报告
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Verdantix绿色象限:工业资产管理技术实施服务2024
大卫·坎宁安
主要投资经理
当前的COVID-19危机使人们对能源部门及其如何应对未来需求产生了关注. 氢在全球能源模式转型中扮演着重要角色 能提供全球20%的二氧化碳吗2 到2050年需要减少排放量然而，这种作用在未来经济中的规模将取决于其经济可行性.
以前, 我的同事们一直在分享关于氢的潜力及其对全球能源转型的贡献的见解. 艾伦·莫蒂默 讨论了其清洁能源资质奥马尔·贝达尼塑造的挑战 扩大氢气生产规模亚当·弗鲁(Adam Frew)就如何做到这一点提出了观点 在交通运输领域采用更可持续的燃料组合.
现在，我想从经济角度来看待围绕氢的炒作.
氢的需求
氢已经是全球经济环境的重要组成部分, 主要用于除硫天然气，更重要的是用于生产化肥. 因此，养活世界上不断增长的人口将成为未来几年持续的氢需求的重要来源.
全球粮食生产目前依赖于蒸汽甲烷重整(SMR)生产氢气，然后与氮结合生产用于肥料的氨. 然而, SMR具有高碳强度，因此氢产量约占当今全球温室气体排放量的3%.
预计到2050年全球人口将增长20亿 将意味着 到2050年，对氨的需求可能会翻一番 但全球碳减排目标将意味着这一点 生产方法本身也必须去碳化.
绿色氢的成本
到2030年，氢解决方案的成本预计将下降50%, 但是，尝试和估计绿色氢的长期价格是一个复杂的过程。绿色氢是通过电解水产生的氢，没有排放，可以由可再生能源的电力提供动力. 目前绿色氢市场的特点是部署率低, 不到140兆瓦. 然而, 小规模项目显示出可行性的证据，可以缓解未来碳价格的变化，这些变化将影响与碳排放相关的总体项目成本.
如果我们假设电解槽容量可以扩大, 用绿色氢生产氨的成本至少是SMR氨的两倍. 与目前的绿色氢相比，燃烧天然气仍有竞争力. SMR制氢可以扩展到非常大的产能，并且具有非常有竞争力的投资成本, 但它受到处置或使用所收集的一氧化碳的挑战2. 显然是创新, 规模经济和学习率的成本差异将随着时间的推移而缩小.
如果我们再看一下可再生能源市场的一些基本面, prices continue to drop and power generation capacity is up; wind turbine manufacturing, 太阳能(多晶硅)和电池存储(手持设备)受益于已建立的供应链，这些供应链在快速降低可再生能源和电池存储系统的成本方面发挥了重要作用. 不幸的是，电解槽和燃料电池技术并没有从类似的发展中受益. 因此，相比之下，氢成本降低的速度可能会慢一些.
绿色氢的主要可寻址市场
氢气生产的最初重点将是氨的脱碳，以供应给化肥市场. 几乎没有证据表明有替代产品可以大规模地取代氢气作为肥料. 因此, 缺乏低成本的替代品, 用于食品生产的氨气价格应高于电力供应价格, 运输燃料或加热要求. 作为第一个市场采用者，绿色氢很可能最终会供应氨.
尽管如此, 在技术上难以脱碳的经济领域，清洁氢在能源应用中的作用更为积极. 工业加热过程约占全球温室气体排放量的五分之一. 消除这些排放对于实现2050年净零排放目标至关重要.
在工业供热领域，钢铁和水泥的生产需要最高的温度. 用煤为原料的鼓风炉生产钢铁的成本大约是使用可再生能源氢电厂生产钢铁的成本的一半. 如果我们考虑天然气与绿色氢的差距缩小到35%左右.
随着食品, 纸张和铝需要较低的温度, 这些分部门可以安装电弧炉来代替化石燃料系统. 电流通过烤箱顶部的巨大电极，形成电弧. 它们往往效率更高，使用电力作为动力源, 同时也避开了能源密集型的电解过程，在水的电解中明显的分离水用于制氢.
到目前为止, 很少有证据表明交易或运输液态氢接近商业可行性. 这种市场动态可能会持续几十年，因为氢气生产适合当地生产的地区，并带来成本效益.
电网是一个可寻址的市场吗? 由于可再生能源的成本在全球市场上削弱了传统发电, 不可避免的是，间歇性可再生能源水平的提高将提高平衡电网的成本. 在电网需要能源的需求时期, 氢可以用来确保所需的电量是正确的. 这将取决于它与水电等其他替代能源组合的竞争力, 热存储, 电动汽车, 电池存储和内部连接(电力和天然气网络之间的能量流动).
氢的市场机会将取决于它与可再生氢市场的竞争力. 在碳排放日益受限的全球市场中，最难脱碳且对价格变化不太敏感的行业将成为绿色制氢的关键可寻地市场. 最初, 这很可能有利于无碳氨的生产，以支持不断增长的人口的粮食生产，而不是能源部门.
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