氫能專(zhuān)題之四：儲(chǔ)運(yùn)加端及氫國(guó)際貿(mào)易之路-2024-03-新能源

證券研究報(bào)告投資評(píng)級(jí)優(yōu)于大市投資評(píng)級(jí)優(yōu)于大市市場(chǎng)表現(xiàn)煤炭海通綜指2023/22023/5202相關(guān)研究《煤礦安全生產(chǎn)條例解讀》2024.02.05《利好政策頻出，板塊基本面平穩(wěn)》氫能專(zhuān)題之四：儲(chǔ)運(yùn)加端及氫國(guó)際貿(mào)易之路.氫的儲(chǔ)存：儲(chǔ)氫方式要考慮存儲(chǔ)氫的容量、存儲(chǔ)的時(shí)間、所需的釋放速度以及區(qū)域地理?xiàng)l件。1）儲(chǔ)罐儲(chǔ)氫：氫通常以氣體或液體的形式儲(chǔ)存在罐中，用于小規(guī)模移動(dòng)和固定應(yīng)用。儲(chǔ)罐儲(chǔ)氫適用于短期小容量?jī)?chǔ)氫和能源和燃料匱乏的地區(qū)，儲(chǔ)氫效率高達(dá)99%。2）地下儲(chǔ)氫：要滿足數(shù)周或數(shù)月（TW·h級(jí)）規(guī)模的能源儲(chǔ)存供應(yīng)，則需要地下儲(chǔ)氫以滿足最長(zhǎng)至幾個(gè)月的儲(chǔ)能需求，需要時(shí)可采出直接使用，也可以轉(zhuǎn)換為電能利用，目前主要的地下儲(chǔ)氫方式有鹽穴、枯竭油氣藏、含水層和襯砌硬巖洞，其中美國(guó)和歐洲的鹽穴儲(chǔ)氫項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)中。.氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸：主要包括氫、氨、液化有機(jī)氫載體（LOHC）三種形式。對(duì)比輸氫成本來(lái)看，管道運(yùn)輸距離達(dá)到2500公里時(shí)，運(yùn)輸氣體氫和轉(zhuǎn)換為氨運(yùn)輸?shù)某杀窘咏?，?美元/kg；1500公里時(shí)成本分別為1美元/kg和1.5美元/kg。1.2美元/kg、2美元/kg，且運(yùn)輸成本增幅隨著運(yùn)輸距離增加不明顯。天然氣摻氫有利于促進(jìn)綠氫的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，且能夠減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本，全球天然氣摻氫3%將對(duì)應(yīng)1200噸氫，對(duì)應(yīng)電解槽裝機(jī)量約100GW，僅會(huì)微增0.3-0.4美元/kg的運(yùn)輸成本。但目前面臨同量氣體輸送能量降低、易燃、可能降低化工產(chǎn)品品質(zhì)、受限于設(shè)備摻氫上限等問(wèn)題。.氫的短距離配送：通常通過(guò)卡車(chē)或管道輸送到最終用戶。1）卡車(chē)配送：目前運(yùn)輸距離小于300公里的氫氣配送主要依靠長(zhǎng)管托車(chē)，在需求穩(wěn)定以及可以抵消液化成本的地區(qū)，通常使用液氫罐車(chē)。2）管道配送：短距離運(yùn)氫可以對(duì)現(xiàn)有天然氣管道加以改造利用，低壓氣體輸送管道由聚乙烯或纖維增強(qiáng)聚合物制成。.儲(chǔ)運(yùn)氫總成本對(duì)比：1）當(dāng)運(yùn)輸距離小于1500公里，管道輸氫的成本最低；2）當(dāng)運(yùn)輸距離在1500~3500公里，通過(guò)船舶運(yùn)氨或LOHC輸氫的成本最低；3）當(dāng)運(yùn)輸距離大于3500公里，管道輸氨成本最低。.氫的國(guó)際貿(mào)易：拉美、澳大利亞等可再生能源豐富的地區(qū)計(jì)劃出口氫，日本、歐洲等部分地區(qū)有望實(shí)現(xiàn)氫進(jìn)口貿(mào)易，目前路線包括澳-日本、北非-歐洲。1）計(jì)劃進(jìn)出口項(xiàng)目：至2030年全球計(jì)劃出口氫1200萬(wàn)噸中最多的為拉丁美洲（300萬(wàn)噸）、澳大利亞（270萬(wàn)噸目前進(jìn)口氫計(jì)劃項(xiàng)目規(guī)模僅600萬(wàn)噸，年日本從澳進(jìn)口綠氫成本5.5美元/kg，低于直接在本國(guó)生產(chǎn)的6.5美元/kg，但仍高于直接進(jìn)口天然氣的成本價(jià)格。北非-歐洲：預(yù)計(jì)到2030年從北非進(jìn)口到歐盟的藍(lán)氫和綠氫成本將分別為4.5美元/kg和6美元/kg，將現(xiàn)有的天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施改造用于輸氫，將有利于降低傳輸和配送成本。.氫的加注：目前國(guó)內(nèi)加氫站數(shù)量增長(zhǎng)較快，但車(chē)站比相對(duì)較低未來(lái)研發(fā)重點(diǎn)在提高充氫速率。截至2022年6月全球加氫站數(shù)量達(dá)975座，2020年至2022年6月，加氫站數(shù)量增加最多的國(guó)家是中國(guó)和韓國(guó)，分別新增185/118座。全球平均車(chē)站比為60輛/座，其中美國(guó)車(chē)站比最高、達(dá)200輛/座，中國(guó)車(chē)站比僅約30輛/座。目前國(guó)外大多數(shù)加氫站運(yùn)行壓力為700bar，主要為乘用車(chē)加氫。目前加氫技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)在于提高充氫速率。AirLiquide公司目前充氫速率為3.6公斤/分鐘，有望在未來(lái)兩年提升2-3倍；美國(guó)能源部合作項(xiàng)目的目前測(cè)試充氫速率已達(dá)14公斤/分鐘。.風(fēng)險(xiǎn)提示。