氢气有望在能源转型中发挥主导作用,全球各国政府日益推广"21世纪绿色石油"。作为化石燃料的替代品,它可能成为未来应对气候变化的宝贵工具,帮助许多行业减少二氧化碳排放。
安联全球企业和专业 (AGCS) 刚刚发布了一份新的风险公告,其中强调了能源行业前沿趋势的一些机遇和挑战,并评估了与绿色氢气生产、储存和运输相关的技术的风险环境。
全球推广
受气候变化、储能、用作燃料的可能性以及取代对煤炭和石油依赖的长期意图的推动,世界上许多国家已经启动了重要的氢气融资计划。据咨询公司麦肯锡(McKinsey)称,截至2021年初,已有30多个国家生产了氢气路线图,全球各国政府已承诺提供超过700亿美元的公共资金。
各国政府还列入了新的能力目标和部门一级的条例,以支持这些氢气倡议。例如,德国政府押注于氢气作为脱碳战略的一部分,最近宣布将出资数十亿欧元资助氢气项目。其中最重要的公告是欧盟委员会于2020年7月发布的"气候中立欧洲氢气战略",其中包括一项雄心勃勃的目标,即到2030年,欧洲电解机产能达到40千兆瓦(GW),以生产"绿色"氢气。
在美国,30多个州已经通过了推广氢技术的行动计划。目标是建设一个基础广泛的氢气产业,到2030年,年收入将达到1400亿美元,员工人数将达到70万人。
3000亿美元的项目
这种政府举措意味着世界各地的项目活动正在加快速度。根据麦肯锡的分析,目前有200多个大型生产项目正在筹备中,如果所有项目都取得成果,到2030年,氢气投资总额将超过3000亿美元,相当于全球能源资金的1.4%。
麦肯锡在分析氢气委员会成员的私人投资时,认为这种趋势明显在加速,这些成员的市值超过6.8万亿美元,员工人数超过650万人。成员们预计到2025年将增加6倍的投资,到2030年将增加16倍的投资,而2019年的支出将增加。欧洲居于领先地位,占了其中一半以上的项目,澳大利亚、日本、韩国、中国和美国也出现了强劲增长。
氢气使用
氢气为向可再生经济过渡提供了多种选择:作为能源载体和储存介质,可转换回电:作为所有运输和交通工具的燃料,并作为不同行业的化石燃料碳氢化合物的替代品,如钢铁生产、石化和炼油厂。
在工业方面,目前正在进一步开发燃气轮机、回发动机和燃料电池,以用于氢气。它在石化行业的应用也在测试中。此外,燃料电池中的氢气可用于火车、飞机或船舶的重型运输。氢气不仅能够在没有二氧化碳排放的情况下行驶,而且有助于比电池驱动的车辆覆盖更长的距离和更快的加油速度。
评估风险环境
全世界正在开展进一步开发氢电解、储存和运输领域的技术的工作。如今,绝大多数氢气都是在工业现场生产和使用的。氨和炼油的生产是主要用途,占氢气使用量的三分之二。氨被用作氮肥和其他化学品的生产。在炼油厂,氢气被添加到较重的石油中,用于运输燃料生产。
以下是与绿色氢气生产、储存和运输相关的风险环境概述:
火灾和爆炸危险:处理氢气时的主要风险是与空气混合时的爆炸。此外,如果没有专用探测器,泄漏很难识别,因为氢是无色无味的。氢火焰在白天几乎看不见。
损失调查统计显示,许多氢气火灾是由于磁盘和减压阀破裂导致氢气突然释放的自燃造成的。大约25%的损失归因于泄漏。在这些泄漏中,40%在损失前未被发现。造成这些因素的因素是通风不足和清除不足。数据显示了在室外定位氢气设备的优势。氢气在户外意外释放多次,没有点火。几乎所有的室内释放都点燃了。室内释放导致的爆炸次数是火灾的三倍多,而室外释放导致的火灾和爆炸数量大致相等。
材料脆性:氢气的扩散会导致金属和钢铁变得脆,各种部件可能会受到影响,例如管道、容器或机械部件。与浮雕一起,氢辅助裂解 (HAC) 可能发生。为了氢气系统的安全性,在设计中必须考虑浮雕和HAC等问题。这是通过选择适合在预期负载下的材料来完成的。材料的选择与考虑操作条件(气体压力、温度、机械装载)同样重要。
处理液化工厂的氢气和业务中断:液化工厂的主要风险是处理爆炸性氢气,这需要足够的保护措施。
迄今为止,只建造了单线生产厂。这意味着,如果个别组件发生故障,可能会带来业务中断成本的高风险。一些工艺设备(如压缩机)的备件很容易库存,但较大的设备(如热交换器)是独一无二的,因此对业务中断至关重要。
储存和运输技术:在大洞穴中储存加压氢已经成功完成。与在储罐中储存加压氢有关的风险是众所周知的,因为这种储存形式已经使用了几十年。液化氢的耐用性和使用质量有了显著提高,损坏事件很少发生。
健康和安全:氢气没有毒性,燃烧的最终产物是清洁水。然而,必须采取仔细的职业健康和安全措施,尤其是因为氢/空气混合物易燃性。
保险前景
鉴于世界各地计划开展的众多项目,保险公司预计未来建造和运营用于绿色氢气生产和运输的电解厂和管道的保险需求将显著增加。
虽然这有可能成为能源保险公司值得注意的新增长领域,但承销商需要站在潜在不利因素之上。保险公司需要针对这一领域制定更详细的承保方法,并在风险选择和承保方面与对现有能源建设和运营业务采取同样严格的承保方式。
这些都是复杂的工业和能源风险,涉及部分原型技术,这需要高水平的工程专业知识和保险专业知识,以便能够提供保险。然而,许多风险,如火灾风险,是众所周知的保险公司从多年的保险石油和天然气部门。虽然火灾和爆炸是关键危险,与任何能源风险一样,业务中断和责任风险也很重要。还存在运输和安装问题以及机械故障暴露。
对于一家保险公司来说,氢气行业的增长是其努力支持社会和工业走向碳中和未来的又一关键步骤。
克里斯·范根德是总部位于慕尼黑的安联全球企业和专业(AGCS)全球能源和建筑主管、首席承销官。他曾是 AGCS 亚洲工程部的区域经理,在保险行业拥有超过 20 年的经验。