氫能正快速成為低碳能源轉型的關鍵。早期數十億美元投資集中于綠色氫脫碳燃料。利用可再生能源電解水生產氫氣作為燃料,其成本優勢已接近臨界點。捕獲并再利用綠色和“藍色”氫能應用過程中產生的CO2,將帶來數萬億美元的市場機遇。
氫能委員會估計,未來十年低碳或可再生氫生產成本將下降60%以上。收益來自于低成本可再生能源的發電、電解槽制造規模的擴大以及低成本碳儲存設施的開發。
氣體產品公司計劃與ACWA Power和NEOM合作,耗資50億美元在沙特建設一座由可再生電力提供動力的綠色氨生產設施,提供氫氣做運輸燃料。該設施利用太陽能、風能和儲能提供超過4 吉瓦的可再生電力,使綠氫產能達到650噸/日。公司計劃在合資企業和擁有100%股權的分銷公司總投資約37億美元,為全球客戶提供綠色氫能,其中分銷公司投資20 億美元。公司估計,到2030 年,僅用于交通的氫能市場就能達到600億~700億美元,公司計劃大規模擴張該業務,向世界展示這是一個巨大而可行的機會。
但是,即便如此大的投資也只是冰山一角。相較于道路上2.5億輛商用車,上述合資公司的產量只能供應1.5 萬~2 萬輛公共汽車。沙特項目正在配置可以增加世界級規模的生產單元。氣體產品公司表示,在NEOM可以再擴容兩個工廠,計劃在世界其他地方效仿該方案,以此帶動全球氫能市場增長。
對工業氣體制造商來說,運輸燃料中氫能市場規模可能很快就會與傳統氫氣市場相匹敵。氣體產品公司的第一家工廠每天生產650 噸氫氣,如今每天生產8 000 噸,并且還有很多這樣的項目在實施。
在沙特沙漠中利用光能和風能大規模電解水制備氫氣,將每年減少CO2排放超過300 萬噸。在燃料站,運輸、分離和轉換過程消耗的是氨或氫氣,確保生產的氫能為完全無碳的能源。
燃氣公司領頭氫能委員會表示,到2030年,氫可滿足全球約8%的能源需求,生產成本為2.50 美元/千克。到2030 年,生產成本若為1.80 美元/千克,將釋放約15%的全球能源需求。到2050年,氫和燃料電池設備將創造2.5萬億美元的市場。
這種規模激發了燃氣、能源、電力、公用工程和設備價值鏈等各個領域的興趣,而燃氣制造商處于獨特的位置。林德公司表示,在全球范圍內擁有許多基礎設施,包括制氫,管道、傳輸和分銷網絡以及所需的專有技術和專業知識,這對向清潔和綠色氫過渡很有價值。
燃氣公司已經進入氫能的產業鏈中。燃氣公司的加入,可推動氫能的發展。
運輸行業是早期綠色氫燃料的市場之一。人們對燃料電池汽車很感興趣。重型汽車(如卡車、公共汽車)、火車,是最初氫氣主要的消費領域。現在世界各地已經安裝了180 個氫燃料站,而且數量還在不斷增加。最近,林德和Alstom合作,完成了世界首批兩列氫動力客運列車試運行。Alstom期望未來14 列氫動力列車取代柴油列車運行。Linde 的運輸技術已處于領先地位,其他領域的開發工作仍在進行中,包括鋼鐵、原料、精煉和電力以及P2X應用,未來公司氫氣業務規模可擴大四倍。
氫能憑借其多功能性,作為能量載體的前景光明。氫氣已經很好地應用于工業,隨著氫氣的儲存方案逐漸清晰,氫氣作為清潔燃料的接受程度逐漸提高。
Air Liquide公司認為,美國市場具有優勢。美國在氫的使用方面擁有多元組合的優勢,尤其是在機動車、能源儲存、電網彈性和材料處理方面的應用。該公司宣布計劃投資1.5 億美元,在內華達州建廠來滿足氫能源市場需求。Air Liquide將在西海岸大規模部署氫動力汽車,到2022 年將為加州的4萬輛氫燃料汽車提供穩定的燃料供應。
氫氣供應鏈上的20 家主要公司發表聯合報告,到2030 年,針對性的投資和強有力的氫需求將使氫氣年產能達到1 700 萬噸,到2050 年達到6 300 萬噸。2023—2025 年間,氫氣將開始應用于交通燃料,并將在2026 年以后為住宅和商業提供電力。
短期內,氫氣需求的增加將給美國經濟帶來巨大好處,預計每年將為整個氫能產業鏈帶來1400億美元的產值和70萬個就業崗位。氫氣100%在國內生產,將幫助美國走上能源自主的道路。
鋼鐵行業是除運輸行業外世界最大的二氧化碳排放行業,該行業的脫碳將對全球碳排放產生重大影響。Air Liquide 和ThyssenKrupp Steel合作開發了一條低碳生產途徑。在鋼鐵生產過程中,通過注入部分氫氣替代煤粉。目前正在德國ThyssenKrupp Steel廠的高爐中進行試驗,目標是將氫注入工藝應用于所有高爐中,使碳排放量降低20%。在化學品市場上,如今的“灰色”氫氣已被廣泛使用,特別是作為氨和精煉的原料,在能源密集型場所也在考慮作為備用電源使用。