氫是一種用途廣泛的清潔燃料,作為應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)和向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的潛在解決方案,越來越受到關(guān)注。生產(chǎn)氫氣的能源可以來自多種來源,包括天然氣、煤炭以及風(fēng)能和太陽能等可再生能源。當(dāng)氫氣燃燒時,它只產(chǎn)生水蒸氣作為副產(chǎn)品,使其成為一種清潔環(huán)保的燃料。

它在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用是廣泛的,但圍繞氫作為能源載體的大規(guī)模使用仍存在問題。在解決這些問題時,船級社的作用是廣泛而重要的。雖然超級游艇行業(yè)有自己獨(dú)特的挑戰(zhàn),但它很可能會沿著這條道路前進(jìn),關(guān)鍵是商船行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
挪威船級社(DNV)是最具前瞻性的船級社之一,目前已經(jīng)發(fā)布了到2050年的氫預(yù)測。完整報告可根據(jù)要求從DNV獲得,重點(diǎn)調(diào)查結(jié)果概述如下:
預(yù)測
可再生和低碳?xì)鋵τ趯?shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定目標(biāo)至關(guān)重要,以使難以減排的行業(yè)去碳化。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),到本世紀(jì)中葉,氫的用量需要增加兩倍才能滿足15%的能源需求。
DNV預(yù)測,與《巴黎協(xié)定》的要求相比,全球氫的用量非常低,而且很晚才達(dá)到2030年全球最終能源結(jié)構(gòu)的0.5%和2050年的5%,盡管氫在一些世界地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)中所占的比例將是這些百分比的兩倍。
根據(jù)對2050年氫的預(yù)測,以電為基礎(chǔ)的綠氫——通過使用電解槽從水中分離氫來生產(chǎn)——將成為本世紀(jì)中葉的主要生產(chǎn)形式,占產(chǎn)量的72%。這將需要剩余的可再生能源來為3100千兆瓦的電解槽供電。這是目前太陽能和風(fēng)能總裝機(jī)容量的兩倍多。
藍(lán)氫——從天然氣中提取并捕獲排放——在短期內(nèi)可以發(fā)揮更大的作用(2030年約占總產(chǎn)量的30%),但其競爭力將隨著可再生能源產(chǎn)能的增加和價格的下降而下降。
從現(xiàn)在到2050年,全球用于生產(chǎn)能源氫氣的支出將達(dá)到6.8萬億美元,另外1800億美元用于氫氣管道,5300億美元用于建設(shè)和運(yùn)營氨終端。
到2050年,基于電網(wǎng)的電解成本將顯著下降,屆時平均約為1.5美元/千克,在某些地區(qū),專用可再生電解產(chǎn)生的綠氫和藍(lán)氫也將達(dá)到這一水平。藍(lán)氫的全球平均價格將從2030年的2.5美元降至2050年的2.2美元/千克。在像美國這樣可以獲得廉價天然氣的地區(qū),成本已經(jīng)是每公斤2美元。在全球范圍內(nèi),綠氫將在未來十年內(nèi)與藍(lán)氫價格持平。
在大多數(shù)地區(qū),綠氫將越來越成為最便宜的生產(chǎn)形式。到2050年,用作能源載體的氫和衍生物中72%將以電解為基礎(chǔ),28%的藍(lán)氫來自化石燃料和CCS,低于2030年的34%。一些擁有廉價天然氣的地區(qū)將擁有更高的藍(lán)氫份額。
成本方面的考慮將導(dǎo)致全球50%以上的氫管道改由天然氣管道的重新利用,在某些地區(qū)將上升至80%,因為改用天然氣管道的成本預(yù)計僅為新建設(shè)成本的10-35%。
氫氣將通過管道輸送到國家內(nèi)部和國家之間的中等距離,但幾乎在大陸之間。球氫貿(mào)易還將受到船舶運(yùn)輸液化氫的高成本和氫的低能量密度的限制。氫衍生物氨更穩(wěn)定,更容易通過船舶運(yùn)輸,將在全球范圍內(nèi)進(jìn)行交易。
氫的早期應(yīng)用將由難以減少的高熱制造工藝主導(dǎo),例如目前使用煤炭和天然氣的鋼鐵生產(chǎn)。
氫的衍生物氨、甲醇和電子煤油等氫衍生物將在重型運(yùn)輸行業(yè)(航空、海運(yùn)和部分卡車運(yùn)輸)的脫碳過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,但要到21世紀(jì)30年代末才能大規(guī)模應(yīng)用。
DNV預(yù)計乘用車不會使用氫氣,僅預(yù)測發(fā)電的氫用量有限。用于建筑供暖的氫氣,通常與天然氣混合,在一些地區(qū)已經(jīng)開始使用,但不會在全球范圍內(nèi)推廣。

洞察
氫需要大量珍貴的可再生能源或大量的碳捕獲和儲存,應(yīng)優(yōu)先用于難以減排的行業(yè)。在其他地方,與直接使用電力相比,它效率低,成本高。
用作化肥工業(yè)原料(非能源)和煉油廠可以立即被綠氫和藍(lán)氫取代,這是一個重要的現(xiàn)有來源在燃料轉(zhuǎn)換,能源行業(yè)的需求規(guī)模將擴(kuò)大。
安全(氫)和毒性(氨)是關(guān)鍵風(fēng)險。公眾認(rèn)知風(fēng)險和金融風(fēng)險對于確保增加氫應(yīng)用也很重要。
我們所預(yù)見的氫的低應(yīng)用和晚應(yīng)用表明,為了使氫在凈零的競賽中發(fā)揮其最佳作用,需要更強(qiáng)有力的政策來超越目前的預(yù)測,其形式是更強(qiáng)有力的命令。
氫應(yīng)用將因地區(qū)而異,受到政策的嚴(yán)重影響。歐洲是氫能源的先行者,到2050年,氫能源將占能源結(jié)構(gòu)的11%,因為扶持政策既推動了氫生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,又刺激了最終用途。經(jīng)合組織太平洋地區(qū)(2050年氫占能源結(jié)構(gòu)的8%)和北美地區(qū)(7%)也有推動供應(yīng)側(cè)的戰(zhàn)略、目標(biāo)和資金,但碳價格較低,具體目標(biāo)和政策較少。大中華區(qū)(6%)緊隨其后,最近為2035年的資金和氫前景提供了更明確的信息,同時還擴(kuò)大了國家排放交易計劃。到2050年,這四個地區(qū)將共同消耗全球能源用氫需求的三分之二。
隨著多家造船廠正在開發(fā)多個備受矚目的超級游艇項目,所有這些項目都使用氫,繼續(xù)開發(fā)有效的船級規(guī)則結(jié)構(gòu)將至關(guān)重要。這份完整的報告雖然不是針對超級游艇行業(yè)的,但卻是一份重要的參考資料。超級游艇行業(yè)將需要融入一個更廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)管發(fā)展網(wǎng)絡(luò)。DNV的這份報告反映了這一范圍。