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150年前，科幻小說(shuō)家儒勒·凡爾納在《神秘島》中預(yù)言氫將成為未來(lái)的燃料。當(dāng)前，科技進(jìn)步正讓夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。與化石燃料不同，氫燃燒不排放溫室氣體及污染物。在環(huán)保和能源危機(jī)等多重壓力下，氫能產(chǎn)業(yè)正成為世界各資源國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的“新藍(lán)海”。

 

澳大利亞作為全球煤炭和天然氣的主要出口國(guó)，正積極謀求在迅速崛起的氫能市場(chǎng)中的戰(zhàn)略定位。自2019年發(fā)布《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》以來(lái)，該國(guó)制定了雄心勃勃的目標(biāo)，希望到2030年不僅在工業(yè)脫碳方面取得顯著成果，還要成為全球領(lǐng)先的氫能出口國(guó)。

 

澳大利亞發(fā)展氫能具備得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)

 

未來(lái)氫氣出口供應(yīng)地的競(jìng)爭(zhēng)，將主要集中在兩個(gè)方向：一是藍(lán)氫生產(chǎn)，具備利用碳捕集與封存 （CCS）技術(shù)通過(guò)化石燃料低成本制造藍(lán)氫的資源潛力的國(guó)家占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，如俄羅斯、美國(guó)、沙特和加拿大等國(guó)；二是綠氫生產(chǎn)，具有制取綠氫的可再生資源潛力的國(guó)家更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，比如澳大利亞、沙特、巴西、智利和哈薩克斯坦等國(guó)，均已宣布了用于出口的綠氫項(xiàng)目。

 

澳大利亞擁有成為主要?dú)錃馍�產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)所需的所有原料，包括豐富廉價(jià)的可再生能源、利用CCS技術(shù)通過(guò)天然氣和煤低成本制造藍(lán)氫的資源潛力、豐富的水資源和作為能源出口國(guó)的可靠信譽(yù)記錄等。

 

根據(jù)對(duì)澳大利亞風(fēng)能、太陽(yáng)能和水資源的評(píng)估，澳大利亞國(guó)土面積的11%（約87萬(wàn)平方公里）非常適合可再生氫氣的生產(chǎn)，預(yù)測(cè)這部分土地可生產(chǎn)全球2050年全部的氫氣需求量。最理想的生產(chǎn)地是同時(shí)具備可再生電力和水供應(yīng)（海水淡化）的沿海地區(qū)，占澳大利亞國(guó)土面積的3%。同時(shí)，豐富的內(nèi)陸水供應(yīng)區(qū)將進(jìn)一步增加適合利用可再生電力生產(chǎn)氫氣的面積。澳大利亞也具備利用CCS技術(shù)通過(guò)煤和天然氣生產(chǎn)氫氣的有利條件。在澳大利亞西北沿海的巴羅島，已建成世界最大的碳捕集和封存項(xiàng)目之一。

 

豐富的可再生能源資源和先進(jìn)的綠氨生產(chǎn)技術(shù)為澳大利亞綠氨項(xiàng)目發(fā)展提供了有力支持。目前，澳大利亞四分之三的氫用途是制造化學(xué)氨，全球?qū)Π钡臐撛谛枨蟊旧硎俏磥?lái)的出口市場(chǎng)，能夠通過(guò)油輪運(yùn)輸?shù)陌币彩浅隹谇鍧崥錃饬⒓纯捎玫妮d體。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，可以在氨的使用點(diǎn)將氨轉(zhuǎn)化為高純度的氫氣，使用薄的釩膜在允許氫氣通過(guò)的同時(shí)阻擋其他氣體，使從氨中提取氫更加容易，有助于解決綠氫運(yùn)輸問(wèn)題。

 

規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖

 

澳大利亞《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》共確定了57項(xiàng)聯(lián)合行動(dòng)，側(cè)重于消除市場(chǎng)壁壘、有效建立供求以及提升在全球的成本競(jìng)爭(zhēng)力。行動(dòng)考慮了出口、運(yùn)輸、工業(yè)使用、天然氣網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)和交叉問(wèn)題（如安全、技能和環(huán)境影響）相關(guān)的綠氫產(chǎn)業(yè)鏈，以可再生電力為開端，在上游聚焦發(fā)展規(guī)模化的綠氫生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，如電解槽先進(jìn)制造；在下游，綠氫應(yīng)用于綠色金屬、綠色肥料和綠色化學(xué)品的供應(yīng)，滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和出口市場(chǎng)的需求。