下游需求不及預(yù)期，政策推動(dòng)不及預(yù)期。2行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)2 1.氫的儲(chǔ)存 51.1儲(chǔ)罐儲(chǔ)氫 51.2地下儲(chǔ)氫 52.氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸 72.1氫傳輸?shù)闹饕问郊皩?duì)比 72.2管道運(yùn)氫 82.3船舶運(yùn)氫 92.4輸氫成本對(duì)比 2.5利用現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)輸和配送氫 3.氫的短距離配送 3.1卡車(chē)運(yùn)輸 3.2管道運(yùn)輸 3.3氫配送成本對(duì)比 4.儲(chǔ)運(yùn)氫的總成本對(duì)比 5.氫的國(guó)際貿(mào)易 5.1計(jì)劃貿(mào)易項(xiàng)目 5.2貿(mào)易路線 5.2.1澳大利亞-日本 5.2.2北非-歐洲 5.2.3其他貿(mào)易路線 6.氫的加注 206.1加氫站 206.2加氫技術(shù) 217.風(fēng)險(xiǎn)提示 213行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)3 圖1不同儲(chǔ)能技術(shù)放電功率與時(shí)間比較示意圖 6圖2不同地下地質(zhì)構(gòu)造平準(zhǔn)化儲(chǔ)氫成本 6圖32030年氫運(yùn)輸效率估計(jì) 8圖4管道、船舶儲(chǔ)輸氫成本、氫氣液化及轉(zhuǎn)化成本 圖5現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)各環(huán)節(jié)摻氫上限 圖6目前各國(guó)天然氣網(wǎng)摻氫比例上限要求 圖7全球運(yùn)營(yíng)中和計(jì)劃的LNG終端設(shè)備情況 圖8卡車(chē)和管道的運(yùn)氫成本對(duì)比 圖9預(yù)計(jì)2030年管道和船舶輸氫在不同距離上的成本對(duì)比 圖102030年計(jì)劃出口氫國(guó)家和地區(qū)（百萬(wàn)噸氫） 圖112030年計(jì)劃全球氫貿(mào)易流 圖12日本國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和從澳大利亞進(jìn)口氫的成本對(duì)比 圖132030年從北非進(jìn)口氫到歐洲某加氫站的成本預(yù)計(jì) 圖142030年部分貿(mào)易路線國(guó)內(nèi)產(chǎn)氫和進(jìn)口氫成本對(duì)比 圖152017-2022.6主要國(guó)家加氫站數(shù)量和車(chē)站比 20圖16加氫站資本成本與加氫能力的函數(shù)曲線 214行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)4表目錄表1主要地下儲(chǔ)氫方式及特點(diǎn) 5表2目前全球主要地下儲(chǔ)氫示范項(xiàng)目 6表3不同氫能載體特點(diǎn)對(duì)比 7表4輸氫管道資本成本 9表5計(jì)劃天然氣管道摻氫項(xiàng)目 表6計(jì)劃天然氣管道摻氫項(xiàng)目 5行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)5氫能對(duì)于構(gòu)建清潔靈活的能源系統(tǒng)有重要意義，儲(chǔ)氫方式的選擇要考慮存儲(chǔ)氫的容量、存儲(chǔ)的時(shí)間、所需的釋放速度以及區(qū)域地理?xiàng)l件。目前，氫氣通常以壓縮氣體或液體的形式儲(chǔ)運(yùn)。85%的氫氣地產(chǎn)地銷(xiāo)，15%是通過(guò)卡車(chē)或管道運(yùn)輸。長(zhǎng)途運(yùn)輸使氫能從低成本生產(chǎn)區(qū)域出口至高成本生產(chǎn)區(qū)域成為可能。對(duì)于依賴(lài)能源進(jìn)口的國(guó)家，氫對(duì)于改善能源來(lái)源的多樣性，保障能源安全起到重要作用。氫通常以氣體或液體的形式儲(chǔ)存在罐中，用于小規(guī)模移動(dòng)和固定應(yīng)用。儲(chǔ)罐儲(chǔ)氫適用于短期小容量?jī)?chǔ)氫和能源和燃料匱乏的地區(qū)，儲(chǔ)氫效率高達(dá)99%。氫的能量密度較低，儲(chǔ)存同等能量的氫，需要石油的七倍容量。目前，儲(chǔ)氫瓶相關(guān)研究重點(diǎn)在于改進(jìn)儲(chǔ)罐的材質(zhì)，縮小儲(chǔ)氫瓶尺寸，研究能夠承受800bar壓力的地下儲(chǔ)氫瓶，從而使氫氣得到更大的壓縮。在固態(tài)材料（如金屬和化學(xué)氫化物）中儲(chǔ)存氫氣，使更高密度的氫氣在大氣壓力下被儲(chǔ)存。管道或儲(chǔ)罐等地面儲(chǔ)氫方式的儲(chǔ)存和排放能力有限，只有數(shù)天時(shí)間（MW〃h級(jí)）。要滿足數(shù)周或數(shù)月（TW〃h級(jí)）規(guī)模的能源儲(chǔ)存供應(yīng)，則需要地下儲(chǔ)氫以滿足最長(zhǎng)至幾個(gè)月的儲(chǔ)能需求，需要時(shí)可采出直接使用，也可以轉(zhuǎn)換為電能利用。地下儲(chǔ)氫通過(guò)利用地下地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行大規(guī)模氫能存儲(chǔ)，即用能源電解水制氫，將氫氣地下地質(zhì)構(gòu)造中，適用于大規(guī)模長(zhǎng)期儲(chǔ)氫或季節(jié)性儲(chǔ)氫，優(yōu)勢(shì)包括儲(chǔ)能容量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)、儲(chǔ)能成本低、儲(chǔ)存更為安全等。