在船舶运营中,加注燃料是再平常不过的事情。然而,最近一艘马士基集装箱货轮在上海洋山港加注燃料时却吸引了全球航运界的目光,因为这次加注的不是常规燃料,而是“绿色甲醇”。这标志着我国首次大型绿色甲醇动力船舶同步加注,上海港也成为全球为数不多具备这项功能的大港之一。
“绿色甲醇”属于氢基能源的一种。随着氢燃料电池汽车逐步普及,人们对氢能源有了初步了解,但对氢基能源了解甚少。氢基能源是指以“氢”为主要载体转化形成的二次能源。通过可再生能源电解水获取绿氢,再以绿氢为重要原料通过系列化学反应生成其他绿色能源,如绿氨、绿色甲醇、绿色航煤、绿色甲烷等。与碳基能源如煤炭、石油等相比,氢基能源具有广泛的应用前景和环境友好的特点。随着全球绿色低碳转型加速推进,氢基能源市场有望迎来快速增长。
氢基能源的热度不断上升。中国船舶集团和法国达飞海运集团在2023年4月在北京签订合作协议,创下了中国造船业一次性签约集装箱船最大金额新纪录。其中12艘为甲醇双燃料动力大型集装箱船,可实现全航程近零排放。2023年11月,马士基与金风科技签署商业可行、年产50万吨的长期绿色甲醇采购协议,支持首批12艘大型甲醇双动力船舶实现低碳运营,这也是全球航运业首个大规模绿色甲醇采购协议。至2024年3月,新加坡港完成了全球首次船用氨燃料加注作业。
为何要将氢能转化为氢基能源再利用?主要是因为氢能储运面临困难。氢能是一种来源广泛、清洁低碳的二次能源,在国家能源体系和产业发展中具有重要战略地位,是实现绿色低碳发展的重要载体。然而,氢气密度较小、液化难度大、易燃易爆,储运安全要求高,限制了氢能远距离大规模低成本输送。
相比之下,绿氨、绿色甲醇、绿色航煤等氢基能源储运成本更低、安全性更高,且拥有成熟的下游市场和商业模式,可广泛应用于船用燃料、航空飞行、火电掺氨等领域,更有利于当前阶段氢能的大规模推广。例如,绿氨比液氢具有更高的体积能量密度,更易液化,具有特殊气味,可为泄漏提供预警。氨的工业化生产和应用已有百余年历史,技术体系和储运基础设施更加完备。因此,全球正在进入“氢2.0”时代,氢能产业向绿氨、绿色甲醇等“泛氢”能源方向发展。
从长远看,氢基能源具有巨大的绿色价值和经济价值。据水电水利规划设计总院数据显示,当前终端绿氨及绿色甲醇单位能量成本分别约为0.19元/兆焦、0.23元/兆焦,而汽油的单位能量成本约为0.26元/兆焦,说明醇(氨)作为燃料已具备一定竞争优势。未来,绿氢终端利用价格有望降至25元/千克以下,终端绿氨及绿色甲醇单位能量成本也将降至0.09元/兆焦、0.10元/兆焦。
目前,我国氢基能源发展仍面临一些挑战。一方面,缺乏国家层面的绿色氢基能源认证标准体系,不利于相关产业链健康发展和国际贸易合作,急需建立符合国情且与国际接轨的绿色氢基能源认证标准体系,促进全产业链绿色价值认证。另一方面,当前我国绿色氢基能源产品市场主要集中在海外,影响了产业链的稳定运行。在产能发展到一定规模时,需要加大对下游交通、化工、火电等应用端的政策支持,开启国内市场,提升产业链的主动性。
绿色氢基能源是清洁能源技术的前瞻性、战略性发展方向,是新型电力系统与新型资源系统之间有效的媒介,将在我国新型能源体系中扮演重要纽带作用。我们应通过先行先试、充分验证、稳步推广的方式,逐步建立符合我国国情的氢基能源生产与消费体系。