 

在規(guī)劃路徑和時(shí)間線上，2025年前的行動(dòng)包括推進(jìn)試點(diǎn)和示范項(xiàng)目，建設(shè)示范規(guī)模的氫氣中心——大規(guī)模需求集群，評(píng)估供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施需求，為未來(lái)的需求端建立高效的樞紐供應(yīng)鏈；2025年后進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)激活階段，規(guī)劃行動(dòng)包括識(shí)別大規(guī)模氫市場(chǎng)形成的方向，擴(kuò)大項(xiàng)目規(guī)模以支持出口和國(guó)內(nèi)需求，建設(shè)氫氣供應(yīng)鏈和大規(guī)模出口產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，維護(hù)穩(wěn)健、可持續(xù)的出口和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)及供應(yīng)鏈設(shè)施，包括輸電線、管道、儲(chǔ)罐、加氣站、港口和鐵路等。

 

政策支持層面，澳大利亞各州均制定了行業(yè)激勵(lì)措施，例如優(yōu)惠融資、獲得新公共基礎(chǔ)設(shè)施的資金、規(guī)劃審批的優(yōu)先次序以及公私伙伴關(guān)系，以分擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的成本和風(fēng)險(xiǎn)。具體包括宣布為試點(diǎn)、試驗(yàn)和示范氫工業(yè)項(xiàng)目提供資金，協(xié)調(diào)社區(qū)關(guān)系，承諾為氫樞紐提供資金，與澳大利亞國(guó)家能源公司合作組建區(qū)域氫技術(shù)集群，支持氫汽車試驗(yàn)和將氫納入天然氣網(wǎng)絡(luò)等。

 

國(guó)家層面，提供協(xié)同增效的支持作用，如將電解槽與海上風(fēng)力渦輪機(jī)安裝在同一位置，不僅為出口和陸上用戶生產(chǎn)氫氣，還可以為當(dāng)?shù)厮�產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供氧氣，并為船只提供燃料，海上油氣平臺(tái)被重新利用，以支持氫氣生產(chǎn)等。建立全球氫市場(chǎng)伙伴關(guān)系同樣重要。澳大利亞與德國(guó)、新加坡、日本、韓國(guó)和英國(guó)建立合作伙伴關(guān)系，以建立氫供應(yīng)鏈并推進(jìn)技術(shù)研究，并通過(guò)雙邊合作，形成與未來(lái)需求國(guó)之間的聯(lián)動(dòng)，如與日本開展氫能供應(yīng)鏈試點(diǎn)項(xiàng)目合作等。

 

在氫能領(lǐng)域推進(jìn)實(shí)施一系列試點(diǎn)項(xiàng)目

 

資料顯示，截至2022年，澳大利亞已經(jīng)宣布了100多個(gè)氫項(xiàng)目，其潛在投資額約為1550億至2030億美元（2300億至3000億澳元），占全球已公布清潔氫項(xiàng)目投資額的近40%。根據(jù)澳大利亞的投資規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2030年，該國(guó)將成為全球最大的氫出口國(guó)之一，大幅領(lǐng)先于目前已有規(guī)劃的阿根廷、巴西和加拿大等國(guó)。

 

其中，南澳大利亞氫能產(chǎn)業(yè)園專注氫能技術(shù)研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用，涵蓋氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，其電解槽容量規(guī)模達(dá)1.25兆瓦；新南威爾士州西部地區(qū)的杰梅納公司利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源來(lái)生產(chǎn)綠氫，得到澳大利亞可再生能源署的資助，總投資額約1500萬(wàn)美元，電解槽容量規(guī)模500千瓦；西澳大利亞唯一進(jìn)入最終投資決定階段的綠氫項(xiàng)目——皮爾巴拉氫能中心集氫氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用為一體，是澳大利亞氫能領(lǐng)域的重要里程碑，獲得澳聯(lián)邦政府和西澳大利亞州政府聯(lián)合投資；西澳大利亞州皮爾巴拉地區(qū)在建的Yuri氫能項(xiàng)目包括18兆瓦的太陽(yáng)能發(fā)電廠、8兆瓦的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以及10兆瓦的電解槽，每年生產(chǎn)640噸綠氫將作為生產(chǎn)綠氨的原料；皮爾巴拉地區(qū)的亞洲可再生能源中心每年生產(chǎn)175萬(wàn)噸氫氣和990萬(wàn)噸綠氨，主要出口到亞洲市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2027至2028年間完工，建成后將成為全球最大的利用風(fēng)能和太陽(yáng)能生產(chǎn)綠氫的項(xiàng)目之一。

