澳大利亚全面采用绿色氢气

ARK ENERGY

几个月来，20支澳大利亚高中生团队一直在设计燃料电池汽车，以参加该国首届氢大奖赛（Hydrogen Grand Prix）。他们一直在研究可再生能源、氢能和电动汽车，为4月份的大日子做准备，任务：充分利用30瓦的燃料电池和14克氢气。

几个月后，在昆士兰州海岸约800公里处，Grand Prix公司联合赞助商Ark Energy的目标是应用相同的基本氢气和燃料电池组件 —— 尽管规模扩大了3500倍以上。到2023年第三季度，Ark预计世界上最大的五辆燃料电池卡车将在锌精炼厂和附近的汤斯维尔港口之间运送浓缩锌矿和成品锭。无碳钻井平台将使用炼油厂专用太阳能发电厂的电力，从水中释放50公斤氢气。

欢迎来到澳大利亚，那里的绿色氢能热潮正如火如荼。大型和玩具大小的汽车都是为了向澳大利亚人推销可再生能源生产的绿色氢氢气的变革潜力，使他们的化石燃料经济脱碳。虽然在2021年，澳大利亚一半以上的电力仍由燃煤发电厂提供，但变化正在发生。该国政府去年通过了其十多年来的第一部气候行动法。绿色氢是其清洁经济增长计划的核心。

日本和韩国等资源贫乏的亚洲邻国也在指望澳大利亚的绿色氢气，以帮助他们在未来几十年摆脱化石燃料。

将澳大利亚目前所有生产绿色氢的提案中的容量数字相加，总和超过了澳大利亚的发电能力。这是正在全球蔓延的绿色氢浪潮的一部分。

Phantom项目不仅仅是澳大利亚的问题。麦肯锡咨询公司（McKinsey&Company）2022年9月的一项研究显示，在全球宣布的价值2400亿美元的氢能项目中，只有10%的项目正在实际推进。然而，实际上还需要更多。根据巴黎国际能源署（International Energy Agency）的数据，在2030年建造每一台电解槽，所需的绿色氢仅为达到气候目标所需的六分之一。

在这种嘈杂的背景下，昆士兰州是最有可能在2023年提高澳大利亚绿色氢巨头信誉的两个项目的所在地。Ark Energy的项目是其母公司首尔金属精炼巨头Korea Zinc在澳大利亚开展的清洁能源突击行动的一部分。

另一个是Gladstone的一个项目 —— 建设世界上最大的电解槽制造厂之一，该项目承诺在全球供应链持续混乱的情况下提供当地的设备来源。

这座124兆瓦的太阳能发电厂毗邻Korea Zinc的汤斯维尔炼油厂，于2018年建成，削减了该厂用于运行电力密集型电解工艺的四分之一的重煤电网电力。即将推出的燃料电池卡车将减少其柴油消耗量。

Ark Energy首席执行官Daniel Kim表示，Korea Zinc公司于2021年成立，以帮助其在2030年之前将澳大利亚的业务转向80%的可再生能源，并在此过程中为2050年之前实现100%的可再生能源集团铺平道路。Kim表示，2050年的目标需要绿色氢气或由其制成的更可出口的燃料，因为Korea Zinc公司的大部分精炼都在韩国进行，那里的太阳能和风力发电厂空间有限。

Ark的第一步是通过收购一个923兆瓦的风电场，在澳大利亚获得更多的可再生能源，该风电场预计将于2024年投产。接下来，它为汤斯维尔卡车项目订购了设备，开始探索绿色氢的能力和挑战。“要成为一家低成本的绿色氢生产商，我们首先必须成为一个极端用户，使其在我们的业务中普及。重型卡车的柴油替代品是最好的潜在用途，”Kim说。

如今，28辆重型柴油动力卡车在汤斯维尔炼油厂运营。当船只带着锌精矿抵达港口，或绑在一起装载锌锭时，钻机会拖运三辆拖车，从港口到工厂绕圈30公里，不停地往返长达八天。Kim说，时间就是金钱。即使一辆电池驱动的卡车能够处理炼油厂14万吨的负荷，Kim说他的公司也等不及电池充电的时间。

2021年，Ark Energy入股了Hyzon Motors，这是为数不多的几家致力于开发由燃料电池驱动的超重型卡车的公司之一。总部位于纽约州罗彻斯特的Hyzon公司同意为其首批额外的重型燃料电池钻机配备澳大利亚所需的右舵驾驶和更宽的车厢，这是其他开发商在2025年或2026年之前无法提供的。“我们正在将澳大利亚超重型运输业的转型提前几年，”Kim说道。

