麦肯锡:改变中国未来30年能源结构 氢能经济是关键

麦肯锡:改变中国未来30年能源结构 氢能经济是关键

作者: 钱童心

[ 麦肯锡数据显示,到2030年,中国可能需要增加1800万吨氢气的需求,而目前的需求几乎为零。 ]

[ 到2030年,中国市场将坐拥至少100万辆燃料电池汽车,这有望占到全球燃料电池汽车市场的一半。 ]

应对气候变化挑战,发展绿色能源技术,将决定全球下一轮经济能否实现高质量和可持续的发展。为此中国已经作出承诺,到2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。

可再生能源的绿色创新也成为本周末举行的中国发展高层论坛的重要议题。麦肯锡公司董事长、全球总裁施南德(Kevin Sneader)在会上表示:“中国已经制定了路线图,未来30年内改变能源结构,打造氢能经济是其中一个关键元素。”

能源领域的下一个颠覆性技术

施南德表示,中国制氢技术正在快速发展,成本也在不断下降,政府可以制定一些措施来推动氢市场的发展。

根据麦肯锡的研究,中国未来十年将迎来氢能的高速发展期。麦肯锡数据显示,到2030年,中国可能需要增加1800万吨氢气的需求,而目前的需求几乎为零,未来的需求主要来自于钢铁和运输行业。施南德建议政府出台私营部门参与度的措施,制定脱碳政策,将环境标准纳入公司合作的机制下,并重点扶持具有减排潜力的项目。

中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤表示,未来氢气将用来替代煤和天然气。“将来的飞机就是氢气飞机,以后天然气管道要变成氢气管道,而获得氢气的途径需要依靠太阳能,太阳能转化为电能,去分解水,制得氢气。”薛其坤表示。

薛其坤认为,能源领域的下一个颠覆性技术将是基于太阳能光电效应的高效利用与可持续循环。具体而言,可以把太阳能用最高效率的太阳能电池存储起来发电,这样就能使它变成像化石能源一样,可任意使用的技术,然后用这些电源源不断地把水分解变成氢气,以保证未来在基本不使用化石能源的情况下,能够依靠太阳能电池等清洁能源,维持人类三次工业革命造就的主要核心技术被持续不断地应用。

将电能转化为氢能或者其他化学能是一种大规模、高效率的储能方案。氢能可以直接作为能源驱动氢燃料电池汽车或者燃烧释能,也可根据需要生产成甲醇、乙醇、氨或天然气,实现更高的储运效率和利用价值,将可再生能源多元利用。

以氢能源为动力的燃料电池将是实现碳中和交通的重要技术。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高认为,中国在光伏、风电等传统新能源领域方面具有产业优势,而氢能领域能源的利用率成本仍然很高,技术难度较大。他预测,以燃料电池为核心的氢能汽车,未来十年成本可以降低80%;未来可以使用光伏、风电来制氢,这将推动电解水制氢装置产业的发展。而所有的这些技术都会让经济实现高质量的绿色增长。

“氢气燃料的碳足迹取决于它的生产方式,无论是通过碳氢化合物(比如甲烷)还是通过电解水来生产,最理想的情况下是使用可再生能源发电。”国内专注于燃料电池系统开发的上海重塑科技董事长兼CEO林琦对第一财经记者表示。

全球“氢能革命”已经开启

在全球范围内,一场“氢能革命”已经开启。去年6月,德国出台了《国家氢能战略》,将可再生能源制氢作为德国未来能源转型重点发展的方向,并在德国氢能产业中确立了“绿氢”的优先发展地位。为推行这一战略,德国政府还将在现有基础上再投入70亿欧元用于氢能源市场推广,另外20亿欧元用于相关国际合作。

德国工业巨头蒂森克虏伯已经开始大规模发展制氢技术。今年年初,该公司与加拿大能源集团魁北克水电公司(Hydro-Québec)签署了关于建设一座88兆瓦的水电解制氢工厂的工程设计合同。该水电解制氢工厂将是世界首批最大的绿色氢气生产设施之一,预计于2023年下半年试运行,未来每年预计生产11100吨绿色氢气。电解产生的氢气和副产氧气将被提供给一家生物燃料工厂,结合垃圾废气生产生物燃料用于运输领域。

蒂森克虏伯公司董事会主席兼首席执行官玛蒂娜·默茨(Martina Merz)在中国发展高层论坛上透露,目前该制氢项目的进展顺利。她还表示,得益于深厚的技术积淀,过去的几年里,蒂森克虏伯在国际工程总承包项目方面与中国企业开展了多次密切合作,未来将会探索更多能源方面合作的可能性。

法国政府去年在一项总额千亿欧元的经济刺激方案中特别强调,政府将继续推动能源结构从化石燃料转向清洁能源,刺激氢能产业发展计划,未来两年将给予20亿欧元的拨款。

目前,包括雷诺、佛吉亚和米其林在内的整车厂商和零部件供应商已经采取行动,布局氢能和燃料电池技术。上个月,佛吉亚宣布将为雷诺提供用于轻型商用车的氢气燃料的储罐。

今年早些时候,佛吉亚还与米其林创建了一家名为Symbio的合资公司,旨在成为世界领先的为汽车提供氢燃料电池的制造企业。双方的合作未来将跨越欧洲、中国和美国,以实现氢燃料电池系统的量产,目标是到2030年,占据全球25%的市场份额,实现约15亿欧元的销售额。

有预测数据显示,从目前到2030年期间,全球对新能源交通工具的需求有望大幅增长,届时由氢燃料驱动的车辆将达到200万辆,其中35万辆为卡车。到2030年,中国市场将坐拥至少100万辆燃料电池汽车,这有望占到全球燃料电池汽车市场的一半。

燃料电池与电动汽车相比,具有可省去充电时间的优势,但也存在新的限制,比如要在超高压的条件下存储氢气。目前氢气的超高压存储技术已被丰田和现代等亚洲制造商小规模验证。

现代集团正在加快氢动力系统在船舶、无人机、飞机以及汽车使用中的开发。上个月,现代集团宣布,将在中国广州建立首家韩国以外的氢燃料电池工厂,预计于2022年下半年完成,分析师估计该计划耗资约10亿美元。该工厂最初计划年产6500个燃料电池系统设施,将用于其Nexo电动SUV车型等。

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