 

作為世界上最大的鐵礦石出口國(guó)，澳大利亞的綠色鋼鐵計(jì)劃主要關(guān)注利用可再生能源生產(chǎn)的綠氫替代傳統(tǒng)煤炭作為煉鋼能源，以及研發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)，提高鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的能效和降低碳排放，有多個(gè)重要項(xiàng)目正在推進(jìn)。黑德蘭港的綠色鋼鐵項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)一座綠色鋼鐵廠和一座熱壓鐵塊廠，初期將使用液化天然氣生產(chǎn)熱壓鐵塊，遠(yuǎn)期計(jì)劃是轉(zhuǎn)換為使用綠氫以減少碳排放。力拓集團(tuán)與中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)簽署了諒解備忘錄，計(jì)劃在中國(guó)和澳大利亞開展一系列綠色鋼鐵項(xiàng)目，包括在中國(guó)開展電熔爐試點(diǎn)，優(yōu)化澳大利亞礦石的球團(tuán)技術(shù)，進(jìn)一步開發(fā)富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)，并共同研究在西澳大利亞生產(chǎn)低碳鐵的機(jī)會(huì)。

 

國(guó)際能源署評(píng)估認(rèn)為，在澳大利亞順利推進(jìn)已公布的氫項(xiàng)目前提下，2030年該國(guó)將成為全球最大的氫出口國(guó)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2040年，澳大利亞可再生氫工業(yè)的發(fā)展和相關(guān)出口每年可產(chǎn)生289億美元效益，并創(chuàng)造約3.3萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，到2050年，澳大利亞每年出口氫氣規(guī)模將超過(guò)1200萬(wàn)噸。

 

（作者單位：中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院）

 

延伸閱讀：澳大利亞全力邁向全球綠氫強(qiáng)國(guó)之列

 

近日，國(guó)際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2050年，全球要實(shí)現(xiàn)凈零排放，每年需生產(chǎn)3.06億噸綠氫，在這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的道路上，澳大利亞正扮演著越來(lái)越重要的角色。目前，澳大利亞已將自己定位為未來(lái)綠氫的主要生產(chǎn)國(guó)，并加大力度吸引綠氫投資。迄今為止，已有80多個(gè)潛在項(xiàng)目，吸引了1270億美元的投資。

 

澳大利亞在2019年出臺(tái)了《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》，成為全球第三個(gè)發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略的國(guó)家。截至目前，澳大利亞聯(lián)邦政府已撥款20多億美元，通過(guò)氫先導(dǎo)計(jì)劃支持大型可再生氫項(xiàng)目。得益于豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能和水力發(fā)電資源，澳大利亞在成為可再生氫主要生產(chǎn)國(guó)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

 

探索綠氫開發(fā)合作新模式

 

澳大利亞聯(lián)邦政府最近通過(guò)澳大利亞可再生能源機(jī)構(gòu)（ARENA）向原住民清潔能源合作伙伴關(guān)系（ACEP）提供了166萬(wàn)美元的贈(zèng)款，進(jìn)一步兌現(xiàn)了在澳大利亞建立一體化氫供應(yīng)鏈的承諾。

 

據(jù)悉，這筆資金將用于支持東金伯利清潔能源和氫項(xiàng)目可行性研究的第一階段，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)每年將通過(guò)太陽(yáng)能電解生產(chǎn)5萬(wàn)噸可再生氫。該項(xiàng)目生產(chǎn)的綠氫將通過(guò)管道輸送至溫德姆的巴浪瓜拉縣，并與奧德水電站的現(xiàn)有水力發(fā)電結(jié)合，每年生產(chǎn)約25萬(wàn)噸可再生氨，供出口和國(guó)內(nèi)使用。氨因具有比氫更高的能量密度且易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，被認(rèn)為是貨物運(yùn)輸燃料的理想選擇，而貨運(yùn)溫室氣體排放量約占全球溫室氣體排放總量的2%~3%。

 

ACEP是原住民土地權(quán)代表持有人MG公司、巴浪瓜拉公司和金伯利土地委員會(huì)原住民公司（KLC）以及氣候和自然投資咨詢公司Pollination共同成立的合資企業(yè)。各方持有平等份額，共同監(jiān)督項(xiàng)目開發(fā)，包括文化遺產(chǎn)、原住民土地權(quán)和環(huán)境審批以及總體可行性規(guī)劃。ARENA首席執(zhí)行官達(dá)倫·米勒表示，該項(xiàng)目將展示原住民群體在能源轉(zhuǎn)型中的領(lǐng)導(dǎo)作用，并代表澳大利亞實(shí)現(xiàn)其成為可再生能源超級(jí)大國(guó)的國(guó)家目標(biāo)所需的發(fā)展類型。

