如果说1990年代是风能的十年，2000年代是太阳能的十年，2010年代是电池的十年，那么2020年代可能会把我们推向能源转型的下一个前沿：氢。现在，几乎每周都有新的氢气项目或重大突破跃入我们眼帘。
仅在过去五年中，就有30多个国家制定或开始准备国家氢战略(IEA 2022)。巴黎气候目标是一个关键推动因素，但俄乌战争和天然气价格飙升也推动了向更绿色燃料的转变。经济发展和产业政策也很重要。
正如我们所知，清洁氢有可能颠覆能源的地缘政治。围绕清洁氢及其衍生品(如氨)可能出现新的贸易领域。拥有充足太阳能和风能的国家可能会成为绿色燃料的主要出口国或绿色工业化的地点。
随着各国渴望在氢价值链的关键环节取得技术领先地位，工业竞争可能会加剧。总的来说，扩大清洁氢的使用规模可以促进激烈的地缘经济竞争，刺激新的联盟和合作，并在未来的氢生产和使用中心产生新的能源节点。
它是宇宙中最小的分子，但作为全球能源转型的清洁燃料，氢具有巨大的潜力。它是一种可以在发动机中燃烧的气体，也可以在燃料电池中使用，为车辆提供动力、发电或提供热量。 它可以作为原料和其他化学产品的组成部分，如氨(一种关键的肥料元素)和甲醇(用于塑料生产)。氢及其衍生物可以无限期地储存在储罐或盐穴中，这意味着它们可能是长期储存能源的关键解决方案之一。 最关键的是，氢可以取代化石燃料，而不排放二氧化碳。就像电力一样，它是零碳能源的载体，但当涉及到难以用电的脱碳部门时——想想重工业、长途运输或季节性储存——它有优势。 大多数脱碳方案都预计氢将在本世纪中叶实现净零排放方面发挥关键作用。例如，国际能源署(IEA)和国际可再生能源机构(IRENA)预计，到2050年，氢气将满足12 - 13%的最终能源需求，而目前几乎为零。 氢已经是一个主要的工业，但目前的氢市场有三个特征即将发生根本的转变：今天的氢仍然主要由化石燃料制成，几乎完全用作原料而非燃料，而且主要是在现场生产和消费。 如果氢气要发挥其潜力，成为清洁能源拼图中缺失的一块，价值链上的每一个步骤都必须进行大规模改革。它的生产必须转向更清洁的能源，它的消费必须扩大到新的领域——氢及其衍生品可以成为国际交易的能源商品。 然而，清洁氢气发展的途径仍然存在争议。两个主要的断层线出现了：如何生产它，以及在哪些行业部署它。 在生产方面，清洁氢的两条主要途径是“绿色”氢来自可再生电力，“蓝色”氢来自天然气，并配备了碳捕获技术。 绿色氢曾经比蓝色氢贵两到三倍，但那是在天然气价格危机之前。此外，绿色氢气在降低成本方面潜力最大。现在，越来越多的预测显示，在本十年结束之前，绿色氢将比蓝色氢和“灰色”氢(来自化石燃料)更便宜。 这两种途径都引发了各自的争论。绿色氢气的生产可以从其他终端用途转移可再生电力，这引发了关于是否应该适用“附加性”标准的争论——也就是说，是否只有当氢气是由可再生能源生产时才可以被称为绿色的。 它还可能加剧一些地区的水资源压力。毕竟，阳光最充足的地方往往也是最干燥的地方。就蓝氢而言，它引发了人们对潜在甲烷泄漏、二氧化碳捕获不足和化石天然气基础设施锁定的担忧。其他生产途径，如核能或生物质来源，也同样存在争议。 在消费方面，类似的争论也很激烈。氢有时被称为能源转型中的瑞士军刀，因为你可以用它做几乎所有的事情，尽管它可能并不总是最好的工具。 使用氢气通常不是一种比直接通电更节能的方式。例如，要用氢燃料汽车行驶同样的距离，你需要比电动汽车多两到三倍的风力发电场(Transport&Environment 2020)。某些难以减排的行业，如钢铁、海运和航空，将需要氢或氢的衍生物——这是毋庸置疑的。 