亚太地区作为世界上主要的能源消费地区，在能源领域面临着严峻的形势，一方面迫切需要能源来促进经济发展，另一方面又面临着全球碳减排的压力。

2015年，亚太地区所有国家和其他国家签署了《巴黎协定》。巴黎协议旨在减少温室气体排放和限制全球平均气温上升不超过2°C高于工业化前水平,并试图保持低于1.5°C来实现这些目标,全球化石燃料经济的转型是必要的,这一转变必须通过寻找可持续的绿色替代品来实现。

从低碳或无碳能源中产生的氢，特别是绿色氢，是这种能源转型的潜在关键因素。随着政府和商业的大力支持，以及技术的进步，清洁氢能源在亚太地区的发展前景广阔。然而，在氢能经济真正成熟并在亚太地区站稳脚跟之前，仍有许多重大挑战需要克服。从短期来看，氢作为清洁能源的进一步开发必须面对和克服新冠肺炎带来的经济不确定性;从长远来看，行业参与者和政府需要促进氢经济的供需双方，并平衡双方，以提高氢开发的整体商业可行性。

氢有五种颜色

氢可以通过不同的方法产生，每一种方法都涉及不同浓度的碳。基于此，工业上常用的“颜色编码”系统对不同的生产方法进行分类。广义上讲，氢可分为棕色、灰色、蓝色、绿色和粉红色。

棕色

棕色氢是煤气化产生的，称为合成气，其中包括氢。在生产过程中会产生二氧化碳和一氧化碳，这是相对污染的。到目前为止，中国是世界上最大的氢生产国，其中大部分是棕色氢。

灰色

灰色制氢法是最常用的制氢方法。在生产过程中，灰色氢是通过燃烧化石燃料产生的，比如天然气。灰氢燃烧产生的氢是由天然气的蒸汽重组产生的，即天然气与蒸汽在高温下反应生成一氧化碳和氢气。这个过程类似于棕色氢气的生产，是能源密集型和不环保的。

蓝色

蓝色氢气的生产过程与灰色和棕色氢气的生产过程相同，但使用了碳捕获和存储(CCS)技术来捕获和存储相关的二氧化碳。然而，由于需要支持碳捕获和存储基础设施，蓝色氢的生产成本高于棕色和灰色氢。蓝色氢被认为是绿色氢生产道路上的一个过渡步骤。

绿色

绿色氢是电解产生的氢，这一过程本质上是用电将水分子分解成氢和氧。如果电解使用的电是由可再生能源产生的，那么电解过程中就不会产生碳副产品，从减少碳排放的角度来看，电解是一种理想的清洁制氢方式。

粉红色

核电制氢或工业预热制氢被称为“粉氢”，到目前为止，不仅英国、美国、加拿大、俄罗斯等国家已经开始尝试“粉氢”。

生产清洁氢(蓝色或绿色氢)的主要挑战之一是生产成本。与传统能源相比，大规模生产清洁的氢来替代传统化石燃料将是非常昂贵的。鼓励广泛使用氢能的关键是不断降低与生产清洁氢能相关的基础设施和技术的成本。除电解槽成本外，可再生能源发电成本也是影响绿色制氢最终成本的重要因素。由于技术和设计的改进，电解池的成本一直在下降。近年来，风能和太阳能的生产成本大幅下降，尤其是在风能资源丰富的国家。随着规模经济的发展，清洁制氢的规模越大，其生产成本就越有可能下降，无论是碳捕获和储存基础设施的成本，还是电解槽技术的成本或其他成本。

虽然氢气的缓解效益已得到公认，但如果它要对温室气体排放产生重大影响，并达到《巴黎协定》的排放目标，就需要使其在商业上负担得起，并具有与化石燃料相比的成本竞争力。如下所述，可再生能源成本的降低、绿色氢生产的进步和氢生产的扩大将有助于提高氢生产的商业可行性。与此同时，政府可以采取政策干预，提高碳密集型燃料的成本(例如，通过碳税或排放交易计划)或降低氢生产成本(例如，通过绿色能源补贴)。从长远来看，绿色氢本身就具有成本竞争力，这种干预措施还有助于在成本方面公平竞争，并促进持续的投资和技术发展。

亚太地区的氢政策有何不同?