地下儲(chǔ)氫可以通過(guò)平衡使用電解槽滿足季節(jié)性氫氣需求，并且能夠在如貿(mào)易沖突、突發(fā)停電、自然災(zāi)害等情況下保障能源安全，并緩解價(jià)格波動(dòng)影響。目前主要的地下儲(chǔ)氫方式有鹽穴、枯竭油氣藏、含水層和襯砌硬巖洞。其中，鹽穴儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展迅速，枯竭的氣田和含水層技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢，需要進(jìn)一步研究?？萁哂蜌獠貎?chǔ)氫含水層儲(chǔ)氫襯砌硬巖洞儲(chǔ)氫投資中低低高低中中中中大大小多少少多低中中高6行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)6運(yùn)營(yíng)商/開(kāi)發(fā)商儲(chǔ)能量（GWh）概念（示范）德國(guó)德國(guó)荷蘭---概念概念概念HydrogenCity-South概念再利用）Windsorsaltcavern加拿大-American-概念HyGéoTeréga,Hydrog概念（示范）德國(guó)德國(guó)（示范）德國(guó)-德國(guó)-Astora概念荷蘭枯竭油氣藏-概念（示范）---概念德國(guó)-Astora概念A(yù)quamarine---概念含水層-概念襯砌硬巖洞概念7行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)7由于氫的能量密度較低，氫的長(zhǎng)距離傳輸較為困難，解決方式包括壓縮、液化或并入較大的分子中進(jìn)行傳輸。成本最優(yōu)的長(zhǎng)距離傳輸方案將根據(jù)地理位臵、傳輸距離、輸氫規(guī)模和所需的最終用途而有所不同。將氫氣混合到現(xiàn)有的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)中，將促進(jìn)氫氣供應(yīng)技術(shù)發(fā)展，同時(shí)避免開(kāi)發(fā)新型輸氫管道的投資成本和風(fēng)險(xiǎn)。目前，各國(guó)正逐步開(kāi)展天然氣管道改造項(xiàng)目。氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸主要包括液氫、液氨、液化有機(jī)氫載體三種形式。液氫儲(chǔ)運(yùn)：氫的液化是利用低溫深冷技術(shù)，將壓縮后的氫氣降溫至-253℃,使其成為液態(tài)產(chǎn)品，并存儲(chǔ)于特制的絕熱容器中。目前，氫氣液化和儲(chǔ)存技術(shù)相對(duì)成熟，主要用于空間應(yīng)用和石油化工，全球液化氫裝機(jī)容量約500噸/天。化學(xué)儲(chǔ)氫（液氨）：液氨儲(chǔ)氫技術(shù)是指將氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成液氨，作為氫能的載體進(jìn)行利用。液氨在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下-33℃就能夠?qū)崿F(xiàn)液化，比液氫的儲(chǔ)存溫度高很多，并且液氨儲(chǔ)氫中體積儲(chǔ)氫密度是液氫的1.7倍，其轉(zhuǎn)換和保存所需要的能量相對(duì)液氫更少。將氫氣轉(zhuǎn)換為氨氣會(huì)產(chǎn)生7%-18%的能量損耗，而氨運(yùn)輸成本比氫氣低得多。不過(guò)氫-氨－氫的轉(zhuǎn)換過(guò)程，將導(dǎo)致大量的能耗，故氨作為氫的儲(chǔ)能介質(zhì)，最好的利用方式就是直接使用氨，而無(wú)需再轉(zhuǎn)換成氫，比如氨動(dòng)力船舶或者直接作為化工品等。氨已經(jīng)擁有完善的國(guó)際傳輸和配送網(wǎng)絡(luò)，但其易燃、劇毒和易空氣污染等特性可能會(huì)限制它在某些終端的使用。液態(tài)有機(jī)氫載體（LOHC是指將氫氣“裝入”一個(gè)載體分子進(jìn)行運(yùn)輸，然后在目的地再次提取純氫氣，具有與原油和石油產(chǎn)品類(lèi)似的特性，其主要優(yōu)勢(shì)是可以作為液體運(yùn)輸而不需要冷卻。轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換過(guò)程需要的能量相當(dāng)于氫氣本身的35%~40%。此外，LOHC中的載體分子通常在工藝結(jié)束后不會(huì)被用完，因此會(huì)將其運(yùn)回原地重復(fù)利用。目前重點(diǎn)關(guān)注的幾種不同的LOHC載體都各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中甲基環(huán)己烷（MCH）成本相對(duì)較低，目前甲基環(huán)己烷用于商業(yè)產(chǎn)品的年產(chǎn)量約2200萬(wàn)噸，作為L(zhǎng)OHC載體可以輸送約140萬(wàn)噸氫，成本約400-900美元/噸。然而甲基環(huán)己烷具有毒性，可以替代的LOHC為二芐基甲苯，由于其無(wú)毒長(zhǎng)期來(lái)看可能為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；目煽窟x擇。甲醇和甲酸也可以為L(zhǎng)OHC的替代選擇，但會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放。