 

研發(fā)多元生產(chǎn)運(yùn)輸路徑

 

隨著人們對(duì)氫作為替代清潔能源的興趣日益濃厚，生產(chǎn)和運(yùn)輸氫氣的創(chuàng)新方法也層出不窮。各家公司在氫生產(chǎn)的框架下采取了略有不同的方法，瞄準(zhǔn)替代投入、出口途徑和最終產(chǎn)品。

 

澳大利亞Provaris 能源公司正在開發(fā)一體化氫氣壓縮運(yùn)輸項(xiàng)目，涉及通過(guò)可再生能源電解生產(chǎn)綠氫，并使用公司專有的氣態(tài)氫密封罐技術(shù)將其運(yùn)往世界各地。該公司正在提維群島開發(fā)一個(gè)2.6吉瓦的綠色電解設(shè)施，每年將出口多達(dá)9萬(wàn)噸氫氣，并已與挪威氫公司簽署合作協(xié)議，在北歐國(guó)家開發(fā)綠氫價(jià)值鏈項(xiàng)目，并有可能擴(kuò)展至歐洲其他地區(qū)。該協(xié)議包括開發(fā)270兆瓦的FjordH2項(xiàng)目，這是挪威最大的綠氫生產(chǎn)設(shè)施，每年將生產(chǎn)4萬(wàn)噸氫氣。

 

在地球的另一端，澳大利亞Elixir能源有限公司正在將其擬議的清潔氫項(xiàng)目瞄準(zhǔn)蒙古多風(fēng)的草原。這家歷來(lái)以石油和天然氣為主業(yè)的公司與日本公司SB能源簽署了一份諒解備忘錄，調(diào)查蒙古南部的綠氫合資企業(yè)，該企業(yè)于2023年2月進(jìn)入條款清單，預(yù)計(jì)將在不久的將來(lái)進(jìn)行正式的合資開發(fā)。

 

布局地下天然氫勘探開發(fā)

 

澳大利亞的一些公司正在尋求完全放棄電解過(guò)程，轉(zhuǎn)而關(guān)注地球表面下正常地質(zhì)過(guò)程產(chǎn)生的天然氫氣儲(chǔ)層。天然氫項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)在于僅需油井和管道基礎(chǔ)設(shè)施，從而降低了啟動(dòng)成本，并縮短了發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)之間的建設(shè)滯后時(shí)間。HyTerra公司和Gold氫能公司是兩家澳大利亞公司，盡管選擇了兩個(gè)截然不同的地點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，但都致力于探索這一新近公認(rèn)的氫氣生產(chǎn)途徑。

 

HyTerra公司選擇了氫能源緊缺的美國(guó)作為項(xiàng)目基地，成立了一家合資企業(yè)，開發(fā)內(nèi)布拉斯加州的日內(nèi)瓦項(xiàng)目，其中包括世界上首批專門針對(duì)氫的預(yù)探井之一。該公司還瞄準(zhǔn)了附近的Nemaha Ridge進(jìn)行礦權(quán)收購(gòu)，該地區(qū)歷史上至少發(fā)現(xiàn)過(guò)10個(gè)天然氫礦。Gold氫能公司已經(jīng)在南澳大利亞約克半島的拉姆齊項(xiàng)目中打了一口井，證實(shí)了氫和氦的存在，這兩種元素都是高需求的關(guān)鍵元素。雖然確定該項(xiàng)目真正潛力的工作仍在進(jìn)行中，但拉姆齊目前擁有經(jīng)認(rèn)證的潛在資源，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)最佳估計(jì)天然氫儲(chǔ)量為130萬(wàn)噸。迄今為止，該公司已生產(chǎn)出純度為86%的氫氣和6.8%的氦氣。2024年，Gold氫能公司的主要任務(wù)將是證明待開采項(xiàng)目中兩種氣體的可采經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。

 

無(wú)論是在陸地還是海洋，澳大利亞政府、社區(qū)和企業(yè)正齊心協(xié)力，致力于把澳大利亞打造成一個(gè)全球的綠氫強(qiáng)國(guó)。（龐曉華）