该地区将继续严重依赖化石燃料。尽管近期因新冠肺炎疫情而导致能源需求下降，但从长期来看，亚洲的总体能源需求将继续增长。为了履行《巴黎协定》的承诺，一些地区已经开始推进减少温室气体排放和局部环境污染的进程。亚太国家氢政策制定现状、氢生产和氢利用潜力综述如下。

中国

2020年9月，中国国家主席习近平在联合国大会上宣布，中国承诺到2060年实现碳中和，这意味着中国对化石燃料的使用将发生重大转变，预计氢能将在其中发挥重要作用。中国增加了对氢能的投资，并宣布了扩大氢能使用的措施，特别是在交通运输方面。根据国务院2020年10月20日发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》，中国将重点扩大氢在重型汽车运输中的使用，并发展相关基础设施，支持氢在该领域的使用。2016年至2019年，中国的氢燃料加气站数量每年翻一番。为了推广氢燃料电池汽车的使用，中国也在不断出台新的补贴政策。2020年，《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》也首次将氢列为一种能源。尽管征求意见的草案没有包含太多关于氢的信息，但它是在中国经济发展中获得绿色燃料认可的重要一步。

东南亚国家联盟(东盟)

虽然许多东盟国家的氢能开发还处于起步阶段，但一些国家已经初步采取了一些促进氢能产业发展的措施。人们日益认识到，氢能在减少该地区对化石燃料的依赖方面具有巨大潜力。2020年，新加坡政府宣布了一项约4900万新元(约3600万美元)的低碳能源研究资助计划，旨在支持低碳技术的研究和开发，包括氢。同年，新加坡多家企业与日本企业签署了一系列协议，探索氢作为绿色能源的进口和利用。文莱还采取了初步步骤探索氢的生产和运输——去年，文莱的第一个试点加氢工厂(由先进的氢链技术开发协会运营)向日本运输了4.7吨氢，这是氢供应链示范项目的一部分。

日本

公布的日本经济,贸易和工业氢能源的基本战略,2017年,日本政府宣布计划实现氢社会通过建立一个商业氢燃料供应链,扩大使用固定燃料电池和燃料电池汽车(“流量控制阀”),促进氢发电。除了氢能源基本战略，日本还发布了新的氢和燃料电池战略路线图[10]，设定了与氢技术利用有关的新目标和实现这些目标的措施。日本在氢技术研究经费方面处于世界领先地位。截至2021年3月，日本政府已向氢领域提供总额700亿日元(约6.5亿美元)的预算支持。由于缺乏可再生资源，日本也被列为亚洲最大的绿色氢潜在进口国之一。

韩国

2019年1月发表的“氢经济路线图”，旨在让韩国站在全球氢转型的最前沿。《氢经济路线图》制定了政府的计划，以增加氢的生产和使用，并促进氢技术，特别是燃料电池技术的可持续发展。此外，韩国的氢经济路线图还设定了到2040年为止生产620万辆燃料电池电动汽车(FCEV)和至少建造1200个加油站的目标。韩国企业也对政府的计划给予了大力支持。作为“FCEV远景2030”计划的一部分，现代汽车计划投资约7.6万亿韩元(约67亿美元)用于氢相关的研发和设备扩建。韩国政府表示，氢是促进经济增长、改善能源安全、减少环境污染的关键手段。

澳大利亚

澳大利亚于2019年11月发布了国家氢战略。澳大利亚的目标是到2030年成为氢能国家，特别是通过碳捕获和储存生产蓝色和绿色的氢，并生产大量可再生资源供当地消费和海外出口。

此外，许多州政府也发布了类似的发展意向[16]。澳大利亚目前至少有12个用于生产、运输或出口和消费的氢项目在建或在建，其中包括运营项目和测试新技术和生产流程的“试点项目”。“氢供应链”项目最近开始了大规模的商业化生产、液化和出口，使用了世界上第一艘液氢运输船——Suiso Frontier[17]。另一个感兴趣的项目是位于西澳大利亚皮尔巴拉地区的亚洲可再生能源中心，该中心在2020年被澳大利亚政府指定为“重大项目”。亚洲可再生能源中心将利用约15GW的风能和太阳能生产绿色氢气，并出口到亚洲各消费中心。澳大利亚将自己定位为未来向亚洲消费者出口绿色氢的主要国家，因为政府努力通过对行业的支持，将氢生产成本保持在2美元/公斤以下。

氢的具体用途是什么?