近年来，受新冠疫情后恢复支出和俄乌战争的推动，对清洁氢的政策支持有所增加。根据国际能源署的数据，专注于清洁氢能源的公司筹集到的资金比以往任何时候都要多，目前每年在清洁氢能源方面的投资达到5亿美元。在未来的一二十年里，这将成为一个价值数十亿美元的国际产业。 这种地缘经济考量已经影响到了氢气政策。例如，在欧洲，有人担心中国可能会像主导太阳能光伏(PV)制造、电池生产和稀土开采一样，主导氢工业。 因此，许多国家的氢战略既是工业政策的工具，也是脱碳的工具。在能源转型的这些关键领域，各国的战略利益在于成为技术创造者，而不是技术接受者。 氢价值链中最大的奖励可能是生产绿色氢所需的电解槽。像太阳能光伏一样，电解槽是一种非常模块化的技术，需要陡峭的学习曲线。电解槽今天可能就像10-15年前的太阳能光伏技术一样，处于从小众向主流转变的风口浪尖上。 据彭博新能源财经报道，尽管这个新兴行业仍处于很大的变化之中，但中国制造的电解槽比西方制造的便宜75%。 许多国家和地区都有支持清洁氢的措施，但美国最近通过了《降低通货膨胀法》，加大了赌注。其慷慨的税收抵免(每公斤3美元)将使美国的可再生氢成为世界上最便宜的氢气。 美国的这项法律可能影响了欧洲议会9月份的决定，即放松对绿色氢气的附加规定，当时业内人士警告称，该行业将大规模向美国转移。 氢及其衍生品可能导致能源贸易关系的重构。一些地区，尤其是欧洲和东北亚，正准备成为氢气的主要进口国；其他国家则梦想成为主要出口国，甚至像澳大利亚那样成为可再生能源超级大国。 澳大利亚、中东和北非等化石燃料出口国有几个优势：它们可以利用现有的能源贸易关系、熟练的劳动力和已建立的基础设施，成为清洁氢的出口国。对这些国家来说，这是一种颇具吸引力的方式，既能使经济多元化，又能保持能源出口国的地位。 然而，认为氢气将取代化石燃料给予这些国家同样的地缘政治影响力是愚蠢的。与石油和天然气不同，氢是一种人造产品。只要有电和水，它就可以生产。即使是用天然气生产，也属于转换业务，而不是开采业务。因此，氢并不是石油的零碳版本。 对于那些目前依赖化石燃料进口但拥有丰富可再生能源潜力的国家，例如智利、摩洛哥和纳米比亚，氢可能更多地会成为地缘政治游戏规则的改变者。一个德国企业联盟正在纳米比亚开发一个价值94亿美元的绿色氢气项目，这几乎相当于该国的GDP。 COP27联合国气候变化峰会的主办国埃及，仅今年就吸引了超过400亿美元的投资承诺，用于绿色氢和绿色氨项目。在生产廉价绿色氢方面，没有哪个大陆比非洲更有技术潜力。 要实现清洁氢的规模化需要克服许多障碍，而这些障碍需要国际治理。我们只强调其中三个。 首先，必须进一步降低成本，提高产量。政府可以通过公共采购和碳“差价合约”等政策工具，在相关行业创造持久需求，从而帮助降低清洁氢供应投资的风险。 其次，需要建立统一的标准、认证和监控流程，以确保整个清洁氢价值链的安全性、互操作性和可持续性。这些措施不应只关注防止氢气泄漏或减少排放，还应关注其他领域，如对水安全的影响。 第三，发展中经济体应该获得财政和技术援助，以便从绿色氢气热潮中受益。一个陷阱是，拥有丰富风能和太阳能的发展中经济体被单纯视为这种绿色能源分子的供应者，服务于全球北方的工业需求中心，而无视自身具有绿色工业化的潜在地点。 氢一直被视为未来的燃料。在这十年里，它可能最终会变成当前的主流燃料。仍有许多重大挑战需要克服，但如果处理得当，清洁氢革命将获得三重奖励：更加稳定的气候、能源安全和全球公平。
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