英国石油公司：蓝氢成本暴涨、绿氢供应激增
2023-06-13 16:59 来源：BP世界能源展望、21世纪经济报道 点击：551
6月6日，英国石油公司（以下简称“BP”）正式发布2023年中文版《BP世界能源展望》（以下简称“《展望》”）。《展望》将俄乌冲突和美国通过《通货膨胀削减法案》两大事件纳入考量，在此基础上对不同情境下的全球和中国能源转型进行了展望，BP集团首席经济学家戴思攀（Spencer Dale）在发布会上对全球及中国能源系统转型的趋势进行了解读和分析。报告提出，低碳氢在帮助能源系统脱碳方面发挥着重要作用。
01绿氢供应激增，来源于蓝氢成本激增
低碳氢以绿氢和蓝氢为主，低碳氢在帮助能源系统脱碳方面发挥着重要作用。
低碳氢主要是绿氢和蓝氢，绿氢通过使用可再生能源进行电解制取，蓝氢用天然气（或煤炭）制取，同时捕集和封存相关的碳排放。氢贸易通过地区性管道或全球航运进行，具体取决于氢的使用形式。
目前，在世界大部分地区，生产蓝氢的成本普遍低于绿氢。然而，最近的政策举措（如美国的《通货膨胀削减法案》）和俄乌军事冲突导致欧洲和亚洲天然气价格上涨，二者叠加，削弱了一些国家和地区的这种成本优势。随着技术和制造效率的提高带来的可再生能源和电解槽价格的降低，这种成本差异在展望期间会进一步削弱。
因此，到2030年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，绿氢将占低碳氢的60%左右，到2050年，这一比例将增加到65%左右。其余大部分氢由蓝氢提供，少量由生物能源结合碳捕集与封存技术（BECCS）制取。蓝氢是绿氢供应的重要补充，在某些地区提供了一种成本较低的替代品，也提供了一种稳定（不变的）低碳氢供应来源。
此外，蓝氢的增长还减少了可再生能源从直接消耗的脱碳电力中转移的程度。
氢贸易的性质可能因其最终用途而异。对于需要纯氢的活动和过程——例如工业中的高温加热过程或道路运输中的使用——氢气很可能通过管道从区域市场进口，这反映出纯氢运输成本高昂。相比之下，对于可以使用氢能衍生物的活动，如海运中的氨和甲醇或钢铁制造中的氢源热压铁（HBI），运输这些氢能衍生物的成本较低，因此可以从全球最具成本优势的地方进口。
比如，到2030年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，欧盟生产大约70%的自用低碳氢，到2050年这一比例将下降到60%左右。在欧盟进口的低碳氢中，大约一半是通过管道从北非和其他欧洲国家（挪威和英国）运输的纯氢；另一半以氢能衍生物的形式从全球市场通过海运进口。
02交通与运输仍是氢应用最有活力的场景
随着世界向更可持续的能源系统过渡，低碳氢的使用越来越多，有助于实现工业和运输业中难以减排的工艺过程和活动脱碳。低碳氢的使用在“快速转型情景”和“净零情景”里最为明显，通过在难以电气化的场景充当低碳能源载体，推动能源系统加快电气化。在“新动力情景”里，脱碳程度较低，意味着低碳氢的作用相对有限。
展望期前十年左右，低碳氢的增长相对缓慢，这反映出确立低碳氢项目的准备时间漫长，激励使用低碳氢替代成本更低的替代能源也需要政策大力支持。到2030年，对低碳氢的需求在“快速转型情景”和“净零情景”里为3000-5000万吨/年之间，其中大部分作为碳含量更低的替代能源，替代现有的天然气制氢和煤制氢实现减排，两者作为工业原料，用于提炼和生产氨和甲醇。
本世纪30年代和40年代，随着生产成本下降和碳排放政策收紧，低碳氢能在难以减排的工艺过程和活动中与现有燃料竞争，尤其是在工业和运输领域，增长速度会加快。2030年至2050年间，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢的需求将增长10倍，分别达到接近3亿吨/年和4.6吨/年（35-55艾焦）。
到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢在钢铁生产中的使用约占工业氢总需求的40%，它可以替代煤碳和天然气，既是还原剂，又是能源。氢的其余工业用途是在重工业的其他行业，如化学品和水泥生产，这些也需要高温加热处理。到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢在工业用终端能源总量中约占5-10%。
氢在运输中的使用主要集中在氢衍生燃料的生产中，氢衍生燃料用于海运（以氨、甲醇和合成柴油的形式）和航空（以合成喷气燃料的形式）中长途运输的脱碳。
到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，这些氢衍生燃料占最终航空能源需求的10-30%，占海运行业终端能源用量的30-55%。其余大部分直接用于重型公路运输。到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢和氢衍生燃料占运输行业最终总能耗的10-20%。
随着世界转向更低碳的替代能源，石油在交通运输中的作用下降，氢的作用有所上升。
