最新研究：管道和LOHC将主导氢气分配网络

　　根据Rethink Energy的最新研究，未来的氢贸易将由管道和液态有机氢载体(LOHC)所主导。随着氢燃料行业走出婴儿期，专注于原始生产成本，将氢从供应转移到需求的创新方法将在决定客户的最终价格方面发挥更大作用。

　　从资源丰富的国家进口氢气每公斤将增加0.5美元至1.86美元成本，具体取决于运输距离和运输方式。由于配送占到消费者最终氢气成本的近三分之二，这些配送机制将主导整个氢气市场的竞争。

　　Rethink Energy预测，到2050年，利用可再生能源为电解技术提供动力，每年将生产7.35亿吨绿色氢气。从航空到钢铁制造，利用氢来脱碳新产业将是经济从化石燃料向利用自己的风能、太阳能和水力资源转变的核心。

　　长期以来定义全球能源地图的贸易路线将不得不重新绘制。能源——包括氢和电——将需要新的基础设施，专注于低成本的存储、分配和运输。

　　在全球范围内，到2030年，氢气生产的平均成本将降至每公斤1.5美元。虽然全球生产成本将大幅趋同(目前为每公斤3至7美元)，但像澳大利亚这样拥有丰富风能和太阳能资源的国家，其成本将降至每公斤1.2美元。相反，像德国这样资源受限的国家很可能会看到生产成本保持在每公斤2.60美元以上，直到这个十年结束。

　　两国之间每公斤1.40美元的差距，为德国等国进口氢气而不是在国内生产氢气开启了巨大的博弈空间。

　　正如已经投入使用的有限的氢气工业所表明的，在5000公里的距离之内，管道很可能是最具成本效益的输送方式。自20世纪30年代以来，正如美国2500公里长的氢气管道所证明的那样，短长度和低压管道一直由商业生产商拥有，将现场氢气生产与它们所服务的工业设施连接起来。

　　随着氢能经济的出现，以及氢能枢纽和峡谷聚集了可再生能源的工业活动，这些寿命长、运营成本低的管道将继续具有成本效益。通过压缩以更高的密度和体积输送氢气，1000公里的管道输送成本仅为每公斤0.54美元。

　　如果现有的天然气管道能够安全地用于未来的氢气管网，而不是从零开始建设，那么这种氢管道的经济性将得到显著提升。由于现代天然气基础设施需要对硬件(阀门、压缩机等)进行简单的改造，这种方法可能会增加高达45%的资本需求。

　　但随着距离越来越远，管道的巨大资金成本和缺乏灵活性都在限制着它。一旦超过7000公里，船上运输氢气的能力就会变得更加划算——在这一范围内，每公斤氢气的成本将增加约1.45美元。

　　氢气作为气体运输效率非常低。储罐约16万立方米的船舶，只能携带约13吨氢气；如果船只的往返时间超过一个月，效率就会非常低。

　　但是，如果氢可以以液体——在极低的温度下，作为氨的组成部分(NH3)，或作为其他液态有机氢载体(LOHC)——以同样的储存容量可携带多达19000吨。这些技术与以卡车为基础的配送方式类似，也在运输路线和配送数量方面提供了贸易的灵活性。

　　这些方法的成本将取决于氢在各自载体上“打包”和“拆包”的效率。

　　液氢在“拆包”过程中只需进行很少的处理，在这方面有明显的优势。然而，保持零下250摄氏度的温度会是一个巨大的工程挑战；随着距离的增加，液氢的损失（散溢）也会增加，从而降低竞争力。

　　打包成本降低的LOHC，在7000到20000公里的距离上，每公斤的价格在1.48到1.86美元之间。尽管氨是氢的密度最大的载体，但将其裂解成纯氢消费的成本严重受限(平均每公斤约1.4美元)。

　　氢气分配的成本与生产氢气的技术本身无关。但是，随着市场的增长，从使用天然气生产的“灰色”氢转向可再生的“绿色”氢，跨国贸易协议已经在寻求以尽可能低的成本获得燃料。

　　例如，德国已经与加拿大、智利和阿联酋等国签署了合作协议，并设立了10亿美元的H2Global计划，旨在补贴非欧盟国家生产用于进口的绿色氢气。澳大利亚的生产商和日本的用户之间已经签署了类似的“液氢供应链”协议，而欧盟去年宣布的氢气战略概述了到2030年在欧盟内部安装40GW电解槽的基础上，在非欧盟邻国安装40GW电解槽的目标。

　　世界各国都需要弄清楚，是自己生产氢气更便宜，还是从那些拥有更多低成本可再生能源的国家进口氢气更便宜。正如俄罗斯天然气供应欧洲所暴露出来的那样，这些供应的安全以及围绕它们的地缘政治环境也将是一个关键因素。

　　依靠氢气实现净零排放的公司还需要权衡从数千英里外生产和输送的氢气的安全选择。他们是否应该将生产设施搬迁到可以现场制氢的地方？

　　这些考虑凸显了深入分析绿色氢气未来生产、需求和未来贸易的重要性。在相关基础设施投资面临巨大风险的情况下，至关重要的是，利益相关者要确定如何以尽可能低的价格获得氢气，同时考量生产和分配。

　　（原文来自：Rethink Energy 全球氢能网、新能源网综合）