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氫能投資、市場發展和成本競爭力 Hydrogen Insights: A Perspective on Hydrogen Investment, Market Development and Cost Competitiveness
2020/02
Hydrogen Council
https://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2021/02/Hydrogen-Insights-2021-Report.pdf
一、前言
在全球監管機構、投資者與消費者對於減碳議題的支持下,氫氣正受到前所未有的關注。在2021年初,已有30多個國家發布了氫能發展藍圖,而產業界也宣布了200多個氫能項目與投資計劃,世界各國政府更承諾提供超過700億美元的公共資金。這樣的發展趨勢,已影響到整個氫能價值鏈之中,並且有助於氫氣生產、傳輸、銷售、零售和終端應用的成本下降。因此,本文摘錄氫能委員會(Hydrogen Council)與麥肯錫公司(McKinsey & Company)就氫能的投資、市場發展與成本競爭力所進行的研究報告。

二、氫能投資
在氫能的投資方面,目前有200多項氫能的項目,其中85%的全球項目來自歐洲、亞洲與澳洲,而美洲、中東與北非的項目,加速發展中。若所有投資項目都可取得成果,則預計2030年,氫能總投資支出將超過3,000億美元,相當於全球能源資金的1.4%。而在產業層面,氫能委員會的成員,計劃到2025年,將其氫能投資總額增加6倍,到2030年增加16倍,計劃將大部分投資用於資本支出 (Capital Expenditures, CapEx),然後用於併購 (Merger and Acquisition, M&A)與研發(Research and Development, R&D)。面臨全球減碳的趨勢,各國政府也投注許多資源在氫能上,目前已有75個國家擁有淨零碳排的目標、30多個國家制定氫能發展戰略。各國政府更承諾提供超過700億美元的資金支持氫能發展,例如:歐盟宣布到2030年要達到40GW的電解槽產能目標(目前還不到0.1GW);20多個國家已宣布在2035年之前禁止銷售內燃機 (Internal Combustion Engine, ICE) 汽車;加州與其他15個州的州級計劃制定了到2035年,轎車與卡車都要實現零排放並發展本地供應鏈。

三、氫氣生產
再生能源成本預計2030年會比一年前所估計的要再低15%,其中又以澳洲、智利、北非與中東等具豐富資源的地區降幅最大,因此可透過合併多種如風能與太陽能之再生能源來提高利用率,以達降低製氫成本的目的。
另一方面,氫能委員會預估2030年將可部署90GW的電解槽,以加速電解槽供應鏈商化速度及擴大規模,進而增加系統成本的降幅速度。預計2025年可達480-620美元/kW,2030年則230-380美元/kW(不含運輸、安裝、組裝及任何間接費用)。整體而言,2028年約可接近低碳製氫的平均成本,到2030年再生能源製氫成本可降至1.4-2.3美元/kg,2032-2034年間則與灰氫成本產生競爭力。

四、氫氣運輸
在氫氣的輸送方面,從長期來看,透過管道輸送網是最具成本效益的輸送方式。其成本約為輸電線路相關成本的八分之一,且資本支出也與天然氣類似,故可以部分利用現有的天然氣基礎設施。此研究估算氫氣透過管道從北非輸送到德國中部的成本約0.5美元/kg,這會低於在二國國內生產再生氫氣的成本。而在中短期內,最具競爭力的運輸方式為在再生能源現場或附近設置一個大規模製氫設施,再透過卡車將氫氣提供給附近的用戶作為燃料使用,例如:卡車與火車的加油站及較小的工業用戶,預計這個的輸送模式,每公斤氫氣成本約低於1美元。對於更遠距離的船舶運輸,需要將氫氣轉化,增加其能量密度後輸送。目前有三種值得關注的轉化載體,分別是液氫 (Liquid Hydrogen, LH2)、液態有機氫載體 (Liquid Organic Hydrogen Carriers, LOHC) 和氨 (ammonia, NH3),其成本最佳化取決於目標終端的應用模式。

五、結論
氫能目前已獲得良好的支持與發展,接下來的當務之急主要有二個方向,首先,要降低氫氣生產與輸送的成本,目前估計需要約65GW 的電解才能在理想條件下使用灰氫並將成本降低到收支平衡,這意味著資金缺口約為500億美元,接下來是支持地方開發大規模氫供應商聚落,推動設備價值鏈的規模化並降低氫氣生產成本,其中以下列的三種聚落可獲得關注,包括:
(一)燃料補給、物流與運輸的港口
(二)煉油、發電、化肥和鋼鐵廠的工業中心
(三)資源豐富國家的出口樞紐

成功的聚落可以讓整個價值鏈的參與者,達到成本最佳化、發掘多個收入來源並最大程度地共享資產。
王皓正
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