澳大利亚：煤炭大国的氢能生意
2020年02月06日 11时 能源杂志
作为煤炭大国，澳大利亚具备强大的资源优势，但是近年来氢能的大火让其发现了新的商机。
根据BP《世界能源统计年鉴（2019）》，目前澳大利亚是世界第三大煤炭探明储量国，第五大世界煤炭生产国。
近年来，澳大利亚利用自身资源优势，积极开展氢能布局，在产学研和引进海外投资方面取得一定成绩，在此对澳大利亚氢能发展的现状进行梳理，并对未来澳大利亚氢能发展进行展望，以飨读者。
和天然气一样，氢可以用来给建筑物供暖和为汽车提供动力。但与天然气和汽油不同，燃烧氢气不会产生二氧化碳，其燃烧的副产品为水蒸气和热量。
氢是宇宙中最丰富的元素，但它作为气体在地球上不是可以自由获取的，而是与许多常见的物质结合在一起，包括水和化石燃料。
20世纪70年代初，氢首次被正式提出作为一种可靠的替代能源，但直到现在，作为一种能源它从未被证明具有一定规模的竞争力。近年来，日本决定将进口氢作为其经济发展的核心，未来几十年全球对氢的需求或将大幅增加。随着制氢成本的逐步下降，技术突破，发展非核、低排放燃料的势头正在形成。澳大利亚作为世界第3大煤炭探明储量国，第五大世界煤炭生产国，第七大天然气生产国，具备强大的资源优势，国内认为在未来氢能行业和市场的增长中，澳大利亚或将处于非常有利的地位。
澳大利亚氢气出口现状及优势分析
对于澳大利亚而言，最直接的经济机遇是将自己打造成日本和韩国等国家的氢能源首选供应商。一方面这些国家能源较为贫乏，需要从澳大利亚进行进口，澳大利亚本身就是日本和韩国的主要煤炭和液化天然气（LNG）贸易国，而且澳大利亚距离东亚消费国运距较近，运输成本低，澳大利亚具备“先天优势”；另一方面是这些国家制定了国家层面的氢能发展战略，急需利用氢气作为一种低成本的减排途径。
目前包括挪威、文莱和阿拉伯沙特在内的几个国家正在积极寻求全球氢气供应市场。然而，澳大利亚作为两种商业上可行的低排放制氢方法的氢供应国，拥有一些关键的天然优势。
可再生氢是通过一种被称为电解的过程将水分子分解成氢和氧，由太阳能、风能或水电提供动力。澳大利亚拥有丰富的土地面积和可再生能源资源，可用于工业规模的电解制氢。对于一个大规模的出口行业，将需要新的专用太阳能和风电。
碳捕获和储存氢（CCS氢）可以从澳大利亚丰富的煤炭和天然气储备中生产，特别是露天开采的褐煤。从化石燃料中提取氢的过程都产生了不需要的二氧化碳排放作为副产品，但其影响可以通过在地下储存地点捕获和隔离碳来减轻。
而氢气一旦被生产出来，就可以像液化天然气（LNG）一样以液态氢（LH2）的形式出口，或者以化学方式转化成另一种形式，如氨。
澳大利亚的优势在于，它拥有已投运的海上设施，适用于大规模CCS制氢工业所需的封存。一家由日本牵头的财团正在测试这种方法的可行性。该财团于2018年4月启动了一个耗资5亿美元的示范项目，在维多利亚的拉筹伯谷（Latrobe Valley）利用褐煤制取氢气。
全球氢供应商的国家正在通过竞标进入日本能源市场。按国内生产总值（GDP）计算，日本是全球第三大经济体。
目前，其94%的能源依赖进口，如煤炭、石油和天然气。日本国内无法获得替代这些能源所需的低排放资源，因此，日本向氢能源转型的全面数十年规划，既包括在国内使用氢燃料，也包括向国际合作伙伴提供氢燃料，使其成为氢燃料的生产者和潜在的氢技术客户。同样，韩国81%的能源依赖进口，并已表示将大力发展氢能源。
