孙霞:欧日试图联手抢占全球氢能发展先机

近年来,氢能发展越来越受到各国重视,尤其欧洲和日本,是最看重氢能的两大行为体。近期,欧盟和日本签署氢能合作备忘录,双方表示将在氢能业务、技术开发和安全规则等方面进行合作,以建立有弹性、可持续的氢能供应链。根据国际能源署资料,目前全球尚未确立与氢能合作相关的明确国际标准,欧盟和日本利用技术领先优势,率先建立氢能规则,试图抢占市场开发主导权和国际贸易规则话语权。这在促进氢能投资和需求、推动国际氢能合作的同时,也可能引发新一轮能源政治竞争和供应链混乱。


2024年2月1日,欧洲绿色氢气生产企业Lhyfe公司的绿氢工厂在德国下萨克森州港口城市布拉克正式开工建设,这是德北部地区首座商用绿氢工厂。

欧盟和日本氢能战略较为完善

一个经济体的氢能产业发展不仅受市场需求、有效利用等现状影响,还包括一国政府的氢能战略、政策规划以及资金支持力度和规模。当前,欧盟和日本都制定了完善而宏大的氢能战略,但市场方向较为模糊。日本早在2017年就制定了氢能基本战略,还提出两个关键的战略组成部分,一是“氢能产业战略”,目标是提高日本产业在氢能市场的竞争力;二是“氢能安全战略”,意在保障氢能的安全应用。日本政府计划提供20万亿日元的前期投资,以吸引公共和私营部门进行绿色转型相关投资,并在未来十年内实现150万亿日元或更多投资。日本国内氢、氨供应链和基础设施建设也正在推动氢能从技术开发阶段转向商业化阶段,试图建设一个完善的国内氢气市场和“氢基”社会。

2020年,欧盟委员会发布了《欧盟氢能战略》,并于2022年启动了欧洲氢能银行作为融资工具,以加速在欧建立完整的氢能价值链。欧盟与地中海国家的绿色氢能合作伙伴关系将促进其从非欧盟国家进口可再生氢,目标是到2030年进口1000万吨低碳氢。欧洲还计划到2040年修建起约4万公里的氢气输送管道,为欧洲大陆利用氢能解决气候问题提供基础设施支持。

在氢能开发和清洁利用新技术领域,欧盟和日本处于领先地位。例如,在甲烷化过程中,二氧化碳通过催化剂与绿色氢气反应生成合成甲烷,从而被捕获和回收。这一技术已经被欧盟和日本掌握并应用到氢能生产中,降低了氢能的碳排放量,所生产的氢能基本达到了欧盟低碳氢的标准。日本在2023年更新其氢能源战略时,概述了氢作为联合发电燃料、燃料电池、热电联产系统热源以及合成燃料和电子甲烷等回收碳产品原材料的潜在用途。

然而,全球氢能应用仍然主要集中在能源产业和炼化领域,只有不到0.1%的需求量产生于重工业、交通和电力生产领域。此外,氢能是资本高度密集型产业,氢能供应链的各个环节都需要大规模投资。在欧洲,氢能大规模开发和部署依赖已有天然气管道的改造和扩建等基础设施项目,然而,乌克兰危机后的天然气供应中断影响了管道设施建设和氢能项目的实施。同时,液化天然气基础设施建成后满足了欧洲部分天然气需求,管道气和管道改造、扩建反而不是那么急迫,这也在一定程度上影响欧洲氢能的开发和部署。在日本,当下的通货膨胀是氢能投资不足和成本上升的主要原因,尤其是用可再生电力生产的氢能。成本上升导致政府承诺的投资项目被搁置或延迟实施,投资风险升高。


氢能国际合作中的地缘政治因素

氢能作为清洁高效的可再生能源正在成为实现全球能源转型和气候目标的关键战略资源。鉴于各国在氢能生产、贸易、投资和创新等领域的合作需求,制定氢能供应链国际标准、构建良性的氢能产业竞争环境尤其重要。欧盟布局氢能国际合作战略背后有深刻的地缘政治考虑。乌克兰危机以来,欧盟多个成员国面临能源供应中断危机,不得不出台紧急计划应对能源短缺和电力价格上涨。能源资源丰富且靠近欧洲大陆的北非国家、海湾地区的阿拉伯国家和中亚国家等成为欧洲越来越重要的能源供应方。得益于欧洲能源市场的刺激,这些国家正在投资可再生能源项目,以期成为欧洲主要的清洁电力供应国。