運(yùn)輸高高高高中高性中高中中供應(yīng)鏈整合技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)大規(guī)模的需求8行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)8液氫和LOHC運(yùn)輸氫的轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換效率較低，液氨的轉(zhuǎn)換技術(shù)和貿(mào)易相對(duì)較為成熟，難點(diǎn)在于再轉(zhuǎn)換技術(shù)。液氨相關(guān)的轉(zhuǎn)換技術(shù)和貿(mào)易已經(jīng)相對(duì)成熟，難點(diǎn)在于再轉(zhuǎn)換為氫的技術(shù)。液態(tài)有機(jī)載體的難點(diǎn)在于氫相關(guān)的生產(chǎn)工藝而非貿(mào)易，因?yàn)槠滟Q(mào)易路徑可以類(lèi)似天然氣和原油。目前液氫和LOHC運(yùn)輸氫面臨效率上的問(wèn)題，仍然需要提升轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換的效率才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。管道輸氫的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)營(yíng)成本低、壽命長(zhǎng)、可以對(duì)現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行改造，缺點(diǎn)在于新建成本較高。根據(jù)IEA，截至2019年全球有近5000公里的輸氫管道，多由工業(yè)氫氣生產(chǎn)商運(yùn)營(yíng)，主要用于向化工和煉油設(shè)施輸送氫氣。截至2017年末，全球的輸氫管道中美國(guó)約有2600公里，比利時(shí)和德國(guó)各有600公里和400公里，而國(guó)內(nèi)僅有400公里，且在用的管道只有百公里左右。管道輸氫的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)營(yíng)成本低，壽命在40-80年之間，缺點(diǎn)是建設(shè)成本高且需要獲得通行權(quán)，因此需要保障未來(lái)氫氣需求的確定性和獲得政府的支持?，F(xiàn)有的高壓天然氣輸送管道可以改造為輸送純氫，但需要對(duì)管道中使用的鋼材類(lèi)型和所輸送的氫氣純度進(jìn)行評(píng)估。荷蘭的研究（NetbeheerNederland,2018；DNVGL,2017）表明現(xiàn)有的天然氣管道可以微做調(diào)整進(jìn)行輸氫，但缺點(diǎn)在于需要輸送三倍的量才能達(dá)到天然氣產(chǎn)生的同等能量。在氫氣載體方面，輸氨管道相較純氫管道建設(shè)成本較低；LOHC輸送管道類(lèi)似石油管道，因此可以對(duì)現(xiàn)有的石油管道進(jìn)行利用，但需要將氫氣載體通過(guò)卡車(chē)或平行管道運(yùn)回原產(chǎn)地重新裝載氫氣，這一方式過(guò)程復(fù)雜且成本較高。目前世界范圍內(nèi)管道運(yùn)氫的示范項(xiàng)目包括：2021年，ROSEN集團(tuán)在德國(guó)林根開(kāi)設(shè)了第一個(gè)氫氣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，研究將天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施改造為氫氣所利用。2022年，Ofgem的戰(zhàn)略創(chuàng)新基金向國(guó)家電網(wǎng)輸氣公司撥款110萬(wàn)英鎊，以評(píng)估氫氣在英國(guó)天然氣網(wǎng)中的使用，包括評(píng)估阻氫涂層保護(hù)設(shè)備的潛力，并在首次注氫前改善管道的在線檢測(cè)技術(shù)（HyNTS管道數(shù)據(jù)集項(xiàng)目）。HYPOSH2-PIMS項(xiàng)目在德國(guó)開(kāi)發(fā)一個(gè)管道完整性管理系統(tǒng)（PIMS），該系統(tǒng)具有操作氫混合管道和改造利用管道的技術(shù)。9行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)9（mm/inch）（百萬(wàn)美元/千米）壓縮能力壓縮資本成本（百萬(wàn)美元/千米）（百萬(wàn)美元/千米）4.24.764.026船舶運(yùn)輸適用于外國(guó)進(jìn)口氫氣，但目前還沒(méi)有可以運(yùn)輸純氫的船只。部分項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)合適的船舶，每天消耗大約0.2%的氫氣運(yùn)載量作為燃料，類(lèi)似LNG郵輪消耗的天然氣量。造船和氫氣液化過(guò)程成本較高，航運(yùn)供應(yīng)鏈需要在裝卸貨碼頭建造必要的基礎(chǔ)設(shè)施，包括儲(chǔ)罐、液化和再氣化工廠，以及轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換工廠，同時(shí)需要避免船舶空船返航的風(fēng)險(xiǎn)。氫的跨洲運(yùn)輸方面，液氨運(yùn)氫由于可以使用LPG儲(chǔ)存罐和現(xiàn)有的貿(mào)易路線相對(duì)較為成熟，而LOHC可以使用現(xiàn)有的原油儲(chǔ)存罐最為方便，但轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換成本較高。在氫的跨洲傳輸方面，最成熟的運(yùn)輸形式是通過(guò)氨的形式，主要依賴(lài)于已有的運(yùn)輸化學(xué)品和半液化石油氣（LPG）儲(chǔ)存罐，目前的貿(mào)易路線包括從阿拉伯灣、特立尼達(dá)和多巴哥運(yùn)輸?shù)綒W洲和北美洲。