氢有许多用途，并已在许多领域使用多年。今天，氢最常用于工业应用，如炼油，作为化学和肥料生产的试剂，以及塑料、织物和染料的生产。如果要实现氢作为脱碳工具的潜力，就必须鼓励它作为运输和发电的燃料来源，以及作为能源储存的手段，在这些地方，氢的使用和势头都在增加。

虽然还处于初期阶段，但交通运输被认为是氢开发的主要领域。亚太地区有许多承诺，从政府到私人实体，支持在交通运输中使用氢作为主要排放源。虽然电池电动汽车目前是短途小型汽车的首选低碳选择，但重型车辆运输部门已被认定为氢燃料电池汽车的一个有前途的领域，越来越多的汽车制造商正在寻求投资氢应用。中国、日本和韩国都有明确的目标来促进氢燃料电池汽车的使用。根据日本的氢能源基本战略，日本的目标是到2025年拥有20万辆氢燃料电池汽车;到2030年将拥有80万辆氢燃料电池汽车，到2025年将氢燃料站的数量增加到320个。除了在道路车辆运输方面的应用，氢还可以用作火箭燃料，也可以用作航空燃料和船用燃料，特别是考虑到国际海事组织《2020年全球船用燃料硫限制实施计划》的规定。2020年1月1日起，全球船用燃料含硫量不得超过0.50% m/m。

在电力和供暖方面，计划逐步用氢气取代天然气。管道注氢已经成为许多国家氢战略的一部分，也是更广泛的脱碳战略的关键支柱。最初的计划是将低浓度的氢气和天然气混合到管道中，以避免对网络的重大变化;如果使用高浓度氢气，可能需要对网络进行改造，如用聚合物管替换钢管或更换压缩机。一些新的、更先进的燃气轮机已经能够使用50%或更多的氢的混合物运行，主要的燃气轮机制造商正在开发可以使用100%的氢的涡轮机。虽然氢要完全取代天然气还有很长的路要走，但用氢取代天然气将是减少化石燃料使用和迈向低碳经济的重要一步。

氢作为一种能源储存手段可以与可再生能源项目一起进行，以解决依赖可再生能源的缺点。通过生产绿色氢在电解电池的可再生能源,风能或太阳能发电项目可以存储和运输领域的高产量和低需求较低的地区生产和更高的需求,或者只是存储期间的低消费高峰时使用的能源需求。当然，为了储存能量而生产氢气会有一些经济成本和能源损失。然而，可再生能源成本的下降也提高了氢气作为一种长期、季节性和可运输的绿色能源的经济可行性。目前利用氢作为当地储存能量的手段可能是最实际和最有前途的用途，也是发展氢的长途/跨界运输的一个阶段。

在氢供应方面，亚太地区有潜力从可再生资源丰富的地区向亚洲高需求的中心出口清洁的氢。如前所述，澳大利亚可能是清洁氢的潜在出口国之一，因为它地理位置近，基础设施完善，可再生资源丰富。新西兰也公开表示有意开发其氢气出口潜力。新西兰绝大多数电力来自可再生能源，新西兰政府倾向于支持绿色氢项目，比如由一家日本基金和另一家日本公司合资开发的新西兰地热制氢试点设施。如上所述，文莱已经向日本运送了一批氢气。由于土地资源的限制，文莱更多地通过燃烧天然气生产氢气，而不是通过风能或太阳能等可再生能源，但发展碳捕获和存储基础设施将是实现蓝色氢气生产的关键。总的来说，虽然氢的生产和出口能否达到商业规模还有待观察，但亚太地区有几个潜在的候选国可以向该地区的客户提供绿色或蓝色的氢。

氢面临五项挑战

尽管氢能前景广阔，但要将其广泛应用于清洁燃料的开发仍是一个重大挑战。

蓝色和绿色氢的生产成本比化石燃料更高。目前，绿色氢的生产成本约为2.5-6.8美元/ kg，蓝色氢为1.4-2.4美元/ kg[18]。如果要在价格上与化石燃料相比更具竞争力，绿色氢的生产成本可能需要降至每公斤2美元。降低绿色制氢成本的关键是降低可再生能源的生产成本和电解设备的价格。太阳能和风能的成本近年来急剧下降，而且预计还会继续下降。就蓝色氢而言，要想在成本上具有竞争力，碳捕获和存储技术的成本也需要降低。目前正在开发各种碳捕获和存储项目，以便在关键商业环境中使用碳捕获和存储技术[21]。

对于需要电力供应(而不是国产电力)的项目，管理电解槽以满足下游需求通常需要稳定的采购安排。如果与分销商达成这样的协议，“整合”部分的供应将进一步增加成本，而“部分整合”部分则增加了复杂性，因为供应商希望尽可能以更高的市场价格向电网输送电力。这些项目和市场状况可能会鼓励具有强大电力投资能力或能够获得这些投资的投资者参与，而不是没有垂直整合并寻求更稳定回报的基础设施投资者。

