上海國際氫能展訊，核心閱讀

近年來，在全球能源轉(zhuǎn)型的大勢下，多數(shù)國家都將氫能視為實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵能源，而綠氫則是他們追求“氫經(jīng)濟(jì)”的終極目標(biāo)。南美擁有豐富的油氣資源和可再生能源，具備氫能發(fā)展的資源基礎(chǔ)。南美的四大經(jīng)濟(jì)體，即巴西、阿根廷、哥倫比亞和智利，都已制定國家級氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，希望憑借全球氫能發(fā)展勢頭形成新的經(jīng)濟(jì)增長點，既能助力全球脫碳，也能為國家?guī)砜捎^的收入。南美正尋求在新的能源格局下，成為全球氫能需求大戶的重要供應(yīng)商。本版文字除署名外由 盧雪梅 提供

南美四國的氫能“野心”

許多有意在21世紀(jì)中葉實現(xiàn)氣候目標(biāo)的國家都將以氫氣替代化石能源視為重要的解決途徑，而為了激勵清潔氫的發(fā)展，各國學(xué)者、企業(yè)和政府都非常重視清潔能源配套技術(shù)，如可再生能源結(jié)合水電解制氫、蒸汽甲烷重整(SMR)結(jié)合碳捕集與封存(CCS)技術(shù)等。

基于可再生能源的綠氫是許多國家追求新興氫能經(jīng)濟(jì)的最終目標(biāo)，但也有能源研究人員和實踐者認(rèn)為，結(jié)合SMR和CCS的藍(lán)氫，因為價廉且易得是理想的過渡替代品，甚至可以有效促進(jìn)綠氫的發(fā)展。

從應(yīng)用上看，理論上清潔氫的應(yīng)用范圍非常廣泛，但其在生產(chǎn)、儲存和輸送方面有一定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)門檻，目前大部分國家的相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施、政策、社會接受度和其他配套尚不成熟。在一些社會實踐中，如在住宅供暖或個人陸路交通等領(lǐng)域，也都體現(xiàn)出直接使用電力或其他低碳能源的便利性。在這種情況下，許多專家認(rèn)為，應(yīng)先從難以減排的行業(yè)入手推動清潔氫的應(yīng)用，這些行業(yè)包括煉油、化肥和鋼鐵生產(chǎn)、電力長期儲存，以及長途重型陸地運輸?shù)取?/p>

在氣候變化和脫碳成為關(guān)注焦點的當(dāng)下，不同的地區(qū)或國家對將清潔氫納入國民經(jīng)濟(jì)的興趣也各異。具體而言，目前最重視氫能及其可持續(xù)性發(fā)展的地區(qū)為歐洲(包括歐盟國家、挪威、英國等)、北美和東亞(中國、日本、韓國)。這其中不少國家還不具備發(fā)展清潔氫并通過使用清潔氫實現(xiàn)脫碳的條件，如歐盟國家、日本、韓國等都在積極探索與其他潛在氫能資源國的合作可能性。

而南美國家擁有豐富的油氣資源，具備開發(fā)CCS和可再生能源的巨大潛力，有可能憑借綠氫或藍(lán)氫的發(fā)展勢頭形成新的增長點，不僅能助力全球脫碳，而且能為國家?guī)砜捎^的收入。為此，很多南美國家發(fā)布了氫能戰(zhàn)略，以尋求在新的能源格局下，成為氫能需求大戶的重要供應(yīng)商。

此外，發(fā)展氫能還有助于南美國家實現(xiàn)工業(yè)脫碳和氣候目標(biāo)。一方面，南美最富足和經(jīng)濟(jì)最多元化的國家恰好也是最大的二氧化碳排放國，擁有大量使用化石燃料但難以轉(zhuǎn)化為電力的工業(yè)，如煉鋼、煉油或化肥生產(chǎn)，他們本身就有用氫需求。另一方面，當(dāng)下遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性仍有待研究和確認(rèn)，本地生產(chǎn)、就近消費，短期內(nèi)更具經(jīng)濟(jì)性。

南美四大經(jīng)濟(jì)體，即巴西、阿根廷、哥倫比亞和智利正是這樣的國家，年碳排放量大且主要來自難以減排的行業(yè)。出于這些原因，南美四國似乎也是目前南美大陸發(fā)掘清潔氫潛力最積極的國家，都制定了國家級的氫產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，短期內(nèi)以實現(xiàn)自身脫碳為主要目的，長期則瞄準(zhǔn)主要氫能供應(yīng)地區(qū)和國家的地位而努力。

