重于消除市場壁壘、有效建立供求以及提升在全球的成本競爭力。行動考慮了出口、運輸、工業(yè)使用、天然氣網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)和交叉問題（如安全、技能和環(huán)境影響）相關(guān)的綠氫產(chǎn)業(yè)鏈，以可再生電力為開端，在上游聚焦發(fā)展規(guī)�；�的綠氫生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，如電解槽先進制造；在下游，綠氫應(yīng)用于綠色金屬、綠色肥料和綠色化學(xué)品的供應(yīng)，滿足國內(nèi)經(jīng)濟和出口市場的需求。

 

在規(guī)劃路徑和時間線上，2025年前的行動包括推進試點和示范項目，建設(shè)示范規(guī)模的氫氣中心——大規(guī)模需求集群，評估供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施需求，為未來的需求端建立高效的樞紐供應(yīng)鏈；2025年后進入大規(guī)模市場激活階段，規(guī)劃行動包括識別大規(guī)模氫市場形成的方向，擴大項目規(guī)模以支持出口和國內(nèi)需求，建設(shè)氫氣供應(yīng)鏈和大規(guī)模出口產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，維護穩(wěn)健、可持續(xù)的出口和國內(nèi)市場及供應(yīng)鏈設(shè)施，包括輸電線、管道、儲罐、加氣站、港口和鐵路等。

 

政策支持層面，澳大利亞各州均制定了行業(yè)激勵措施，例如優(yōu)惠融資、獲得新公共基礎(chǔ)設(shè)施的資金、規(guī)劃審批的優(yōu)先次序以及公私伙伴關(guān)系，以分擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的成本和風(fēng)險。具體包括宣布為試點、試驗和示范氫工業(yè)項目提供資金，協(xié)調(diào)社區(qū)關(guān)系，承諾為氫樞紐提供資金，與澳大利亞國家能源公司合作組建區(qū)域氫技術(shù)集群，支持氫汽車試驗和將氫納入天然氣網(wǎng)絡(luò)等。

 

國家層面，提供協(xié)同增效的支持作用，如將電解槽與海上風(fēng)力渦輪機安裝在同一位置，不僅為出口和陸上用戶生產(chǎn)氫氣，還可以為當?shù)厮�產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供氧氣，并為船只提供燃料，海上油氣平臺被重新利用，以支持氫氣生產(chǎn)等。建立全球氫市場伙伴關(guān)系同樣重要。澳大利亞與德國、新加坡、日本、韓國和英國建立合作伙伴關(guān)系，以建立氫供應(yīng)鏈并推進技術(shù)研究，并通過雙邊合作，形成與未來需求國之間的聯(lián)動，如與日本開展氫能供應(yīng)鏈試點項目合作等。

 

在氫能領(lǐng)域推進實施一系列試點項目

 

資料顯示，截至2022年，澳大利亞已經(jīng)宣布了100多個氫項目，其潛在投資額約為1550億至2030億美元（2300億至3000億澳元），占全球已公布清潔氫項目投資額的近40%。根據(jù)澳大利亞的投資規(guī)劃，預(yù)計到2030年，該國將成為全球最大的氫出口國之一，大幅領(lǐng)先于目前已有規(guī)劃的阿根廷、巴西和加拿大等國。

 

其中，南澳大利亞氫能產(chǎn)業(yè)園專注氫能技術(shù)研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用，涵蓋氫能生產(chǎn)、儲存、運輸和應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)，其電解槽容量規(guī)模達1.25兆瓦；新南威爾士州西部地區(qū)的杰梅納公司利用太陽能和風(fēng)能等可再生能源來生產(chǎn)綠氫，得到澳大利亞可再生能源署的資助，總投資額約1500萬美元，電解槽容量規(guī)模500千瓦；西澳大利亞唯一進入最終投資決定階段的綠氫項目——皮爾巴拉氫能中心集氫氣生產(chǎn)、儲存、運輸和應(yīng)用為一體，是澳大利亞氫能領(lǐng)域的重要里程碑，獲得澳聯(lián)邦政府和西澳大利亞州政府聯(lián)合投資；西澳大利亞州皮爾巴拉地區(qū)在建的Yuri氫能項目包括18兆瓦的太陽能發(fā)電廠、8兆瓦的電池儲能系統(tǒng)以及10兆瓦的電解槽，每年生產(chǎn)640噸綠氫將作為生產(chǎn)綠氨的原料；皮爾巴拉地區(qū)的亞洲可再生能源中心每年生產(chǎn)175萬噸氫氣和990萬噸綠氨，主要出口到亞洲市場，預(yù)計2027至2028年間完工，建成后將成為全球最大的利用風(fēng)能和太陽能生產(chǎn)綠氫的項目之一。

