印度政府近日批準撥款23億美元,用于支持綠氫的生產、使用和出口,目標是在這個十年結束前形成生產至少500萬噸綠氫的能力。
一個全球綠氫中心似乎將在南亞次大陸上冉冉升起。
氫氣也是一種能源,并且每克氫可以提供的能量遠高于電池。灰氫、藍氫、綠氫……在人類能源技術的調色盤中,綠氫則代表了一種最清潔的制氫過程。
使用天然氣等化石燃料制備的氫稱為“灰氫”,目前占據全球商業產量的95%以上。藍氫也使用化石燃料制備,但會用碳捕獲系統來減少排放。
綠氫則是通過使用清潔電力來電解水,將水分子中的氫原子與氧原子分離而制成。制備過程中幾乎不排放溫室氣體。
根據國際能源署的數據,2021年全球9400萬噸的氫氣產量中,綠氫占比僅為0.4‰。這也從側面反映出印度此次所定目標的雄心壯志。另一方面,此舉其實也是對該國能源供給結構性矛盾的應對。
漫長的危機
根據標普和摩根斯坦利的預計,到2030年印度很可能成為世界第三大經濟體、僅次于中國和美國的第三大電力生產國和第四大電力消費國。據推測,2030年印度電力裝機容量會達到830GW,相當于整個歐盟的總和。
然而其國內的真實電力供給情況卻難以匹配宏大的經濟愿景。
據BBC報道,去年熱浪灼人的夏天,首都德里附近一個主要制造中心深陷于嚴重的停電事故,有時每天甚至長達14小時。印度當地民意調查機構對322個地區超過2.1萬人調查,2/3的家庭也表示他們遭遇了突然停電,1/3的家庭報告遭遇停電每天約兩小時或更長時間。
另據路透社報道,該國的電力供應短缺一度達到18.8億度。
早在2012年,印度就發生過一次震驚世界的電力癱瘓。超過20個邦的6.7億人瞬時陷入一片漆黑之中。
電力短缺的陰云十年不散,一個主因就是印度能源結構的不堪一擊。
華爾街見聞注意到,印度生產電力中有3/4使用煤炭,盡管是世界第三大煤炭儲量國,同時也是世界第二大煤炭進口國,長期依賴于俄羅斯的原油和中東的天然氣。這對一個今年就可能成為世界上人口最多的國家來說,無疑意味著巨大的財政負擔和戰略上的脆弱性。
以去年盛夏為例,根據The Hindu的報告,印度全國135座燃煤火力發電廠中,有多達50多個熱電廠的煤炭庫存已消耗到10%以下,85家燃用國產煤的電廠存量不足25%。到了秋冬之交的季風季,更有108家電廠煤炭庫存處于極低水平,庫存只夠支撐4天之用。
嚴重掣肘經濟活力的能源短缺,其中俄烏沖突造成的進口量銳減、價格大漲自有外部的偶發性,但也迫使印度執政者嚴肅反思整體能源安全的戰略安排。
坐困愁城的印度幾乎每次都靠著財政兜底和將進口煤炭的高價轉嫁給終端消費者來度過難關,現在不得不思考何以獲得足夠能源來從根本上改善現狀。
希望
印度早先寄希望于提高可再生能源的生產和供給比例,比如計劃2030年建設500GW太陽能電力容量,接下來進入視野的就是氫能。
綠氫計劃不僅可以幫助加速工業脫碳,也有望幫助該國減少對進口化石燃料和原料的依賴。
事實上,綠氫早已被當地商業公司視作下一個機會。亞洲首富高塔姆·阿達尼旗下的港口煤炭集團阿達尼集團與法國道達爾計劃在未來十年投資500億美元,打造“世界上最大的綠氫生態系統”。
而競爭對手大亨穆克什·安巴尼的石油化工集團信實工業也表示,作為750億美元清潔能源改革的一部分,到2025年將從使用化石燃料生產的灰氫轉變為綠氫。
華爾街見聞了解到,印度國家層面的氫能任務其實是在2021年8月15日啟動的,當時就確立了促進每年至少500萬噸綠氫產能的發展,預估2030年將相關的可再生能源產能增加到大約125GW。
而印度政府最近財政撥付的23億美元是上述任務的一次具體落地,也被廣泛認為是跨出了最終幫助印度實現能源獨立的重要一步。
其中的大部分資金將用于補貼電解槽的研發。據悉,電解槽是一種從水中提取氫氣的機器。印度政府計劃建設60-100GW的電解槽容量。