同时，政府越来越支持氢的使用和使用。政府的支持以补贴和投资的形式出现，这将以碳税和排放交易计划的形式增加化石燃料的成本，同时使氢的生产和使用更加经济。中国、日本和韩国等亚洲国家也实施了各种形式的排放交易计划。2019年，新加坡成为东南亚首个征收碳税的国家。在开发初期，政府对氢技术和基础设施的政策和财政支持将是使氢在商业上与化石燃料竞争的关键。氢补贴计划还应与其他环境激励计划(如与碳定价或碳捕获和储存有关的计划)协调，以确保有效和有针对性地实现预期的政策成果。

氢能运输(特别是长途运输)是氢能最终运输成本的重要组成部分。对于长途运输，最可行的方法是将氢液化或转化为氨，然后用专门的船只运输。两种方法在转化和运输过程中都有一定的能量消耗和氢损失。例如，在氢转化为氨的过程中，氢和氮转化为氨需要能量能量;液氨到达运输目的地后，需经过化学处理，再转化为气态氨。因此，控制和降低氢气的运输成本将是推动清洁氢气长距离运输的关键。

更广泛地使用氢气也需要在基础设施调度方面加大投资。虽然一些现有的天然气管网可以接受有限浓度的氢，但要接受更高浓度的氢或纯氢的注入，往往需要对现有的管道基础设施进行改造。同样，在加油基础设施方面，现有的基础设施不足以驱动和支持燃料电池汽车的大幅增长。燃料电池汽车的成本已经远远高于传统的内燃机汽车，如果没有氢燃料站，氢燃料电池汽车的需求不太可能大幅增加。从商业角度来看，除非有需求，人们可能不会投资基础设施，但没有需求，需求就不会实现。因此，投资者需要着眼长远，而政府在为这些基础设施投资提供资金和政策支持方面也应发挥作用。

氢经济的发展需要一个明确和全面的监管框架。例如，需要实施具体的操作、环境、安全和技术标准，以确保氢的利用、运输和储存标准是一致的。特别是，氢的跨境运输仍处于起步阶段，有关运输的法律规定的一致性和明确性将促进氢项目的增长和发展。一些国家已经出台了氢使用和国内安全标准的预备法律(韩国国会于2020年1月通过了《氢经济促进和氢安全管理法》)。制订详细的规则和条例，特别是在氢贸易和运输的跨国界管制领域，仍然需要大量的工作。

从长远来看，氢出口项目的规模化和真正的发展需要一个完整的氢商业和运营价值链，涉及上述因素，这也需要价值链中的各个环节(生产、储存、运输、进口和下游配送)相互协调，或者至少是部分协调的。由于氢价值链的复杂性和成本考虑，氢的跨境出口可能还需要长期承销协议的支持，这也可以为项目开发提供资金和安全的现金流。

氢经济长期成功发展的基础是氢市场营销、交易和运输市场的深度和液态发展。市场特征，如适当的定价机制、测量和确定质量规范的做法以及氢的统一标签和跟踪方法(例如，“绿色”或“蓝色”氢的认证)都很重要。对清洁能源生产的氢进行灵活、可靠和可追溯的认证，将是加速全球氢部署和减少碳排放的关键。欧洲和澳大利亚等一些市场已经提出了一些绿色氢认证和原产地保证计划。然而，这些计划仍处于起步阶段，它们是否能得到实施，以及如何在关键规模上成功地开发、测试和部署，还有待观察。

氢气的发展路径可以参考液化天然气工业的发展路径。天然气工业最初相对本地和依赖于物理管道运输，但通过来源液化、目的地再气化和连接两地的长途船舶运输，天然气工业将其产品转变为全球商品。该行业依赖于为资本密集型的基础设施项目融资，以及来自长期买卖合同的数十亿美元收入。在定价方面，液化天然气行业的买卖合同制定了日本原油鸡尾酒(“JCC”)等定价指数，最近还制定了日本-韩国市场(Japan - Korea Marker)等定价指数，并随着时间的推移逐渐成为一种更具流动性和灵活性的交易商品。事实上，氢气和液化天然气之间的联系一直存在，我们知道，一些液化天然气终端在规划时考虑到了氢气规模。

综上所述，氢在能源脱碳方面具有潜在优势，但氢的大规模商业化还有很长的路要走。尽管如此，考虑到氢气生产成本的下降以及政府和市场投资者对氢气项目的大力支持，氢的使用前景还是很光明的。

亚太地区是清洁制氢潜力巨大的地区，潜在需求和消费能力巨大，向国际氢经济转型前景广阔。在早期阶段，强有力的政府支持和前瞻性的商业投入对促进广泛使用氢的趋势至关重要。从长远来看，要想成为化石燃料的替代品，氢技术、商业供应和生产链也需要具有商业可行性和成本竞争力。

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