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2美元氢气:H2到澳大利亚的目标
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布伦特加德纳
区域研究经理

考虑到生产氢所需的能量、甲烷形式的大量传统燃料以及电解成本的不确定性,氢目前是一种昂贵的载体。那么,如何才能实现2澳元的宏伟目标呢?

最近我的同事凯特·马蒂斯讨论了澳大利亚氢供应链并强调了一些关键因素,使其成为亚太地区未来氢气增长的核心。在澳大利亚金融评论报的能源和气候峰会之后,安德鲁·斯图尔特也分享了他对安全的看法澳大利亚的能源需求和出口前景.和其他事情一样,成本决定了一切。对于发展中的氢市场来说,这当然是事实,更具体地说,它与澳大利亚液化天然气(LNG)合同价格的竞争是多么激烈。

氢气生产中是否存在“绿色”资金?

澳大利亚雄心勃勃的目标是在生产现场生产每公斤低于2澳元的绿色氢气。从能量含量来看,大约是每100万英国热量单位(MMBTU) 11美元(15澳元)。目前合同LNG价格为8- 9美元(11-12澳元)。向亚洲输送氢的供应链有许多活动部件。所有这些当然都会影响氢的成本。

让我们先来看看国内市场2美元绿色氢(来自电解)的目标。制造1千克氢气需要很多能量。为了达到2美元,物理定律要求电力成本低于50美元/兆瓦时。经济学当然需要资本支出回报率,因此电价需要低于30美元/兆瓦时(考虑到电解器效率)。

风吹了多少,太阳照了多少,它与能量储存的联系是最大化的关键制氢出口基础设施。NEM(澳大利亚国家能源市场)现货价格开始间歇性地跌破40美元/兆瓦时。去年堪培拉的一个风力发电场反向拍卖的价格为45美元/兆瓦时,固定期限为15年。在廉价的电力下每天运行几个小时的电解槽不会使氢气电解槽的资本成本得到回报;但它离我们2美元的目标更近了一步。

随着电解槽成本的下降和效率的提高,全球都在关注电解槽的成本。另一方面,绿色氢气需要大量的清洁水作为原料,事实上,生产1kg氢气只需要9kg水。如果使用海水反渗透(SWRO)来分离盐水,这将导致管理约9公斤盐水(浓盐溶液)的额外挑战。如果你计算澳大利亚在过去十年左右建造的最大的SWRO工厂的平均资本成本,那么经济案例的总体挑战就变得更加清晰了。

运输H2

以每公斤2美元的价格为国内市场生产氢气是一回事;将其转移到8000公里以外的终端市场则是另一回事。港口基础设施并不便宜,需要大量的长期投资。出口市场对经济来说是一个巨大的挑战,也是一个机遇。“你是在氨气团队还是液化团队?是一年前常见的开场白。MCH或“氢化甲苯”很快加入了讨论。如今,似乎许多人(不是所有人)都预测氨是转移氢的首选,人们认为它更便宜,也得到了证实。绿色氨技术也在迅速发展。

澳大利亚地图的图片

棕色氨由高碳排放的气体制成,价格约为每公吨200至250美元(270-340澳元)。加上碳捕获和储存,氨变成了“蓝色”。如今,氨的终端市场主要是化肥,尽管你也可以把它作为燃料燃烧。将目前的价格转换为百万英热单位,价格为9 - 12美元/百万英热单位(12-16澳元),高于LNG的长期合同价格。如果碳中性(绿色或蓝色)氨确实成为亚洲能源出口的氢驱动产品,考虑到溢价,我们会看到第一个向化肥贸易开放的市场吗?

我们看到人们对氨作为航运燃料的兴趣,并在适当的地方使用化学洗涤器来去除污染物,特别是限制氮氧化物(NOx)排放。目前有一场争论是关于现有的燃气涡轮发电机在使用氨、氢或两者都使用时所需要的微小变化。同样,洗涤器保持NOx下来。虽然涡轮的功率输出降低;目前亚洲的发电机是否有可能从液化天然气转向氨气?当液化天然气储存在接近大气压的-161℃时,氨将保持在-33℃以下的液体状态,储存和处理起来更容易、更便宜。将发电机的液化天然气存储设施和液化天然气运输船换成氨气可能是一个小变化。

以每百万英热单位为基准,对比一下目前棕色氨的较低成本为9美元(12澳元)和澳大利亚碳中性氢的目标为11美元(15澳元)。碳将需要以每MMBTU产品低于2美元(3澳元)或每吨二氧化碳低于16美元(22澳元)的价格从棕氨过程中捕获(或抵消),以实现澳大利亚碳中和的目标,即2美元氢气。CCUS成本估计差异很大,但16美元挑战了最低的估计。

还有很多事情要做,我们当然看到了商业氢项目的热潮。科技与创新都在推动经济发展。但问题依然存在;如果天然气价格高于液化天然气,且没有碳排放价格,那么市场会以什么样的价格转向氢气?

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