船舶運(yùn)氫的最簡(jiǎn)單的形式是通過(guò)LOHC，因?yàn)榭梢允褂矛F(xiàn)成的原油儲(chǔ)存罐進(jìn)行海運(yùn)，但障礙在于轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換成本，并且回程通常也要運(yùn)輸空儲(chǔ)存罐。目前全球船舶輸氫項(xiàng)目主要有：澳大利亞的氫能源供應(yīng)鏈（HESC）項(xiàng)目：是第一個(gè)測(cè)試液氫運(yùn)輸?shù)氖痉俄?xiàng)目，包括一個(gè)氫氣液化設(shè)備（0.25tpd），一個(gè)液氫存儲(chǔ)容器（41m3）和一個(gè)位于維多利亞州的裝載設(shè)備。液氫由世界上第一艘液氫運(yùn)輸船SuisoFrontier運(yùn)輸通往日本，采用雙殼真空保溫罐，容量為1250m3（75噸液氫/次），于2022年2月抵達(dá)日本神戶HyTouch碼頭。該碼頭配備了一個(gè)2500m3的液氫儲(chǔ)罐，使用一個(gè)球形雙殼真空絕熱設(shè)備以減少熱傳導(dǎo)。該項(xiàng)目的目標(biāo)是每年生產(chǎn)225千噸（ktpa）液氫。澳大利亞中央昆士蘭氫氣（CQ-H2）項(xiàng)目：已經(jīng)完成格拉德斯通港液化工廠的可行性研究，計(jì)劃到2026年液氫出口量達(dá)1005噸/日，到2031年進(jìn)一步提升800噸/日，最終投資決策將在2023年底完成。澳大利亞昆士蘭湯斯維爾港項(xiàng)目：OriginEnergy和KH計(jì)劃開(kāi)發(fā)一個(gè)氫氣液化行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)10設(shè)備以及配套的港口基礎(chǔ)設(shè)施，計(jì)劃到2020s后期每年出口約3.65萬(wàn)噸。H2Perth項(xiàng)目：澳大利亞西部Woodside提議在Kwinana建造H2Perth項(xiàng)目，計(jì)劃氫氣產(chǎn)量300噸/天，逐步提升至1500噸/天，以氨或液氫的形式出口到新加坡和日本（潛在預(yù)計(jì)2024年開(kāi)始建設(shè)。德國(guó)萊茵集團(tuán)（RWE）正在研究通過(guò)德國(guó)布龍斯比特爾的LNG終端進(jìn)口液氫。2022年7月，殼牌新能源公司、Engie、Vopak和AnthonyVeder簽署了一項(xiàng)協(xié)議，研究從葡萄牙西內(nèi)斯運(yùn)輸100噸/天的液氫到荷蘭鹿特丹的可行性，后續(xù)可能進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模。長(zhǎng)距離運(yùn)輸成本來(lái)看，當(dāng)管道運(yùn)輸距離達(dá)到2500公里時(shí)，運(yùn)輸氣體氫和轉(zhuǎn)換為氨運(yùn)輸?shù)某杀窘咏?，?美元/kg；1500公里時(shí)成本分別為1美元/kg和1.5美元/kg。根據(jù)IEA估計(jì)，通過(guò)管道運(yùn)輸氣體氫1500公里距離的成本約1美元/kg，將氫轉(zhuǎn)換為氨的成本約1美元/kg，不同地區(qū)略有差異，綜合轉(zhuǎn)換成本來(lái)看通過(guò)氨運(yùn)氫1500公里的成本約1.5美元/kg。當(dāng)運(yùn)輸距離提升至2500公里時(shí)，通過(guò)氨運(yùn)氫（考慮轉(zhuǎn)換成本后）的成本與通過(guò)管道運(yùn)輸氣體氫的成本相接近，約2美元/kg，因?yàn)橥ㄟ^(guò)管道運(yùn)輸氣體氫所需要壓縮機(jī)的數(shù)量更多、成本更高。船舶運(yùn)輸1500km而言，通過(guò)LOHC、液氨、液氫運(yùn)氫的成本分別約0.6美元/kg、1.2美元/kg、2美元/kg，且運(yùn)輸成本增幅隨著運(yùn)輸距離增加不明顯。船舶運(yùn)氫而言，氫氣在運(yùn)輸前需要提前被液化或者轉(zhuǎn)換，因此有額外的轉(zhuǎn)換成本以及在進(jìn)出口終端設(shè)備的儲(chǔ)存成本。就通過(guò)船舶運(yùn)輸1500km而言，通過(guò)LOHC、液氨、液氫運(yùn)氫的成本分別約0.6美元/kg、1.2美元/kg、2美元/kg。船舶運(yùn)輸?shù)某杀鞠噍^轉(zhuǎn)換成本增加較少，因此隨著運(yùn)輸距離增加運(yùn)輸成本增加不明顯。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)天然氣摻氫有利于促進(jìn)綠氫的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，且能夠減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本，全球天然氣摻氫3%將對(duì)應(yīng)1200噸氫，對(duì)應(yīng)電解槽裝機(jī)量約100GW，僅會(huì)微增0.3-0.4美元/kg的運(yùn)輸成本。目前全球有近300萬(wàn)公里的天然氣輸送管道、近4000億立方米的地下儲(chǔ)存能力和國(guó)際LNG運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，如果能夠?qū)ζ浼右岳?，有望加速推?dòng)氫能發(fā)展，例如在全球天然氣需求量（2018年約3.9萬(wàn)億立方）摻氫3%將對(duì)應(yīng)1200噸氫，如果全部來(lái)自綠氫，對(duì)應(yīng)電解槽裝機(jī)量約100GW，在此規(guī)模下電解槽資本成本有望降低50%，而摻氫的成本僅會(huì)略微增加0.3-0.4美元/kg。