替代燃料与无碳制氢的作用

日本三菱重工集团(MHI)网站专题报道说，可从氢气在未来十年绿钢产业中的作用，看到业界如何脱碳[1]。就无碳制氢技术而言，监管激励降低成本，随着能源转型专业技术的不断发展，展示了可再生能源的未来。此文最初发表于《Energy Monitor》网上。

MHI高级执行研究员福泉靖(Yasushi Fukuizumi)说，“最初观察能源业务部门，可再生能源最容易部署。政府提供激励措施，日本乐意采用太阳能。”然而，日本岛屿上到处是山，可放置太阳能电池板的平坦区域很少;政府不再提供补贴，部署速度就会显著放缓。

福泉认为，氢气在未来绿色能源中越来越重要。他说，“在我看来，氢气才是能源转型行业的下一个重大变革。我在2022年3月参加休斯顿CERAWeek小组讨论时，发现石油和天然气巨头们讨论这些理念时，都在认真考虑新能源。”

福泉说，他看到的趋势是，大型油气公司开始从现有的基础设施和资产转向无碳制氢。他是目前这类公司中正在为减少二氧化碳覆盖范围所做工作的热情观察者。首先是捕获二氧化碳，接着转向生产“蓝氢”;所得利润投资于新能源领域。他说，“罗马不是一天建成的。”

“其中肯定有某种经济意义。基于经济原理，碳中和的燃料，最具成本效益的能源是什么?不是从100%开始，很可能最初是几个百分点，然后逐渐增加。这是能源转型行业的主要特点。”

未来十年氢气的作用

然而，氢气很难远距离运输。福泉解释说，“除非已有设计好的管路，否则，无法远距离安全运输那么多的绿氢能源。所以，往往是就地生产、就地消耗。”这意味着，第一批充分利用氢能源的工业企业，制氢和消耗设施建在同一个现场。

“例如，液氨是可销往世界各地的工业原料。但无论是作为原料还是作为‘液化’能源，往往就地生产、就地消耗。已经建立拥有大型船舶运输公司的国际市场。我认为，使用这样的基础设施，就能扩大液氨出口，绿氨的份额越来越高。起初绿氨的百分比总是很小的。”

“但液氨本身是绿色商品，已确证其‘碳中和’容量高，意味着价格范围在改变。所以，希望就地用氢气为工业生产这种原料。这可能就是前进的方向。”

绿氢炼钢

福泉说，一个已在转型的能源密集型产业是炼钢。他解释说，“例如，在铁矿石产地澳大利亚，正常的业务是将铁矿石出口到另一个国家，比如日本或德国，用燃煤高炉炼钢。现在，这些进口商已经开始考虑多用电炉，首先用于回收的钢材，然后用于新的炼钢。”

“在铁矿石产地澳大利亚已经开始考虑利用当地生产的氢气。作为一个完整的供应链，在澳大利亚，炼钢的这部分是绿氢，从制造绿色颗粒开始，然后转入下一步。接下来电炉用可再生能源制钢，他们开始逐步改变工艺。他们考虑得也更加切合实际，开始部署电炉。”

业界考虑如何脱碳

为了实现全球快速脱碳目标，业界需要密切关注供应链中哪里可以减少二氧化碳排放量。MHI已经开始与客户就此展开讨论，福泉解释了MHI需要提前考虑的问题。

他透露说，“MHI现已收到日本和海外参会各行业的许多要求。”考虑到即将到来的监管议题，日本工业界非常渴望继续他们的业务：希望为《温室气体(GHG)议定书》领域(SCOPE)1和2的减排做好准备[2]。在与他们见面时，MHI从一开始就着重节约能源，减少二氧化碳覆盖范围的利益和利润。

“业界习惯投资于另外的节能设备，以寻求短期投资回报。必须在大约三年之内收回投资。但现在，对于二氧化碳排放而言，往往比这更久，甚至10年或15年。投资回报是长期的，但肯定有助于二氧化碳减排。”

“下一步开始考虑外部的碳中和能源，比如可再生能源。之后，不仅要考虑在日本的工厂，还要考虑地区性的生产。有很多供应链在南亚太平洋地区，许多日本实体公司在东南亚有子公司。因此，需要考虑削减整个‘领域’1和2，不仅在日本的工厂，还有在东南亚的工厂。考虑减少二氧化碳排放时，必须包括全球整个供应链。”

有时，客户可能希望在捐助项目中包括可选的“绿色项目”或二氧化碳减排。在一个特定的国家，通常都是有协议的，比如碳信用计划。福泉指出，所有这类战略都需要加以权衡。

监管激励降低成本

借助监管激励可能有助于降低绿色产品的成本，在美国，拜登政府已经向业界开放了一些措施。福泉说，日本正在考虑一种补贴制度，即对产业的财政支持，不限于资本成本，也包括运营成本。此外，澳大利亚政府也在讨论激励措施。

福泉说，“私营/国营部门更积极地将资金和财政援助投放到能源转型业务中。”他预测，“还有一些地区激励方案。不限于一个国家，而是国与国之间的双边协议。还可能会创建某些配套基金或类似的东西。”

“虽然目前这只是个猜测，但已开始看到苗头，例如，新加坡就相当积极主动。所以，他们想在东南亚建立信息中心，这就需要在他们的所在地建立碳中和的能源供应中心。到处可以看到国营部门表现出这样的积极行动。”

