最新研究:管道和LOHC將主導(dǎo)氫氣分配網(wǎng)絡(luò)
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根據(jù)Rethink Energy的最新研究,未來的氫貿(mào)易將由管道和液態(tài)有機(jī)氫載體(LOHC)所主導(dǎo)。隨著氫燃料行業(yè)走出嬰兒期,專注于原始生產(chǎn)成本,將氫從供應(yīng)轉(zhuǎn)移到需求的創(chuàng)新方法將在決定客戶的最終價格方面發(fā)揮更大作用。
從資源豐富的國家進(jìn)口氫氣每公斤將增加0.5美元至1.86美元成本,具體取決于運輸距離和運輸方式。由于配送占到消費者最終氫氣成本的近三分之二,這些配送機(jī)制將主導(dǎo)整個氫氣市場的競爭。
Rethink Energy預(yù)測,到2050年,利用可再生能源為電解技術(shù)提供動力,每年將生產(chǎn)7.35億噸綠色氫氣。從航空到鋼鐵制造,利用氫來脫碳新產(chǎn)業(yè)將是經(jīng)濟(jì)從化石燃料向利用自己的風(fēng)能、太陽能和水力資源轉(zhuǎn)變的核心。
長期以來定義全球能源地圖的貿(mào)易路線將不得不重新繪制。能源——包括氫和電——將需要新的基礎(chǔ)設(shè)施,專注于低成本的存儲、分配和運輸。
在全球范圍內(nèi),到2030年,氫氣生產(chǎn)的平均成本將降至每公斤1.5美元。雖然全球生產(chǎn)成本將大幅趨同(目前為每公斤3至7美元),但像澳大利亞這樣擁有豐富風(fēng)能和太陽能資源的國家,其成本將降至每公斤1.2美元。相反,像德國這樣資源受限的國家很可能會看到生產(chǎn)成本保持在每公斤2.60美元以上,直到這個十年結(jié)束。
兩國之間每公斤1.40美元的差距,為德國等國進(jìn)口氫氣而不是在國內(nèi)生產(chǎn)氫氣開啟了巨大的博弈空間。

正如已經(jīng)投入使用的有限的氫氣工業(yè)所表明的,在5000公里的距離之內(nèi),管道很可能是最具成本效益的輸送方式。自20世紀(jì)30年代以來,正如美國2500公里長的氫氣管道所證明的那樣,短長度和低壓管道一直由商業(yè)生產(chǎn)商擁有,將現(xiàn)場氫氣生產(chǎn)與它們所服務(wù)的工業(yè)設(shè)施連接起來。
隨著氫能經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn),以及氫能樞紐和峽谷聚集了可再生能源的工業(yè)活動,這些壽命長、運營成本低的管道將繼續(xù)具有成本效益。通過壓縮以更高的密度和體積輸送氫氣,1000公里的管道輸送成本僅為每公斤0.54美元。
如果現(xiàn)有的天然氣管道能夠安全地用于未來的氫氣管網(wǎng),而不是從零開始建設(shè),那么這種氫管道的經(jīng)濟(jì)性將得到顯著提升。由于現(xiàn)代天然氣基礎(chǔ)設(shè)施需要對硬件(閥門、壓縮機(jī)等)進(jìn)行簡單的改造,這種方法可能會增加高達(dá)45%的資本需求。
但隨著距離越來越遠(yuǎn),管道的巨大資金成本和缺乏靈活性都在限制著它。一旦超過7000公里,船上運輸氫氣的能力就會變得更加劃算——在這一范圍內(nèi),每公斤氫氣的成本將增加約1.45美元。
氫氣作為氣體運輸效率非常低。儲罐約16萬立方米的船舶,只能攜帶約13噸氫氣;如果船只的往返時間超過一個月,效率就會非常低。
但是,如果氫可以以液體——在極低的溫度下,作為氨的組成部分(NH3),或作為其他液態(tài)有機(jī)氫載體(LOHC)——以同樣的儲存容量可攜帶多達(dá)19000噸。這些技術(shù)與以卡車為基礎(chǔ)的配送方式類似,也在運輸路線和配送數(shù)量方面提供了貿(mào)易的靈活性。
這些方法的成本將取決于氫在各自載體上“打包”和“拆包”的效率。
液氫在“拆包”過程中只需進(jìn)行很少的處理,在這方面有明顯的優(yōu)勢。然而,保持零下250攝氏度的溫度會是一個巨大的工程挑戰(zhàn);隨著距離的增加,液氫的損失(散溢)也會增加,從而降低競爭力。