現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)的各環(huán)節(jié)摻氫上限比例相對(duì)較高，但面臨同量氣體輸送能量降低、易燃、可能降低化工產(chǎn)品品質(zhì)、受限于設(shè)備摻氫上限等問(wèn)題。現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)的各環(huán)節(jié)摻氫上限比例相對(duì)較高，如聚乙烯運(yùn)輸管道理論上至高可以實(shí)現(xiàn)100%摻氫。英國(guó)的H21LeedsCityGate示范項(xiàng)目在研究通過(guò)天然氣網(wǎng)絡(luò)摻氫實(shí)現(xiàn)居民工業(yè)供熱的可行性。但當(dāng)前天然氣摻氫面臨的問(wèn)題包括：氫氣的能量密度約為天然氣的三分之一，保持相同壓力下?lián)綒鋾?huì)降低輸送氣體的能量含量，在天然氣輸送管道中加入3%的氫氣，將使管道輸送的能量減少2%左右，最終用戶所需的氣體量將有所上升。較之甲烷，氫氣更易燃且燃燒時(shí)的火焰亮度較低，因此對(duì)于摻氫比例較高的天然氣，需要新的火焰探測(cè)器。天然氣摻氫比例的變化可能影響對(duì)管道及配套設(shè)備的安全運(yùn)行，部分使用摻氫后天然氣作為原料的化工企業(yè)可能面臨產(chǎn)品品質(zhì)下降的風(fēng)險(xiǎn)。天然氣管網(wǎng)中摻氫比例所受限制較多。摻氫上限取決于與其相連的設(shè)備，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行評(píng)估，一般而言管網(wǎng)范圍越大、設(shè)備越多，可能成為限制摻氫上限的瓶頸。目前大部分地區(qū)的天然氣摻氫上限設(shè)定為2%，法國(guó)、西班牙等歐洲少數(shù)地區(qū)設(shè)定為4%-6%。目前大部分地區(qū)明確最高的天然氣摻氫比例上限為2%，少數(shù)地區(qū)明確天然氣摻氫比例在4%-6%，德國(guó)確定摻氫上限可以達(dá)到10%，但連接天然氣加氣站時(shí)摻氫上限為2%。此外，歐洲標(biāo)準(zhǔn)下控制系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)的摻氫比例必須在1%以下。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)12新建LNG設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)適用于氫衍生品，尤其對(duì)于歐洲國(guó)家而言可以降低資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和增加能源安全。德國(guó)、希臘和意大利等一些歐洲國(guó)家正計(jì)劃建造新的LNG進(jìn)口設(shè)施，以減少對(duì)俄羅斯天然氣的依賴(lài)。目前的項(xiàng)目包括亞太地區(qū)正在新建（或擴(kuò)建）的60Mtpa產(chǎn)能的再氣化終端，并將在未來(lái)五年內(nèi)投入運(yùn)營(yíng)，以及歐洲約13Mtpa的產(chǎn)能（其中5Mtpa來(lái)自浮動(dòng)碼頭），將對(duì)目前全球約860Mtpa產(chǎn)能的接收終端形成補(bǔ)充。歐洲有望在2030年增加LNG再氣化產(chǎn)能70Mtpa（包括已宣布的項(xiàng)目其中近一半位于德國(guó)。此外，目前全球有正在建設(shè)或已宣布超過(guò)200Mtpa產(chǎn)能的液化LNG廠。其中一半在北美（主要是美國(guó)20%來(lái)自卡塔爾的設(shè)施擴(kuò)建，其余則分布在撒哈拉以南非洲和亞洲。歐洲正在建設(shè)新的LNG進(jìn)口設(shè)施，以減少對(duì)俄羅斯天然氣的依賴(lài)，因此新的設(shè)備具有設(shè)計(jì)上適用于氫衍生品的可能性，從而降低資產(chǎn)擱淺風(fēng)險(xiǎn)以及增加能源安全。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)份摻氫比例Tonsley--AlburyandWodonga--加拿大-ATCO-Alberta加拿大--哥倫比亞--德國(guó)德國(guó)-4-5%德國(guó)-德國(guó)---荷蘭Ameland-Winlaton業(yè)HyNetNorthWest--ThermH2--5-10%-行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)公司荷蘭德國(guó)德國(guó)管道網(wǎng)絡(luò)連接風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的制氫工廠與德國(guó)北儲(chǔ)氫設(shè)施和終端消費(fèi)需求。荷蘭鹿特丹港,安特衛(wèi)普港,-德國(guó)預(yù)計(jì)建立一條氫氣路線從丹麥的Esbjer-壓措施。Snam2030年愿景旨在對(duì)西西里島到意大利-氫氣到達(dá)進(jìn)口終端或傳輸中心后需要在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行配送，通常通過(guò)卡車(chē)或管道進(jìn)行運(yùn)輸，將氫氣輸送到最終用戶。最優(yōu)的配送方案取決于數(shù)量、距離和終端用戶的需求。目前運(yùn)輸距離小于300公里的氫氣配送主要依靠長(zhǎng)管托車(chē)，在需求穩(wěn)定以及可以抵消液化成本的地區(qū)，通常使用液氫罐車(chē)?？ㄜ?chē)也可用氨或液態(tài)有機(jī)氫載體的形式運(yùn)輸氫。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)15短距離運(yùn)氫可以對(duì)現(xiàn)有天然氣管道加以改造利用。