为了给卡车提供燃料，Ark Energy向位于纽约州莱瑟姆的Plug Power订购了一台1兆瓦的电解槽。Kim预计电解槽设施将于2022年底左右开始建设，并承诺在2023年第三季度或更早的时间内，将有五辆燃料电池卡车循环到港口，然后返回氢气。

Kim表示，这些车辆的成本将是同等柴油运输车的“三倍多一点”，但整个项目应该在卡车预计的10年使用寿命内实现收支平衡甚至节省资金。政府赠款和贷款以及高柴油价格有助于提高氢气的竞争力。

Ark Energy预计在2030年左右开始出口可再生能源。该团队可能在2025年开始商业规模的出口。Gladstone新建的1.14亿澳元（合7200万美元）电解槽工厂是矿业巨头Andrew Forrest的第一个实体绿色氢项目，他是澳大利亚最大胆、最富有的绿色氢支持者。

Forrest，其经营总部位于珀斯的Fortescue Metals Group。现在Fortescue正致力于绿色氢气的发展。Forrest誓言，直至2030年，将每年投资62亿美元生产1500万吨绿色氢，比欧盟表示的减少俄罗斯能源和减少碳排放所需进口量多出50%。这样做将需要大约150GW的风力和太阳能发电量，超过法国的总装机容量。此举预计将每年消除300万吨碳，将Fortescue的排放量降至零，每年为其节省8.18亿美元。

Fortescue的绿色能源子公司Fortescue Future Industries的制造主管Cameron Smith表示，在该公司的可再生能源比化石燃料更便宜之前，实现这一目标意味着削减成本。Smith宣称：“我们的目标是让化石燃料变得不再如此重要。”

尽管全球供应过剩，Fortescue仍在建设自己的电解槽生产厂。BloombergNEF的市场分析师预计，今年电解槽的生产能力将超过需求的10至15倍。Smith表示，鉴于Fortescue公司迫切需要削减成本并迅速实现绿色氢气生产，这并不是主要担忧。他说：“我们不需要制造一切，但如果我们无法以我们所需的成本和质量获得我们所需设备，我们需要一个可靠的途径来实现这一点，以使我们的所有项目都可行。”

Gladstone工厂13000平方米的厂房已经就位，Smith预计在2023年第二季度安装一条生产线的机器人机器。他预计，该工厂将在今年结束时成为“千兆瓦规模”的电解槽工厂：一年内生产足够的电解槽，消耗1吉瓦的电力。他预计2024年初，第二条生产线的产能将翻番。

Fortescue预计，到2040年，绿色氢将有助于其自身业务实现净零碳排放。但其增长计划与Ark Energy的计划一样，预计将出口大部分绿色氢气，以清洁全球的重型车辆、工业和电网。不过，首先，他们必须使其可装运。

运送氢气价格昂贵。作为气体或液体，它具有相对较低的体积能量密度。因此，澳大利亚大多数潜在的绿色氢大型生产商都希望通过将绿色氢转化为氨来将其能源转移到海外，氨是氮肥的化学前体，目前已在全球范围内销售。氨主要由氢气生产，尽管今天通常使用天然气生产的氢气，而不是电解。

根据BloombergNEF的计算，澳大利亚由绿色氢气生产的出口氨可能已经超过欧洲天然气生产的氨，而且拟建项目正在成倍增加。Ark Energy最近成立了一个工业联合体，将利用3 GW的可再生能源生产“绿色氨”，出口到韩国，尽管第一批产品要到2030年后才能发货。

Fortescue有更大的长期计划，并且已经在寻找一种快速启动氨出口的方法。该公司正在考虑对布里斯班一家有54年历史的化肥厂进行改造，由于天然气价格飞涨，该厂计划于今年年初关闭。Fortescue和工厂的所有者正在考虑安装500兆瓦的电解槽，以便他们能在2025年左右用绿色氢重新启动工厂。

BloombergNEF东京办事处的氢分析师Martin Tengler表示，在所有这些宏伟计划中，还有待观察的是绿色氨出口能否真正满足人们的能源需求。他指出，氨本身燃烧不好，将出口的氨转化为氢气用于钢铁厂或燃料电池汽车需要大量能源。

一些绿色氨的计划实际上可能会延长化石燃料消耗，从而推迟气候行动。例如，一些日本和韩国的发电商已经宣布计划在燃煤发电厂燃烧绿色氨以减少排放。

9月，BloombergNEF估计，2030年，日本燃煤发电厂燃烧50%来自澳大利亚的绿色氨，每兆瓦时的发电成本将超过其预计的136美元，而日本的海上风力发电厂和太阳能发电厂则需要电池储存。Tengler说：“这不是使用氨最经济的方法，也不是日本和韩国脱碳最经济的方法。”

换言之，即使绿色氢成为现实，关于它应该用于什么以及在哪里，还有很多值得学习和研究的地方。