“目前電解制氫的成本相對較高,大約在4美元/千克到7美元/千克之間,具體取決于各種技術選擇和相關的軟成本,這使得它很難于現有的灰氫競爭。”華爾街見聞在印度轉型國家機構(印度政府的最高公共政策智囊團)的一篇論文中看到。這解釋了為什么需要政府補貼的介入。
政府的激勵措施可以先使綠氫變得能夠負擔得起,這顯然是想要實現能源轉型雄心的先決條件。預計到2030年綠氫的成本會降至2美元/千克,到2050年降到0.7美元/千克。
除了對電解槽的研發支持,印度政府為了在終端推進使用,還會為化肥公司、煉油廠和城市燃氣分配網絡強制性分配消費指標。業內人士認為,綠氫在印度最可能的早期使用案例就包括煉油,因為 Reliance 等公司使用這種氣體將原油轉化為燃料產品。綠氫還可以變成氨,作為一種進口的肥料。
難點
不過,政府的慷慨雖然可以讓印度的綠氫成本降到全球1/4的水平,甚至可能成為世界上成本最低的綠氫生產國,但向綠氫的轉型實際上需要相當長的時間。
在生產環節,生產1公斤氫氣大約需要9公斤水,一個生產15萬噸氫氣的大型電解槽將消耗大約300萬噸水,因此缺水很可能阻撓印度登頂全球綠氫生產國之位。
因龐大的人口規模所致,印度原本的人均可用水量就非常低,人均可用水資源量年僅1729立方米。隨著經濟的高速發展和人口的快速增長,工農業用水需求量將會持續攀升,預計2050年總需水量將超過14000億立方米。
印度著名水資源保護者拉金德拉·辛格曾指出,印度政府沒有面對水資源不足的根本問題。近年越常深受干旱之苦的鄉村農民更加仰賴地下水,印度全國抽取的地下水水量已經超過美國和中國的總和。
氫能本身的商業化也需要時間。其實早在20世紀60年代,通用汽車公司就制造了第一輛氫動力汽車,而往前10年冷戰開始時,美國空軍部門在邁阿密北部還曾建造了世界上最大的液化氫工廠,作為開發氫燃料飛機計劃的一部分,但每次都遇到了復雜問題。
比如說在運輸方面,氫氣比柴油或汽油占用的空間更多,因此需要更大的儲存罐,影響了經濟性。雖然氫氣可以像天然氣一樣使用管道傳輸,但沒有現成的充氣站網絡。
這些都制約了印度快速從能源問題中脫困。
而在需求端,除了政府將會強制配額的煉油廠和化肥公司,氫在印度的需求市場需要漫長的培育。印度德里理工學院助理教授 Abhishek Malhotra就預計印度鋼鐵制造商至少需要十年時間才能準備好開始使用綠氫。
更重要的是,印度還面臨著巨大的競爭壓力。
當下,一場引領世界向綠氫轉變的競賽正在進行中,主要發達國家都出臺了氫能發展戰略,中國也將綠氫作為實現碳中和目標和應對氣候變化的重要選項。
相比之下,印度的氫動力發展僅僅處于萌芽階段,落后于中國和其他國家。比如電解槽生產,印度還在用財政補貼研發,中國已經開始主導生產。
彭博新能源財經(BNEF)發布的最新研究報告顯示,中國制造的堿性電解槽將在2025年-2030年間在全球市場暢銷。BNEF基于電解槽制造行業的20家公司,對中國與西方國家電解槽的制造成本與價格展開調查與研究。結果顯示,中國堿性電解槽的價格約為343美元/千瓦,而西方國家的價格是1200美元/千瓦。
印度要想與中國制造正面競爭目前來看還是虎口爭食。
而美國對氫的稅收抵免又遠遠超過新德里的補貼。經濟學人集團旗下的Economics Impact的一位智囊表示,過去的氫氣商業化工作由對能源獨立的希望驅動,或屬于對油價上漲的反應,當地緣政治緊張局勢消退時,這些激勵因素就很容易煙消云散,但這一次,世界各國政府對于減少二氧化碳排放紛紛作出了長期承諾,鑒于氣候變化帶來的生存威脅,這些承諾不太可能動搖。
“他們也在為這項技術投入真金白銀,去年有 15 個國家/地區的政府以及歐盟宣布了氫能計劃,通常包括對該行業提供補貼。”上述人士分析稱,印度的補貼力度并不算特別大。