巴西

巴西是南美最大的經(jīng)濟(jì)體和世界第12大經(jīng)濟(jì)體，擁有所有南美國家中最具可持續(xù)性的能源資源組合，總能源消耗的近一半都源自可再生能源，2023年可再生能源發(fā)電量占比更是高達(dá)93%。鑒于該國在可再生能源領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢，2023年11月，巴西承諾，到2025年，將溫室氣體凈排放量限制在1.32吉噸(1吉噸=10億噸)碳當(dāng)量(比2005年的排放量減少48.4%);到2030年，將溫室氣體凈排放量限制在1.2吉噸碳當(dāng)量(比2005年減少53.1%)。

巴西政府很早就意識到電氣化的局限性和相關(guān)難減排產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的重要性，因此提前布局，在積極探索低碳?xì)浣鉀Q方案和相關(guān)產(chǎn)業(yè)脫碳的同時，希望通過出口來獲取穩(wěn)定的收入。巴西強(qiáng)大的可再生能源發(fā)電能力使其更有可能在未來“主打”綠氫生產(chǎn)，但也不會完全放棄天然氣制氫與CCS相結(jié)合生產(chǎn)藍(lán)氫。

有分析師估算，巴西憑借廣泛和多樣化的可再生能源，到21世紀(jì)中葉，或有潛力每年生產(chǎn)高達(dá)1.2億噸的綠氫。2013年以來，巴西國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金(FNDCT)，以及電力和油氣監(jiān)管機(jī)構(gòu)分別發(fā)起或資助了幾十項與氫能相關(guān)的研究項目。然而，由于氫氣生產(chǎn)成本較高，這些項目中的大多數(shù)未能成功轉(zhuǎn)化為大規(guī)模商業(yè)項目，氫氣的競爭力也因此低于其他可替代燃料。2021年，巴西有42個正式注冊的綠氫項目，但迄今為止這些項目中的多數(shù)仍處于簽訂諒解備忘錄階段，只有少數(shù)幾個小規(guī)模試點工廠投入運營或正在建設(shè)。

巴西目前對氫氣的未來需求仍缺乏了解，同時又未能建立有力的監(jiān)管框架，這兩個短板可能是該國實施大規(guī)模氫氣項目的障礙。根據(jù)巴西的官方資料，目前計劃上馬的綠氫項目有6個，分別是Suape綠氫項目，以太陽能發(fā)電為驅(qū)動，主要用于食品、化學(xué)劑、石化行業(yè);Bahia綠氨項目，以風(fēng)力發(fā)電和PPA(電力購買協(xié)議)驅(qū)動，主要用于化肥制造;Pecem Verde氫能項目，以太陽能發(fā)電驅(qū)動，用途待定;Itumbiara項目，以太陽能發(fā)電驅(qū)動，主要用于季節(jié)性存儲;USP大巴氫能項目，為圣保羅大學(xué)大巴供氫;Santa Catarina氨項目，主要用于咖啡種植園。這些項目每年可實現(xiàn)約450萬噸的氫產(chǎn)量，但需要約30吉瓦的電解槽容量和超過300億美元的投資，目前多處于諒解備忘錄和前端工程設(shè)計前期階段。

據(jù)能源咨詢公司伍德麥肯茲2021年的估算，到2040年，巴西綠氫潛在需求介于720萬~900萬噸。當(dāng)下暫無巴西氫氣消費的最新信息，該國大部分氫氣是在巴西國家石油公司的煉廠生產(chǎn)和使用的，而且由于氣價高企且面臨低價進(jìn)口尿素的競爭，以天然氣為原料生產(chǎn)氫氣的化肥廠已閑置多年。國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)顯示，2019年巴西煉廠的灰氫消費量為40萬噸/年，化肥廠灰氫消費量為13萬噸/年。

阿根廷

阿根廷2023年9月發(fā)布國家氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略提到，阿根廷目前每年生產(chǎn)40萬噸常規(guī)氫(以天然氣為原料生產(chǎn)的灰氫)以滿足內(nèi)需。這一產(chǎn)量約等于南美氫需求量的9%，全球氫需求量的0.4%。阿根廷國內(nèi)氫氣有60%用于化肥廠和煉廠，前者用于生產(chǎn)合成氨和尿素，后者用于燃料的加氫和脫硫;15%用于甲醇生產(chǎn);16%用于鋼鐵工業(yè);9%用于各種化學(xué)品制造業(yè)。

阿根廷在消費大量灰氫的同時，還確立了宏大的綠氫生產(chǎn)目標(biāo)，計劃從零開始快速發(fā)展，以便到21世紀(jì)中葉達(dá)到500萬噸的年產(chǎn)能。要實現(xiàn)這一產(chǎn)量水平，阿根廷需要在現(xiàn)有的16.4吉瓦產(chǎn)能基礎(chǔ)上安裝至少30吉瓦的電解槽，以及增加55吉瓦的可再生能源(主要是風(fēng)能和太陽能)發(fā)電裝機(jī)容量。此外，阿根廷生產(chǎn)綠氫的近80%，相當(dāng)于每年400萬噸，將專門用于出口。2030年開始，阿根廷對低排放氫的消費量預(yù)計持續(xù)增長，到2035年達(dá)到10萬噸/年，到2045年達(dá)到50萬噸/年，到2050年達(dá)到100萬噸/年。這些需求中至少有一部分需通過本地生產(chǎn)藍(lán)氫來滿足。