低壓氣體輸送管道由聚乙烯或纖維增強(qiáng)聚合物制成，建設(shè)新的專(zhuān)用氫氣配送管道成本巨大，特別是為大規(guī)模建筑物供熱供氫。而天然氣輸送管道在北歐、中國(guó)、北美等供熱需求高的地區(qū)非常廣泛，只要稍加改造就能適用于運(yùn)輸氫氣。通過(guò)管道運(yùn)輸較長(zhǎng)距離的氨成本較低，但考慮到轉(zhuǎn)換成本更適用于對(duì)氨有大量需求的情況。而通過(guò)管道配送液態(tài)有機(jī)氫載體相對(duì)可行性較低，因?yàn)檫\(yùn)輸完成后需要將載體分子運(yùn)回原產(chǎn)地。目前卡車(chē)運(yùn)氫是主要的短距離氫配送方式，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年內(nèi)，長(zhǎng)管托車(chē)和液氫罐車(chē)仍將是主要的配送模式，但隨著配送距離以及用量的增加，管道運(yùn)氫競(jìng)爭(zhēng)性有所提升。決定氫氣配送成本的重要因素包括：1）終端需求量。對(duì)于500km的運(yùn)輸距離，一個(gè)200MW的氫氣發(fā)電廠所需要的量大約是100噸/天，此時(shí)使用卡車(chē)將比建造管道更便宜；當(dāng)用氫量達(dá)到500噸/天，管道的成本則相對(duì)更低。2）氫氣的最終用途。如果氫氣要用于燃料電池而不是燃燒，那么通過(guò)氨和液態(tài)有機(jī)氫載體再轉(zhuǎn)換的成本就更高，此外，終端使用點(diǎn)（如加氫站）的再轉(zhuǎn)換成本要高于集中再轉(zhuǎn)換（如在傳輸進(jìn)口終端）的成本。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)164.儲(chǔ)運(yùn)氫的總成本對(duì)比向終端用戶交付氫氣的全部成本需要考慮到供應(yīng)鏈的各個(gè)階段。不同的氫氣載體和運(yùn)輸方式具有不同的轉(zhuǎn)換、傳輸、配送、儲(chǔ)存和再轉(zhuǎn)換成本，所涉及的各種技術(shù)也處于不同的成熟度，具有不同的未來(lái)成本降低潛力。在進(jìn)口終端對(duì)LOHC或氨進(jìn)行集中再轉(zhuǎn)換的成本遠(yuǎn)低于加氫站等使用終端，同時(shí)也要考慮直接傳輸氫的載體形式。綜合儲(chǔ)運(yùn)氫的總成本來(lái)看，當(dāng)運(yùn)輸距離小于1500公里，管道運(yùn)氫的成本最低；當(dāng)運(yùn)輸距離在1500~3500公里，通過(guò)船舶運(yùn)氨或LOHC輸氫的成本最低；當(dāng)運(yùn)輸距離大于3500公里，管道輸氨成本最低。綜合來(lái)看，根據(jù)IEA測(cè)算，當(dāng)運(yùn)輸距離小于1500公里，使用管道傳輸和配送氫氣的成本更低；運(yùn)輸距離大于1500公里，通過(guò)船舶以LOHC或氨的形式運(yùn)輸氫的成本更低，但存在安全隱患和和公眾接受度問(wèn)題。而在內(nèi)陸管道運(yùn)輸方面，運(yùn)輸距離小于3500公里，管道輸氫成本最低；當(dāng)運(yùn)輸距離大于3500公里，管道輸氨成本最低。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)17目前氫的國(guó)際貿(mào)易剛剛起步，但大量出口貿(mào)易計(jì)劃正在開(kāi)發(fā)中，預(yù)計(jì)2030年全球低碳?xì)涑隹诹磕軌蜻_(dá)到1200萬(wàn)噸。國(guó)際氫氣貿(mào)易有望成為能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要特征，主要受益于世界市場(chǎng)對(duì)低排放氫和氫衍生燃料的需求以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)多樣化。氫能的計(jì)劃出口項(xiàng)目旨在利用豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能和水電資源提供清潔電力，至2030年全球計(jì)劃出口氫1200萬(wàn)噸中最多的為拉丁美洲（300萬(wàn)噸）、澳大利亞（270萬(wàn)噸）。全球來(lái)看氫能計(jì)劃出口量最大的地區(qū)是拉丁美洲，計(jì)劃年出口氫300萬(wàn)噸，其次是澳大利亞（270萬(wàn)噸/年）、歐洲（179萬(wàn)噸/年）、非洲（170萬(wàn)噸/年）、北美（110萬(wàn)噸/年）、中東（100萬(wàn)噸/年）和亞洲（70萬(wàn)噸/年）。其中歐洲的大部分氫計(jì)劃貿(mào)易項(xiàng)目在歐洲國(guó)家之間開(kāi)展。許多氫出口項(xiàng)目計(jì)劃在港口附近的共享工業(yè)園區(qū)建設(shè)，有利于降低基礎(chǔ)設(shè)施和能源成本。許多氫出口項(xiàng)目計(jì)劃在港口附近的共享工業(yè)園區(qū)建設(shè)，如巴西的佩肯工業(yè)和港口綜合體（PecémIndustrialandPortComplex）和埃及的蘇伊士運(yùn)河經(jīng)濟(jì)區(qū)（SCZone）。通過(guò)同步開(kāi)發(fā)可再生電源、制氫項(xiàng)目以及出口設(shè)施，共享基礎(chǔ)設(shè)施和集成能源降低成本；工業(yè)區(qū)建立在遠(yuǎn)離人口或敏感生態(tài)系統(tǒng)的大型專(zhuān)用土地區(qū)域，避免基礎(chǔ)設(shè)施的許可和選址問(wèn)題；此外集中的出口有利于工業(yè)園區(qū)建立特定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)氫出口項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)船舶運(yùn)輸，目前進(jìn)口計(jì)劃項(xiàng)目至2030年規(guī)模僅600萬(wàn)噸，已宣布正在開(kāi)發(fā)的港口項(xiàng)目規(guī)模僅70萬(wàn)噸。