欧洲侧重澳大利亚的氢能投资
乌俄战争所引发的能源危机使欧洲开始思考降低对俄罗斯化石燃料的依赖、加快再生能源发展的脚步,亦更加重视氢能的发展,欧洲近年着手规划多项氢能计划,而考量澳大利亚的氢能发展成熟,第一步锁定从澳大利亚 引进氢气。 欧洲对澳大利亚的氢能项目投资大增一举,有机会加快澳大利亚的氢能发展。
澳大利亚氢能政策──氢气出口及运输革新为最主要战略目标
澳大利亚早于 2019 年投入研究氢气,2019 年 11 月澳大利亚发布《国家氢能战略》(Australia's National Hydrogen Strategy),期于 2030 年成为全球产氢大国,战略目标如下:
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成为亚洲前三大氢能出口国
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建立氢能相关良好安全查核纪录
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为澳大利亚创造就业机会并带来经济效益
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建构受国际认可的氢能认证机制
至于研发补助,澳大利亚规划氢能跃升基金(Advancing Hydrogen Fund),专用于氢能项目的融资,由洁净能源融资公司(CEFC)管理,挹注金额高达 3 亿澳元(折合人民币约 14.1 亿元) 而融资对象以国家氢能战略所列举的优先发展计划为主。 澳大利亚再生能源署(ARENA)亦于 2019 年推出七千万澳元(人民币约 3.3 亿元)之可再生氢补助(Renewable Hydrogen Deployment Funding Round),以规模 10 MW 以上使用电解槽技术之替代能源方案作为募资对象,由于最后由三个计划获选,扩编补助至一亿澳元,三个案场预计于 2023 年启用。
下图是各州陆续订定的战略目标:
各州在氢能推广上扮演着不同的角色,国家氢能战略推出之际,各州也陆续推出「州氢能战略」,可以看出澳大利亚各州根据其先天条件及发展程度有不同面向的战略目标,亦投入大笔资金支持研发,而战略目标主要围绕在氢气出口及运输革新。
澳大利亚的氢能全球供应链蓝图
尽管拥有丰厚的能源资产,澳大利亚地广人稀,实际的用电需求其实并不高。 澳大利亚 2020 年用电量约为 190 TWh,根据 IEA 统计,能源自主率高达 346%。 而再生能源即发即用的特性让澳大利亚开始寻求能源储存的可能性及出口的机会,这就是澳大利亚极力打造氢气全球供应链的契机之一。 而较近的亚洲市场如台湾、日本及韩国能源自主率皆低(台湾 11%、日本 11%、韩国 19% ),澳洲进而着眼成为亚洲氢能出口大国。
除此之外,大量天然气的优势也让澳大利亚早已建立完整的输气系统及港口设施,可以输出液化天然气到世界各地,这些天然气的基础建设皆能够替换适用于氢气运输。
2022 – 2030 年澳大利亚绿氢成本预估
澳大利亚目标将绿氢的制造成本降至每公斤 2 澳元(人民币约 9.4 元),现阶段澳大利亚绿氢成本落在每公斤 4 – 6 澳元(人民币约 19 – 28 元),取决于其用以电解的再生能源及电解槽的类别,而目前市面上较为主流的电解法是碱性电解法(Alkaline electrolysis)及质子交换膜电解法(Polymer electrolyte membrane electrolysis, PEM)。
绿氢的成本结构最大比例来自于绿电成本及电解成本,电力供应占绿色氢气生产成本的一半以上,而目前澳大利亚较便宜的再生能源为太阳能及陆域风电。 再生能源成本虽然逐年下降,但考量澳大利亚太阳能及陆域风电发展成熟,降幅不大,至 2030 年绿电成本约降低 19%。
除了再生能源的价格,能源转换率也是至关重要,现阶段产出一公斤的氢气约耗能 50.2 kWh,而毛细管电解槽(Capillary-fed electrolysis, CFE)利用新的电解技术有机会实现 95%、能源转换率 35 kWh/kg,其原理是将电解质储存于电解槽底部的专门储存槽,让阴阳两极不直接接触电解液,再利用阴阳两极中间多孔、亲水的电极间隔板自发毛细作用来使电解液流动,由于电极只有一侧会接触到电解质, 因此能够避免气泡阻碍电解。 毛细管电解技术预计于 2023 年进入试验阶段,2026 年有机会达到商用程度,届时将大幅提升能源转换率、降低耗能。 根据InfoLink的预估,若以 1 MW 的电解槽为例,考量效能提升及成本随规模下降,至 2030 年电解槽成本约降低 40%,总资本支出预计降低 32%,绿氢成本可望达每公斤约 2.4 – 2.8 澳元(人民币约 11.3 – 13.2 元),不过距离澳大利亚 2 澳元的战略目标仍有些差距。
2030 年后氢需求增长、海上风电有机会投入绿氢电力供应
氢气主要需求来源为精炼及化肥制造业,澳大利亚现阶段推广氢能应用至航空、钢铁及航运业,除了澳大利亚本土需求增长之外,亚洲国家如日本及韩国氢气应用的目标,包括氢燃料电池汽车及加氢站都会增加氢气需求, 而氢需求的上升将刺激绿氢的发展。
在绿电供应上,随着太阳能及陆上风电发展成熟,澳大利亚亦开始规划海上风电的蓝图,目标 2032 年达 2 GW、2035 年达 4 GW,并于 2040 年前达到 9 GW。 待电解槽技术革新,海上风电的余风有机会用以生产氢,Star of the South 风场即规划未来将部分电力投入氢气制造,风场预计于 2032 年完工,容量高达 2.2 GW, 有机会投入维多利亚洲吉普斯兰的洁净能源中心,为绿氢制造增添助力。