 

作為世界上最大的鐵礦石出口國，澳大利亞的綠色鋼鐵計劃主要關(guān)注利用可再生能源生產(chǎn)的綠氫替代傳統(tǒng)煤炭作為煉鋼能源，以及研發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，提高鋼鐵生產(chǎn)過程的能效和降低碳排放，有多個重要項目正在推進。黑德蘭港的綠色鋼鐵項目計劃建設(shè)一座綠色鋼鐵廠和一座熱壓鐵塊廠，初期將使用液化天然氣生產(chǎn)熱壓鐵塊，遠期計劃是轉(zhuǎn)換為使用綠氫以減少碳排放。力拓集團與中國寶武鋼鐵集團簽署了諒解備忘錄，計劃在中國和澳大利亞開展一系列綠色鋼鐵項目，包括在中國開展電熔爐試點，優(yōu)化澳大利亞礦石的球團技術(shù)，進一步開發(fā)富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)，并共同研究在西澳大利亞生產(chǎn)低碳鐵的機會。

 

國際能源署評估認為，在澳大利亞順利推進已公布的氫項目前提下，2030年該國將成為全球最大的氫出口國之一。據(jù)統(tǒng)計，到2040年，澳大利亞可再生氫工業(yè)的發(fā)展和相關(guān)出口每年可產(chǎn)生289億美元效益，并創(chuàng)造約3.3萬個就業(yè)崗位，到2050年，澳大利亞每年出口氫氣規(guī)模將超過1200萬噸。

 

（作者單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院）

 

延伸閱讀：澳大利亞全力邁向全球綠氫強國之列

 

近日，國際能源署（IEA）預(yù)測，到2050年，全球要實現(xiàn)凈零排放，每年需生產(chǎn)3.06億噸綠氫，在這一目標實現(xiàn)的道路上，澳大利亞正扮演著越來越重要的角色。目前，澳大利亞已將自己定位為未來綠氫的主要生產(chǎn)國，并加大力度吸引綠氫投資。迄今為止，已有80多個潛在項目，吸引了1270億美元的投資。

 

澳大利亞在2019年出臺了《國家氫能戰(zhàn)略》，成為全球第三個發(fā)布氫能戰(zhàn)略的國家。截至目前，澳大利亞聯(lián)邦政府已撥款20多億美元，通過氫先導(dǎo)計劃支持大型可再生氫項目。得益于豐富的太陽能、風(fēng)能和水力發(fā)電資源，澳大利亞在成為可再生氫主要生產(chǎn)國方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。

 

探索綠氫開發(fā)合作新模式

 

澳大利亞聯(lián)邦政府最近通過澳大利亞可再生能源機構(gòu)（ARENA）向原住民清潔能源合作伙伴關(guān)系（ACEP）提供了166萬美元的贈款，進一步兌現(xiàn)了在澳大利亞建立一體化氫供應(yīng)鏈的承諾。

 

據(jù)悉，這筆資金將用于支持東金伯利清潔能源和氫項目可行性研究的第一階段，該項目預(yù)計每年將通過太陽能電解生產(chǎn)5萬噸可再生氫。該項目生產(chǎn)的綠氫將通過管道輸送至溫德姆的巴浪瓜拉縣，并與奧德水電站的現(xiàn)有水力發(fā)電結(jié)合，每年生產(chǎn)約25萬噸可再生氨，供出口和國內(nèi)使用。氨因具有比氫更高的能量密度且易于儲存和運輸，被認為是貨物運輸燃料的理想選擇，而貨運溫室氣體排放量約占全球溫室氣體排放總量的2%~3%。

 

