氫氣,是一種無色無味的氣體,但在能源產業,它又被賦予了不同的顏色,以此來區別不同的生產方式。
如今,大部分氫氣透過蒸汽甲烷轉化(SMR)製程從天然氣中製取。這是目前最經濟的氫氣產生方法,但它會產生大量的碳排放,以此方式產生的氫氣被認為是「灰氫」。當這些碳排放被捕獲、儲存或再利用時,這些氫就被稱為「藍氫」。而「綠氫」則是指利用風電、水力、太陽能、核電等再生能源,透過電解水產生的氫氣,全程沒有碳排放。
雖然灰氫在中短期內仍將佔據市場主流,但在全球致力於碳中和的大背景下最具減碳屬性的綠氫顯然更有發展潛力。綠氫的產業鏈,依賴資源優勢,運輸和營運成本,系統性安全,以及整個產業鏈的效率,因此也決定了世界各國不同的定位和產業佈局,做為新興產業,全球能源轉型的關鍵策略,需要每個參與者俱備跨界整合的創新思維、紮實的技術和能力累積。
Rockwell Automation擁有120多年的歷史,是工業自動化、資訊化和數位轉型領域的全球領導企業之一。身為智慧製造的引領者,Rockwell提供廣泛的絕佳產品與解決方案、服務支援和技術訓練,其中包括即時資料收集、預測性維護和可再生能源的無縫整合,足以滿足綠氫價值鏈的多樣化需求。
全球各國氫能產業鏈佈局迥異
毋庸置疑的是,全球各國對氫能的投入與重視正與日俱增。2020年,美國發表「氫能計畫發展計畫」,指定多項關鍵技術經濟指標,期望成為氫能產業鏈中的市場領導者。近年來,美國政府在氫能相關領域給予大量扶持。但受限於上游資源,目前美國仍以CCUS為關注重點,近期大量投資主要集中在藍氫領域。就長期而言,美國做為潛在的綠氫消費市場,必將透過技術研發和合作尋求更低成本的綠電和綠氫資源。
無論氣價漲跌,歐盟的碳價始終保持在高位,背後的支撐是歐盟堅定不移的碳中和策略。碳市場做為歐盟減碳政策體系的基石,透過碳價調整氣電與煤電的替代關係,以市場化方式達成減排目標。同樣的,中國也建立了碳市場,只不過尚處於起步階段,中歐碳價差距十倍有餘。
2020年,「歐盟氫能策略」發佈,將綠氫視為交通、運輸、化工、冶煉等產業低碳轉型的終極方案。一個和美國相似的情況是,歐洲的綠氫製備資源也很有限,有部分廠商已經開始利用風電製氫,但規模相對較小。短期內,歐洲市場對氫能的投入也聚焦在藍氫領域。
中東地區的情況和歐美截然不同,豐富的風電、光電等再生能源是其主要優勢之一,遼闊的沙漠有望使其成為未來綠氫的核心產地。但中東眼下的問題是,產業鏈尚未成型,尤其是綠電成本仍居高不下。做為擁有最佳綠電資源的中東地區,目前正與投資者和設備製造商合作,由傳統能源的供應方轉變為新能源的出口商。
另兩個亞洲國家的經驗也值得關注─日本和韓國。日韓在國家政策、專案規劃方面起步較早,尤其在氫產業鏈中下游顯著領先,包括儲氫、加氫站的建設與營運,以及燃料電池等環節,多年積累使得日韓兩國在技術和商業模式上都較為成熟。
身為韓國綠色加氫站的重要參與者,近年來Rockwell先後為韓國的40多個加氫站提供了控制系統。類似的合作案例在歐美也很常見,例如德國比勒費爾德市的公車正在使用Rockwell技術支援的綠色加氫站。Rockwell正在全球根據不同客戶需求,協助客戶實現能源轉型、安全營運,同時優化生產和營運效率。Rockwell提供的解決方案還有助於提高員工安全性、提高生產力和實現完整的加氫站管理,以支援各國向潔淨能源轉型。
氫能商業化進程
倘若只看加氫站的數量,中國已累計建成400餘座,加氫站數量居世界首位,但以示範站或公交保供站居多,真正實現商業化營運的僅佔少數,且多數投運的加氫站難以達到獲利水準。氫氣價格高昂是造成加氫站在營收、加氫負荷率較低的主要原因之一。
從上述各國實務經驗來看,氫能產業的發展需要跨界合作,涉及製、儲、輸、用等多個環節。因此,能源、化工、製造業等不同領域的企業逐漸加強合作,共同推動氫能產業化進程,多面相賦予氫能產業的整體升級。
點擊這裡閱讀第二部分文章