能源转型专家意见

三菱重工在与各个部门合作和协作方面处于有利地位。这种宝贵的经验可以帮助其客户在“脱碳之旅”挑战中顺利航行。

福泉解释说，“MHI收到很多合作过的客户的咨询。根据过去与他们的业务关系，我们既是能源设备供应商，也是机械设备供应商。所以，MHI在应对产业部门、大型工业二氧化碳排放方面有悠久的历史。”

“例如，钢铁业。MHI一直在为炼钢工艺提供机械和发电设备，这些客户是我们设备的大用户，所以他们自然开始向我们咨询如何减少他们的二氧化碳排放。石油化工行业也是如此。”

MHI高级执行研究员福泉靖(Yasushi Fukuizumi)

“现在，这种能源转型业务，可能并非来自电力供应商，而是能源用户方，因为他们想认真考虑减少SCOPE 1和2;而后他们想知道，如何能够做到这一点。MHI与业界的关系，可能是MHI能够快速与他们进行如此多互动的原因。”

“MHI内部也有能力提供各种解决方案，包括二氧化碳捕俘系统。我认为，这就是为什么与另外的重要竞争对手相比，在谈论二氧化碳减排或能源转型业务方面，MHI处于有利地位的原因。”

无碳制氢技术演进

无碳氢气技术领域，三菱重工在持续前进，正在日本兵库县的高砂机械厂建造一个大型测试和验证设施，称之为“高砂制氢园区”。现场用水电解制氢。然后，把氢气传输到储存设施，再作为燃料传输给毗邻的氢能源验证设施。

福泉说，“因此，使用方基本上已经准备好。而在供应链方面还没有准备好。MHI在美国犹他州的一个项目涉及绿色制氢设施，毗邻就是天然气联合循环发电厂。MHI承诺提供氢气，开始与天然气部分混合，作联合循环，到2045年最终实现100%绿氢发电。这是个进行中的项目，已得到美国能源部的贷款担保。”

“MHI还在南澳大利亚州投资了一个绿氢/绿氨项目，名为H2U。与当地合作伙伴合作，尝试如何才能以有竞争力的成本，快速为当地产业提供绿氢和绿氨。”

福泉解释说，通过承担这类项目，MHI能更好地了解市场，更准确地为提供服务设定标价和附加值。

展望可再生能源的未来

今冬，特别在欧洲，由于近期地缘政治紧张局势导致的天然气短缺，可能很快给那些依赖化石燃料生产能源国家的公民带来真正的困难。其中一个解决办法是能源组合更加多样化，另一个办法是加大可再生能源投资。即使有附加的费用，这条路线也能提供额外的能源安全。

展望未来，福泉认为，目前在风能和太阳能等传统可再生能源领域，有前景的投资机会不多，因为生产商的利润微薄。但金融行业仍在能源转型领域寻找投资的机会。随着某些国家正在更多地关注安全问题，企业的环境、社会和公司治理(ESG)方面可暂放次要地位。但福泉仍然相信，氢气作为清洁燃料、能源载体和储存介质，是门好生意。照此看来，投资几乎肯定会继续下去。

见解与思考

1. 能源产业总体上是垄断、半垄断性的产业。能源转型、产业脱碳，国家要拿出“真金白银”，早规划、早投入。其中，制氢在能源成功转型中的作用不可或缺。因为它与液氨相结合，既可替代传统能源资源(煤炭、石油和天然气)，又可弥补可再生能源的间歇性，对环境没有不利影响……

2. 能源转型要考虑整个产业链，要设计好监管激励机制，不留“遗憾”;转型过程是持续的，专业技术是不断发展的，要同步、协调发展，要算经济账。在这方面，日本和德国的经验、做法值得借鉴。2020年10月，日本宣布2050年实现碳中和目标，日本内阁会议审议通过了《第六次能源基本计划》[3]。在该计划中，氢能利用被视为实现碳中和的关键技术。

3. 我国能源产业链是完整的，但在无碳制氢产业领域还有许多待定的问题。工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中曾表示，发展氢能必须置于实现2030年二氧化碳达峰和2060年碳中和这两大目标下，发展方向必须是无碳绿氢[4]。

参考资料与注释

[1] MHI, Alternative fuels and the role of carbon-free hydrogen, 2023-01-10.

[2] Keith Deinert, To Reduce Scope 3 Emissions, Think Data First, Jabil, 2023.

[3]日本经济产业省《第六次能源基本计划》2021-10-22。

[4]《氢能产业或于2025年迎拐点 无碳制氢是大方向》，盖世汽车，2020-10-20。

[2]的附注：企业的温室气体排放，主要贡献者分为三个“领域”。其中每一项都涉及产品从加工和材料直到使用寿命结束的排放，包括最终用户的最终处置。三个“领域”分别是，领域1：公司自有设施和自有车辆的直接排放;领域2：为组织自用购买电力的间接排放;领域3：价值链中合作伙伴的间接排放。考虑领域3是困难的，因为它涉及到与价值链上的利益相关者间的合作。由于大多数组织尚未开始或刚刚开始测量这些排放，并且由于价值链较低组织的领域1和2排放有助于价值链较高组织的领域3排放，因此大多数制造商的减排重点是领域1和2。