ACEP是原住民土地權(quán)代表持有人MG公司、巴浪瓜拉公司和金伯利土地委員會原住民公司（KLC）以及氣候和自然投資咨詢公司Pollination共同成立的合資企業(yè)。各方持有平等份額，共同監(jiān)督項目開發(fā)，包括文化遺產(chǎn)、原住民土地權(quán)和環(huán)境審批以及總體可行性規(guī)劃。ARENA首席執(zhí)行官達倫·米勒表示，該項目將展示原住民群體在能源轉(zhuǎn)型中的領(lǐng)導(dǎo)作用，并代表澳大利亞實現(xiàn)其成為可再生能源超級大國的國家目標所需的發(fā)展類型。

 

研發(fā)多元生產(chǎn)運輸路徑

 

隨著人們對氫作為替代清潔能源的興趣日益濃厚，生產(chǎn)和運輸氫氣的創(chuàng)新方法也層出不窮。各家公司在氫生產(chǎn)的框架下采取了略有不同的方法，瞄準替代投入、出口途徑和最終產(chǎn)品。

 

澳大利亞Provaris 能源公司正在開發(fā)一體化氫氣壓縮運輸項目，涉及通過可再生能源電解生產(chǎn)綠氫，并使用公司專有的氣態(tài)氫密封罐技術(shù)將其運往世界各地。該公司正在提維群島開發(fā)一個2.6吉瓦的綠色電解設(shè)施，每年將出口多達9萬噸氫氣，并已與挪威氫公司簽署合作協(xié)議，在北歐國家開發(fā)綠氫價值鏈項目，并有可能擴展至歐洲其他地區(qū)。該協(xié)議包括開發(fā)270兆瓦的FjordH2項目，這是挪威最大的綠氫生產(chǎn)設(shè)施，每年將生產(chǎn)4萬噸氫氣。

 

在地球的另一端，澳大利亞Elixir能源有限公司正在將其擬議的清潔氫項目瞄準蒙古多風(fēng)的草原。這家歷來以石油和天然氣為主業(yè)的公司與日本公司SB能源簽署了一份諒解備忘錄，調(diào)查蒙古南部的綠氫合資企業(yè)，該企業(yè)于2023年2月進入條款清單，預(yù)計將在不久的將來進行正式的合資開發(fā)。

 

布局地下天然氫勘探開發(fā)

 

澳大利亞的一些公司正在尋求完全放棄電解過程，轉(zhuǎn)而關(guān)注地球表面下正常地質(zhì)過程產(chǎn)生的天然氫氣儲層。天然氫項目的優(yōu)勢在于僅需油井和管道基礎(chǔ)設(shè)施，從而降低了啟動成本，并縮短了發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)之間的建設(shè)滯后時間。HyTerra公司和Gold氫能公司是兩家澳大利亞公司，盡管選擇了兩個截然不同的地點來實現(xiàn)目標，但都致力于探索這一新近公認的氫氣生產(chǎn)途徑。

 

HyTerra公司選擇了氫能源緊缺的美國作為項目基地，成立了一家合資企業(yè)，開發(fā)內(nèi)布拉斯加州的日內(nèi)瓦項目，其中包括世界上首批專門針對氫的預(yù)探井之一。該公司還瞄準了附近的Nemaha Ridge進行礦權(quán)收購，該地區(qū)歷史上至少發(fā)現(xiàn)過10個天然氫礦。Gold氫能公司已經(jīng)在南澳大利亞約克半島的拉姆齊項目中打了一口井，證實了氫和氦的存在，這兩種元素都是高需求的關(guān)鍵元素。雖然確定該項目真正潛力的工作仍在進行中，但拉姆齊目前擁有經(jīng)認證的潛在資源，無風(fēng)險最佳估計天然氫儲量為130萬噸。迄今為止，該公司已生產(chǎn)出純度為86%的氫氣和6.8%的氦氣。2024年，Gold氫能公司的主要任務(wù)將是證明待開采項目中兩種氣體的可采經(jīng)濟儲量。

 

無論是在陸地還是海洋，澳大利亞政府、社區(qū)和企業(yè)正齊心協(xié)力，致力于把澳大利亞打造成一個全球的綠氫強國。（龐曉華）