2024 氢能源需求与应用展望

氢气，常被誉为未来的燃料，作为一种清洁能源，其前景十分广阔。然而，要评估氢气是否具备被广泛采用的潜力，了解其细微差别和需求至关重要。GLG 格理集团的 Sam Stopps 采访了 GLG 专家成员 Kris Hyde 博士，以深入探讨氢能的需求和应用的复杂性。Hyde 博士是 ITM Power 的前技术开发经理，深耕氢能市场 20 余载，在该领域拥有丰富的经验。 

您能否介绍一下氢气的产量？比如绿氢、灰氢和蓝氢的产量如何？ 

目前，全球的氢气产量约为每年 9,500 万吨。其中，大约有 0.7% 是低碳氢气，而这里面绝大部分是蓝氢。蓝氢是通过传统方式从天然气中制取的。在这个过程中，天然气被分解成氢气和二氧化碳，但这些二氧化碳可以封存起来，埋在地下的某个地方。而绿氢的产量，在整个氢气市场中大约占了 0.16% 左右。 

绿氢当前的市场状况和预计增长情况如何？ 

这在很大程度上取决于您相信谁的数据。国际能源署 (IEA) 是一个颇具权威性的机构，他们每年都会发布关于氢能的现状和预期增长数据的报告。很多人都相信他们的观点。他们预计到 2030 年将有 3,800 万吨的氢能项目会宣布。现在，这相当于约 260 吉瓦的绿氢电解产能。 

我认为其中的一些数字显然偏离了现实。因为这些数字依据的是宣布的项目。而宣布项目和实际落地之间存在很大的差距。撇开所有其他因素不谈，即使在签订采购订单之后，如此大型的项目也需要大约两三年，甚至四五年的交付时间。我个人认为，对于到 2030 年实际投入运营的项目，更为现实的目标可能要低很多，我预计在 20 到 30 吉瓦之间，最多不超过 50 吉瓦。这一数字远远低于国际能源署的预测。 

您能否概述一下制氢所需的关键技术，以及是否有任何需要改进或投资的领域？ 

所需的关键技术已经以某种形式存在。我们有电解装置、压缩机、管道和燃料电池。到目前为止，绝大多数氢气市场也是现成的。正如我前面所说，工业用氢市场每年约为 9,500 万吨。因此，实际上并不需要新的技术，但确实有需要改进的技术。 

比如在电解装置中，同时存在交流/直流电源。制氢需要将来自电网的交流电转换为要输入电解装置的直流电。在大规模生产中，这些都需要定制，且十分昂贵。如果以电解装置系统的成本来估算，大约有三分之一的成本将用于电力转换，也就是变压器以及交流电到直流电的转换器的成本。所以，我认为有必要开始投资低成本、高质量的电源设备，以满足这些大型系统的需求。 

在推广方面，液化很重要。有很多项目，特别是大型运输项目，如渡轮和轮船运输，都需要液氢。美国对液氢卡车的需求也很大。目前，在大西洋两岸，液氢的产能极其有限。大西洋两岸每天分别只有大约 20 到 30 吨的产量，这对于需求来说可谓是杯水车薪。现有的产能已经用尽，无法服务大型项目。由于缺乏液氢，很多大型运输项目都停滞不前。当然，到目前为止，还没有人提出需求，所以也就没有人进行投资，但如果能打破这种先有鸡还是先有蛋的困境，先建造一些大型液化厂来生产所需的液氢，那就太好了。 

第三种将从进一步投资中受益的技术是固体氧化物电解装置。目前，几乎所有工业电解装置都是基于碱性或质子交换膜 (PEM) 技术的。如果大家不了解这些技术的差异，我可以进一步解释。这些都是成熟的现有技术。它们已经存在相当长的时间了。固体氧化物电解装置则是一种不同的技术。它需要更高的运行温度，因此它更加高效。 

氢气目前有哪些方面的应用，您如何看待它在今年和未来几年的发展？ 

目前，氢气的应用领域主要集中在现有的工业用氢市场。也就是每年 9,500 万吨。如果我们谈论的是绿氢，工业领域销售的电解装置比其他任何领域都要多得多。现在，在工业领域，氢气主要用于炼油。此外，通常还用于生产氨或用于其他化学用途。钢铁行业的用氢量正在逐渐增长：人们对在钢铁生产中使用氢气而不是焦炭作为还原剂非常感兴趣。显然，焦炭污染严重，而氢气可能是绿色的，它使炼钢低碳排放成为可能。全球已经启动了几个这方面的示范项目，并且未来几年这个领域将会继续增长。 

氢气的应用也触及到了运输市场。虽然规模尚小，但正在发展。去年，运输市场增长了约 40%。全球大约有 8,000 辆卡车、58,000 辆轿车和货车使用氢气作为燃料。值得一提的是，这些车辆绝大部分都在中国。中国正在大力发展氢能汽车。此外，我认为韩国也在积极推进。在西方，目前欧洲的氢能汽车年销售量相对较低，但氢能公交车和火车的应用正在崛起。 

这是喜忧参半的一年。有一些项目进行了试验，但最终被取消了。不过，也有一些新公司加入了进来，并将在未来几个月内进行试验。因此，总体而言，该领域仍在不断增长。在美国，汽车之前同样也是关注的焦点。回到 5 年或 10 年前，有大量的加氢站在开展运营。然而，目前这种情况已经放缓，卡车取而代之成为焦点所在。 

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关于 Kris Hyde 博士 

Kris Hyde 博士是英国氢能市场的权威人士，在该领域拥有 20 多年的丰富经验。他是     Hollingworth Design 公司的董事，也是欧洲海洋能源中心的顾问。他还经营着自己的咨询公司 HYDErogen，并担任董事。此前，他曾在 2004 年至 2018 年期间担任 ITM Power 的技术开发经理，致力于将 ITM 公司新开发的膜和电池先转化为燃料电池和电解装置的工作示范，然后将这些产品推向市场。 

本文取自 2024 年 1 月 31 日举行的 GLG 格理集团电话会议“2024 氢能源需求与应用展望”的相关内容。如果您想要访问此活动的详情，或者想要与 Kris Hyde 博士等专家或我们的行业专家交流，敬请在下方与我们联系。