中型、重型卡车和公共汽车也不再依赖柴油，在“净零情景”和“快速转型情景”里，柴油卡车在全球汽车总量中所占份额，将从2021年的90%左右下降到2035年的70%-75%，到2050年降到5%-20%。主要的转变就是转向电气化，但氢燃料卡车也会发挥着越来越大的作用，特别是在重型、长途使用的情况下。不同国家和地区对电气化和氢的选择各不相同，关键取决于影响电力和低碳氢相对价格的政策，也取决于监管政策及充电与加油基础设施的发展情况。
氢燃料（氨燃料、甲醇和合成柴油）提供海运所用油基产品的主要替代品。在“快速转型情景”和“净零情景”里，这些燃料的渗透集中在展望期的后半期，到2050年，它们将占海运所用能源总量的30%到55%。相比之下，在“新动力情景”里，到2050年，石油在海运能源需求中仍将占四分之三以上。
低碳氢以绿氢和蓝氢为主，氢贸易既涉及区域性管道，也涉及全球海运贸易。
03低碳氢使用增加是全球能源趋势之一
全球能源未来有四大趋势：油气作用下降、可再生能源快速扩张、电气化程度提高、低碳氢使用增多。
能源需求结构发生变化，化石能源的重要性逐步下降，可再生能源占比增加以及终端能源电气化程度提高。低碳转型需要一系列其他能源来源和技术，包括低碳氢、现代生物能源以及碳捕集、利用与封存。
随着世界向低碳能源转型，碳氢化合物的作用逐渐减弱。化石能源在一次能源中的占比从2019年的80%左右，下降到2050年的55%-20%。
再生能源渗入全球能源系统的速度，快于历史上任何燃料。由于能源系统持续电气化，可再生能源的重要性越来越高。电力在终端能源消费总量中的占比从2019年的约五分之一提升至2050年的三分之一到二分之一。
能源系统脱碳，特别是在“快速转型情景”和“净零情景”中，得益于低碳氢在难以电气化或者电气化成本高昂并难以减排的工艺流程中的使用。到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”中，一次能源在低碳氢制取中的占比将增加到13-21%。
04能源转型仍需更多政策支持
过去一年，俄罗斯能源供应的扰动以及由此导致的全球能源短缺，对能源系统产生长期的重大影响。在全球范围内来看，各国能源政策和讨论近年来一直侧重于能源脱碳化和净零场景转型的重要性，但全球市场的变化，提醒各国政府和机构，能源转型还要考虑到能源的安全性和可负担性。能源系统的安全性、可负担性和可持续性又被视为能源的“不可能三角”，凸显了能源系统的复杂性和互相关联性。
戴思攀表示，各国都希望加强能源安全、减少对进口能源（以化石能源为主）的依赖，增加国内能源生产（多数可能来自可再生能源和其他非化石能源），这表明冲突可能会加快能源转型的步伐。而近年来，碳排放量持续增加，极端天气事件日趋频繁，这比以往任何时候都更清楚地表明，向净零情景未来果断转型非常重要。
《展望》指出，目前全球碳预算正在消耗殆尽，尽管各国政府脱碳雄心显著增强，但近年来全球二氧化碳的排放量总体上仍在逐年增加（2020年除外）。拖延采取果断行动持续减少排放的时间越久，可能的社会经济成本就越高。
全球多国都进一步加强了对能源转型的支持，包括美国通过的《通货膨胀削减法案》。但脱碳化的巨大挑战意味着我们需要更多支持，包括促进加快许可和批准低碳能源和基础设施的建设。
《展望》指出，随着能源需求结构发生变化，化石能源的重要性正逐步下降，可再生能源占比增加以及终端能源电气化程度不断提高；而随着运营车辆效率的提升和道路车辆电气化的加速，石油在道路交通中的使用减少，石油需求将在展望期间下降，但即便如此，石油仍将在未来15-20年内继续在全球能源系统中扮演重要角色。
此外，《展望》还认为，天然气的前景取决于能源转型的速度，新兴经济体经济增长和工业化导致天然气需求增加，与发达国家向更低碳能源转型的影响相抵消。最近的能源短缺和能源价格上涨，凸显了能源转型有序进行的重要性，从而使得世界化石能源消费的下降，能够与全球化石能源供应的减少遥相呼应。但现有油气生产地产量的自然下降意味着，未来30年仍需对石油和天然气上游进行投资。
相较于2022年出版的能源展望，今年的《展望》对于全球GDP和能源需求的前景要相对暗淡，这反映了俄乌冲突对全球经济所带来的短期和长期影响。
《展望》认为，俄乌冲突导致食品和能源价格上涨，使全球经济增长进一步放缓，这种大宗商品价格冲击为经济造成的直接影响将在未来几年内持续。从长远来看这场冲突会在某种程度上使得全球一体化步伐变慢，贸易放缓，各国和各地区将更加注重国内的韧性发展，减少遭受国际冲击的风险。
BP基于“新动力”以及转型更加快速的“净零场景”和“快速转型”三个模式，对中国未来的能源转型进程进行了展望。BP表示，在所有情景中，到2050年，可再生能源都将是最大的能源来源，在“快速转型”和“净零”场景中可再生能源的占比高达60%。到2050年，煤炭在中国一次能源消费中的占比将跌至5%-20%，到2050年中国碳排放的降幅将超过50%以上，在快速转型和净零场景里，中国的碳排放将较2019年的水平分别下降92%和99%。
《展望》预计，在新增核电站投资的推动下，2050年，中国核能将增长四倍，从当前的约3艾焦增长到12艾焦-15艾焦；到2050年，中国捕集的二氧化碳量将超过1吉吨。