大多數(shù)氫出口項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)船舶運(yùn)輸氫氣及其衍生品，從而需要擴(kuò)大航運(yùn)和港口基礎(chǔ)設(shè)施。目前計(jì)劃的進(jìn)口港口幾乎全部來(lái)自荷蘭、德國(guó)和日本，到2030年計(jì)劃氫年進(jìn)口量約為600萬(wàn)噸，低于1200萬(wàn)噸的計(jì)劃出口量，并且差距到2040年有可能進(jìn)一步擴(kuò)大。目前已宣布正在開(kāi)發(fā)的港口進(jìn)口氫項(xiàng)目規(guī)模僅約70萬(wàn)噸。因此未來(lái)氫的進(jìn)口能力和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施（船舶等）需要與出口能力相匹配。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)日本、歐洲等部分地區(qū)的進(jìn)口氫成本比國(guó)內(nèi)直接生產(chǎn)更便宜，終端消費(fèi)部門(mén)直接使用氨也進(jìn)一步提高了進(jìn)口氫的競(jìng)爭(zhēng)力。此外，部分能源進(jìn)口國(guó)也在考慮通過(guò)進(jìn)口氫豐富其能源多樣性，從而增加獲得低碳能源的機(jī)會(huì)。預(yù)計(jì)到2030年日本從澳進(jìn)口綠氫成本5.5美元/kg，低于直接在本國(guó)生產(chǎn)的6.5美元/kg。日本約90%的能源需求依賴(lài)進(jìn)口，根據(jù)IEA測(cè)算，預(yù)計(jì)2030年日本工業(yè)部門(mén)從澳大利亞進(jìn)口綠氫的成本約5.5美元/kg，比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)成本6.5美元/kg低，其中包括轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換在內(nèi)的運(yùn)輸成本僅1.5美元/kg。如果氨可以直接被終端消費(fèi)者使用，避免將其重新轉(zhuǎn)換為氫氣的額外成本，通過(guò)氨進(jìn)口氫將更具競(jìng)爭(zhēng)力。目前預(yù)計(jì)到2030年日本進(jìn)口氫競(jìng)爭(zhēng)力不如直接進(jìn)口天然氣。然而即使是成本最優(yōu)的輸氫方案仍然比直接進(jìn)口天然氣貴得多。IEA預(yù)計(jì)在2030年日本的進(jìn)口天然氣價(jià)格為10美元/MBtu，折合氫成本約1.2美元/kg。雖然部分氫氣終端使用設(shè)備比天然氣設(shè)備的效率更高，從而縮小實(shí)際成本差異，但用氫總成本還需要進(jìn)一步降低以提高進(jìn)口氫的行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)19北非生產(chǎn)的綠氫轉(zhuǎn)換成氨輸送到歐洲的成本比在歐洲生產(chǎn)的氨要便宜。這是因?yàn)榇罅拷K端用戶使用氨而非氫氣，從而節(jié)省再轉(zhuǎn)化的成本。這一貿(mào)易路線成本最低的傳輸方式是以船舶運(yùn)輸氫能載體，再根據(jù)距離決定短距離配送方式。對(duì)于氨，如果配送距離小于100公里，成本最優(yōu)方案是對(duì)進(jìn)口氨進(jìn)行轉(zhuǎn)化后配送氫氣；配送距離大于100公里，則更宜用卡車(chē)配送氨后在加氫站進(jìn)行再轉(zhuǎn)換。對(duì)于LOHC，在配送距離不超過(guò)500公里的情況下，集中再轉(zhuǎn)化的成本會(huì)更低。預(yù)計(jì)到2030年從北非進(jìn)口到歐盟的藍(lán)氫和綠氫成本將分別為4.5美元/kg和6美元/kg，將現(xiàn)有的天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施改造用于輸氫，將有利于降低傳輸和配送成本。據(jù)IEA估計(jì)，至2030年將英國(guó)的天然氣網(wǎng)絡(luò)改造為向建筑物供應(yīng)純氫的成本僅約0.6美元/kgH2。鑒于氫氣的能量密度較低，還需要額外的儲(chǔ)存能力來(lái)滿足熱能需求，將進(jìn)一步增加0.5美元/kgH2的儲(chǔ)存成本。由此估計(jì)從北非進(jìn)口并輸送到歐盟的藍(lán)氫（CCUS天然氣制氫）總成本約為4.5美元/kg（135美元/MWh），綠氫總成本約6美元/kg（180美元/MWh）。對(duì)于其他的貿(mào)易路線來(lái)說(shuō)，氫氣的傳輸和配送成本相對(duì)較高，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氫氣要比進(jìn)口氫氣更便宜。例如，對(duì)于歐洲的工業(yè)和電力應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在國(guó)內(nèi)用裝有CCUS的天然氣生產(chǎn)低碳?xì)錃饪赡鼙葟亩砹_斯進(jìn)口低碳?xì)錃飧阋恕＜幢闳绱?，一些二氧化碳排放受限或可再生資源開(kāi)發(fā)有限的國(guó)家仍然選擇進(jìn)口低碳?xì)錃庖载S富能源多樣性和減少?lài)?guó)內(nèi)二氧化碳排放。行業(yè)研究〃煤炭行業(yè)20截至2022年6月全球加氫站數(shù)量達(dá)975座，全球平均車(chē)站比為60輛/座，其中美國(guó)車(chē)站比最高、達(dá)200輛/