欧盟在亚太地区选择日本作为氢能合作伙伴也主要出于地缘政治考虑,它把日本视为其在“印太”地区最为重要的战略盟友。6月3日,欧盟和日本发表联合声明称,将共同制定清洁氢气供需相关政策,并在推进新燃料开发技术方面开展合作。不过,面对绿色经济、气候变化和网络安全等全球性挑战,中国是欧盟不可或缺的合作伙伴,尤其在亚太地区,中国在经贸和基础设施领域的重要地位是该地区其他任何国家都难以比拟的。但是,在与中国接触与合作的过程中,欧盟希望在该地区有更多平衡中国的力量加入,而日本是最早提出“印太战略”的亚洲国家,欧盟可以依托与日本的氢能合作将自身影响力延伸到亚太地区的经贸、跨国基础设施和技术投资领域,与中国展开全方位竞争。

乌克兰危机一方面给欧洲制造了能源危机,另一方面也给其他国家提供了新的能源市场,尤其是天然气和氢能等较清洁能源。然而,在国际氢能贸易领域尚缺乏清洁氢能的统一标准和证书的相互认可,市场的互联互通也因此较难实现。当前,欧盟和日本政府部门和私营企业正在制定计划推动资本流入氢能领域,但由于缺乏统一而清晰的跨国政策、规则和机制,政府对低碳氢能需求侧的支持不足。没有强劲的需求,生产商无法获得足够的资金支持来保障大规模投资,氢能的生产和整个产业难以持续。


中欧合作前景广阔

尽管各国对于可再生能源制氢的称谓存在差异,如中国称为“绿氢”,而欧洲称为“低碳氢”,但可再生能源电力与电解水制氢的耦合是符合全球气候目标的唯一氢能发展方向。在这一共识基础上,中欧氢能合作前景广阔,机遇前所未有。

首先,中欧氢能合作可以为全球能源转型另辟蹊径。中国和欧洲目前都面临化石燃料不足的问题,短期内也不可能实现可再生能源和氢能的大规模替代和转型。在全球气候危机下,各国降低碳排放的任务较为迫切,中欧需要另辟蹊径,寻找一条更具可行性的减排路线。例如,未来在实现净零排放目标下,炼油、钢铁等能源密集型产业的减排任务艰巨,如果以氢能取代化石燃料供能,可以帮助这些产业加快实现低碳绿色转型。去年,钢铁制造产生了全球温室气体排放量的7%左右,德国钢铁产业排放的二氧化碳占其全国工业总排放量的四分之一以上。可以说,钢铁产业是碳排放大户,而该产业的绿色转型取决于低碳氢能否足够低价和规模化生产。低碳氢在炼油厂的扩大应用也可以为燃料替代的能源转型之路提供方案,即通过低碳氢在提炼环节的燃料“加持”来延长石油这一化石燃料在能源消费结构中的主导地位。国际能源署预计,到2030年,低碳氢在炼油厂的消费占比将达到15%。如果这一目标能够实现,将有助于推动炼油产业的低碳绿色转型。

其次,中欧氢能合作可以实现优势互补。欧洲在氢能开发应用技术领域占据优势,但可再生能源发电成本较高。中国氢能产量较高,但绿氢占比较低,在应用场景、液氢储存和远距离运输领域尚存在瓶颈。中欧各自都存在氢能开发应用的短板和长处,但都具有发展氢能的强烈愿望,双方可以通过合作投资实现优势互补。例如,中国可以引进更先进的欧盟电解技术扩大绿氢生产规模,以绿氢替代灰氢,为全球温室气体减排作出更大贡献。德国等欧盟国家则可以利用技术、市场和规则较为成熟的优势,在中国投资绿氢项目,用中国本土生产的低价可再生电力扩大绿氢生产规模。这不仅可以直接降低绿氢成本,生产规模的扩大也可以获取更高利润,应用场景扩大带来的稳定市场规模还有助于更好地规避市场风险。如果中欧联合进行第三方投资,则可以整合全球氢能资源,帮助“全球南方”国家实现从化石燃料到氢能的跨越式发展,尽早统一国际氢能标准,完善氢能产业链和贸易链,为实现全球能源转型提供更大保障。

最后,中欧氢能合作需避免一些可能出现的挑战。能源作为战略资源已被过度安全化、政治化,甚至武器化,能源供应安全极易受到外交关系、经济制裁和冲突战争等政治事件影响。随着氢能消费量和贸易量上升,其战略地位将很可能超过石油和天然气,形成“氢能政治”。中欧作为世界重要氢能开发经济体,如果各自制定的相关法规和证书差异性较大,可能会导致市场割裂和碎片化。各国抢占市场先机和话语权,将造成供应链风险上升。为了避免更大的无序和混乱,欧洲方面需强化氢能的环境气候和经济属性,淡化其政治属性,尽快构建可以与中国沟通的氢能合作平台、融资机构和金融支持。中国则需要提早规划氢能国际合作战略,以市场推动氢能发展,防止氢能过度政治化。中欧在氢能国际合作中可以采取更强有力的政策措施来加强协调谈判,在制造技术、需求创造和供应链建设等方面统一认识,合作制定新的氢能法规,共同促进低碳绿色氢能发展。