澳大利亚已经成为日本值得信赖的能源供应国，日本购买了澳大利亚近一半出口的液化天然气，2017年总价值为230亿澳元。现有的贸易关系和在液化天然气方面的国内专业知识，使其拥有良好的条件以追求氢燃料工业的串联出口。如果政策正确，到2030年，澳大利亚的氢气出口将贡献17亿澳元，并提供2800个工作岗位。
澳大利亚国内氢经济发展分析
在澳大利亚国内市场，有许多机会使用氢气作为天然气的替代品。随着时间的推移，氢能技术的进步将使这些机会变得越来越有吸引力。
提供氢气的首要考虑是安全及社区意识。与液化天然气一样，氢的使用也需要谨慎的监管。几十年来，氢气在工业上已经安全生产并大量使用，而且通常通过欧洲和美国的管道运输。在适当的监管环境下，随着社区逐渐习惯使用这项技术，人们对它的信心也会增强。
氢气可以以10%的体积安全地添加到天然气供应中，而无需改变管道、设备或法规。随着时间的推移，随着对现有天然气网络和设备的修改，氢气可以完全取代天然气用于家庭烹饪、取暖和热水。从长远来看，氢可以用于如目前二氧化碳排放量较高的钢铁、化肥和水泥生产等高温制造过程。
由电力和水生产氢气的电解装置提供了一个快速响应负载，非常适合后续间歇性可再生能源发电。作为电力负荷，电解装置可以进行快速地升降而不产生任何后果，从而为电网的频率控制服务做出贡献。一旦生产出来，储存的氢可以用于涡轮机或燃料电池来发电。这些能力将有助于国家电网的恢复能力。
在占澳大利亚总排放量18%的运输行业，氢燃料电池是替代电池为电动机提供动力的一种选择。日本政府设定的目标是，到2020年，氢燃料电池汽车的上路数量达到4万辆。澳大利亚已经在探索移动应用，包括氢动力汽车、垃圾车和叉车，预测未来国内对氢动力长途重型运输的需求，包括如公共汽车、卡车、火车和轮船。
澳大利亚制氢工业的好处可以被广泛分享。几乎每个州和地区都有强大的太阳能和风能潜力来驱动电解。塔斯马尼亚州有大量的水电基础设施。维多利亚、西澳大利亚、南澳大利亚、昆士兰、北领地和新南威尔士州都有可以用来生产CCS氢气的碳储存资源。南澳大利亚和澳大利亚首都直辖区还有正在准备中的氢气示范项目，由充足的可再生能源发电提供。
随着拉筹伯山谷5亿澳元的氢供应项目的启动，大多数主要的设施和基础设施将不得不建在主要城市之外。在南澳大利亚的林肯港和西澳大利亚的皮尔巴拉地区附近，还计划有更多电解试验项目，这两个项目都将用于生产用于化肥生产的氨。
氢也有可能成为澳大利亚偏远地区的一种能源，比如在矿区，现场生产的氢燃料电池已经取代柴油发电机。
澳大利亚氢能产业发展中政府所扮演的角色
澳大利亚工业界已表示有意投资，但也认识到各级政府在接触全球合作伙伴和在国内建立正确政策环境方面的重要作用。作为至关重要的第一步，国家氢战略的发展将详细确定政府所扮演的角色和采取的必要行动。
澳大利亚国家氢战略可以定义政府和行业在五个方面的角色：国际协议和法规，包括航运，将澳大利亚定位为世界领先的氢出口国；确保氢行业各方面安全的标准；允许在现有的国内天然气供应中添加氢气的法规；氢燃料汽车的加油基础设施和法规；在碳约束的全球经济中，氢具有重要的地位，澳大利亚可以通过加快对氢的吸收而获益。
作者：焦敬平 来源： 能源杂志