哥倫比亞

哥倫比亞可再生能源資源非常豐富，再加上優(yōu)越的戰(zhàn)略地理位置(臨近巴拿馬運河)和務(wù)實的政府，被稱為南美最有前途的綠氫生產(chǎn)國和出口國之一。

哥倫比亞2021年發(fā)布了氫路線圖，確立了到2050年的藍(lán)氫和綠氫生產(chǎn)目標(biāo)。哥倫比亞政府在氫路線圖中估計，風(fēng)電制綠氫將極具成本競爭力，預(yù)計到2030年生產(chǎn)成本可低至1.7美元/千克;到2050年可低至1.1美元/千克。這意味著，在哥倫比亞生產(chǎn)氫氣及其衍生物(氨和甲醇)具有很高的效益，或許能成為全球最便宜的氫，有利于其向德國出口。

智利

智利在油氣資源稟賦上略遜于其他3個國家，但在可再生能源領(lǐng)域的優(yōu)勢無可匹敵。智利2020年發(fā)布的國家綠氫戰(zhàn)略顯示，將僅專注于綠氫生產(chǎn)，主要通過風(fēng)能和太陽能發(fā)電制取綠氫，不同于其他3個國家采取的多管齊下的制氫策略。

智利能源部估計，未來將建設(shè)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量2071吉瓦，陸上風(fēng)電裝機(jī)容量79吉瓦?？傮w來看，智利的可再生能源潛力較國內(nèi)當(dāng)前需求高出70~85倍。國際能源署2019年發(fā)布報告稱，智利擁有優(yōu)質(zhì)的可再生能源，疊加未來太陽能和風(fēng)能技術(shù)成本的不斷下降，智利北部和南部地區(qū)將成為世界上最具吸引力的可再生氫氣生產(chǎn)基地之一，預(yù)計到2030年智利的制氫成本將為2.5~3.5美元/千克。

智利最好的太陽能資源也在北部地區(qū)，特別是靠近阿塔卡馬沙漠的地帶，太陽輻射水平是全世界最高，為綠氫生產(chǎn)提供了保證。此外，智利南北綿延4000多公里，非常適合發(fā)展陸上風(fēng)電，尤其是智利南部地區(qū)。

(作者單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院)

鏈接：南美四國氫能發(fā)展求同存異

南美四國都具備發(fā)展清潔氫產(chǎn)業(yè)的巨大潛力，都將生產(chǎn)清潔氫并出口日本、韓國、歐盟以換取收益作為重要的國家戰(zhàn)略，與此同時，他們也意識到清潔氫還有助于其實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。但由于不同的自然稟賦和各自的工業(yè)特點，巴西、阿根廷、哥倫比亞和智利似乎對建立清潔氫產(chǎn)業(yè)，以及所產(chǎn)清潔氫的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的理念。

以巴西為例，該國極可能采取綠氫和藍(lán)氫齊頭并進(jìn)的方式推動氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一方面，巴西水力發(fā)電潛力極大，非常適宜以水電驅(qū)動電解槽的方式發(fā)展清潔氫產(chǎn)業(yè)。另一方面，巴西也擁有豐富的油氣資源和實施CCS項目的條件，非常適合生產(chǎn)藍(lán)氫。但考慮到氣價較高且巴西陸上天然氣資源量并不是特別豐富，該國目前屬于“投石問路”，正在考查這兩種方式的可行性，并不單純“押寶”其中之一。

阿根廷和哥倫比亞與巴西的情況差別不大，所以也都在考慮相似的氫產(chǎn)業(yè)路徑。智利則與其他三個國家非常不同，智利的風(fēng)能和太陽能潛力極大，且未得到充分利用，因此綠氫成為其主攻的氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展對象。

南美四國難脫碳行業(yè)對氫的利用情況也存在差異。研究顯示，如果氫的價格能達(dá)到1~1.5美元/千克，則巴西的鋼鐵和化肥行業(yè)對清潔氫有最高的潛在需求。阿根廷的情況也類似，除了鋼鐵和化肥行業(yè)外，該國煉油的脫碳也需要大量的氫，并且有成為航空和海運氫燃料生產(chǎn)國的雄心。哥倫比亞地理位置上靠近巴拿馬運河，也將利用這個地緣優(yōu)勢成為船用氫燃料制造中心。智利明確表示，將把重點放在開發(fā)豐富的可再生能源潛力上，因此最有可能將氫用于化學(xué)品合成、長期和季節(jié)性電力儲存、氫燃料電池等領(lǐng)域。

水電解制氫 氫能 

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