IRENA评述氢能对能源转型的地缘政治影响
近日，国际可再生能源机构（IRENA）发布《能源转型的地缘政治：氢能因素》报告，深入分析了氢能发展对地缘政治的影响。报告指出，氢能已被公认为能源转型的关键组成部分，随着全球氢能发展势头的增强，需考虑其不确定性带来的影响，从能源转型的整体角度来制定开发和部署策略。2020年代将是争夺氢能技术领先地位的时代；氢能贸易和投资流动将催生新的相互依存模式，并带来双边关系的转变；拥有大量低成本可再生能源的国家可能会成为绿氢的主要生产国，并产生相应的地缘经济和地缘政治影响；对于化石燃料出口国来说，氢能有助于实现经济多元化和发展新的出口产业；支持发展中国家开发可再生能源和绿氢对于能源系统转型至关重要，并有助于全球公平和稳定。报告关键要点如下：
•当前的能源转型规模庞大、前所未有，对世界各地既定的社会经济、技术和地缘政治趋势将产生深远影响。可再生能源结合能源效率，已经成为对全球能源转型影响深远的前沿技术。能源转型并不是简单的燃料替代，而是从一种体系向另一种体系的转变，并将带来相应的政治、技术、环境和经济影响。需要注意的是，氢能能否或者能在多大程度上加剧或缓解这些影响，以及以何种方式来加剧或缓解这些影响。
•作为清洁能源拼图中缺失的一块，氢能很可能在未来几年进一步影响能源价值链。气候变化的紧迫性一直是将政策重点重新瞄准氢能的主要驱动力。根据IRENA的1.5°C情景预测，到2050年，清洁氢能将满足终端能源消费的12%。其中大部分氢将通过可再生能源生产，其余氢将来自结合碳捕集与封存的天然气制氢。
•氢能很可能会影响能源贸易的地理格局，进一步区域化能源关系。可再生能源成本正逐渐下降，但氢能输运成本仍然很高，正在浮现的地缘政治版图很可能表现出能源关系的日益区域化。可再生能源可以在每个国家部署，可再生电力可以通过电网出口到邻国。此外，通过管道和船运，氢可以作为载体促进可再生能源的远距离输送，使得偏远地区未开发的可再生资源得到利用。一些现有的天然气管道经过技术改造后，也可以用于输送氢。
•拥有大量低成本可再生能源的国家可能会成为绿氢生产国，并影响地缘经济和地缘政治。在利用这些因素成为氢能生产和使用中心的地区，可能会出现新的电力节点。在拥有丰富的可再生资源以及具备向大型需求中心出口能力的地方，绿氢可能最为经济。新的发电设施可能部署在利用这些因素成为氢气生产和使用中心的地方。
•与石油和天然气相比，氢能行业的竞争将更激烈，利润也将更少。清洁氢能所产生的回报无法与当今的石油和天然气相媲美。氢能是资源转化而非资源提取行业，有可能在许多地方实现有竞争力的生产。这将难以获得传统化石燃料行业中的产地租恁等利润，而目前化石燃料约占全球国民生产总值（GDP）的2%。此外，随着绿氢成本的下降，新的、多样化的参与者将进入市场，使氢能更具竞争力.
图1 2020-2050年能源商品贸易结构的变化
•氢能贸易和投资的流动将催生新的相互依存模式，并带来双边关系的转变。一系列快速增长的双边交易表明，其将不同于20世纪基于碳氢化合物的能源关系。30多个国家和地区制定了包括进出口计划在内的氢能战略，表明跨境氢能贸易将大幅增长。传统上没有能源贸易的国家正在建立以氢能相关技术和产品为核心的双边关系。随着国家间经济联系的变化，其政治动态也可能发生变化。
图2不断扩大的氢能贸易路线、计划和协议网络
•氢能外交正在成为一些国家经济外交的标准配置。氢能将被视为能源安全和国家整体恢复力的一个要素，特别是对于其他解决方案不可行或不经济的行业。一些希望成为氢能进口国的国家已经在进行专门的氢能外交。德国和日本一直是先驱者，一些国家紧随其后。潜在的出口国也正在部署类似的战略，其中许多国家将氢能（尤其是绿氢）置于外交最高级别。
•化石燃料出口国认为清洁氢能是实现经济多样化的一种有吸引力的方式。许多出口国正在转向清洁氢能以发展新的出口产业，其可利用已建立的能源基础设施、熟练的劳动力和现有的能源贸易关系。除了生产蓝氢，许多化石燃料生产国也有充分的可再生能源潜力，可以直接转向绿氢。阿拉伯联合酋长国的氢能领先路线图明确采用这种双重路线，其他几个国家正在探索这条道路，包括澳大利亚、阿曼和沙特阿拉伯。尽管如此，化石燃料生产国应继续制定基础广泛的经济转型战略，因为仅靠氢能无法弥补收入损失。
•生产绿色电力进而大规模生产绿氢的潜力已超过预估全球需求几个数量级。许多国家已经宣布了其成为氢能出口国的目标，从而限制了出口集中的可能性。从国家战略和不断增长的双边协议来看，即使是智利、摩洛哥和纳米比亚等能源净进口国也准备成为绿氢出口国。然而，氢能供应将受到资本部署速度和生产成本的限制，特别是在长期市场无法保证的情况下。
•非洲、美洲、中东和大洋洲具有最大的绿氢生产技术潜力。然而，生产大量低成本绿氢的能力差异很大。各国必须根据更广泛的社会和经济优先事项来制定战略，包括能源系统脱碳能力以及解决能源获取和能源贫困问题的能力，目前全球80多个国家都在采取行动。获得丰富的可再生能源是清洁氢能竞赛中的优势之一，但这可能还不够。许多其他因素也在发挥作用，包括现有的基础设施和当前的能源结构，以及资本成本和获得必要技术的机会。技术潜力能否实现还将取决于政府支持、投资环境和政治稳定等软性因素。
•较高的项目融资成本并不一定会阻碍对较高风险国家的投资。石油和天然气上游行业表明，在盈利潜力充足的地方，尽管存在国家风险，投资仍将流入。这同样适用于具有低成本绿氢潜力的国家。当然，这也是有限度的。由于在这些地区开展业务存在巨大风险，处于动荡中的国家不太可能实现投资机会。
•2020年代可能会成为一个争夺技术领先地位的大竞赛时代，因为随着规模效应和基础设施扩张，绿氢成本可能会大幅下降。清洁氢能的地缘政治可能会分几个阶段发展，预计到2020年代末，绿氢将开始在成本上与蓝氢竞争，在中国（由于其低成本的电解槽）或巴西和印度（可再生能源便宜且天然气价格相对较高）等国家将会更快发生。在2021年天然气价格飙升期间，整个欧洲的绿氢已经比灰氢更便宜。但这一趋势将在很大程度上取决于可预测的需求，尤其是在没有替代品、难以减排的行业。
图3 清洁氢能政策优先事项
•到2030年代，氢能的跨境贸易将与绿氢成本竞争力同步增长。在许多脱碳情景中，氢能需求从2035年开始加速增长。IRENA预计，到2050年，三分之二的绿氢生产将用于本地，三分之一用于跨境交易。管道，包括经过改造的天然气管道，可能会促进一半的贸易，另一半将以氢基衍生物（尤其是氨）的形式船运。
•短中期内，优势国家和地区可以保持技术领先地位并制定不断增长的市场规则。在氢能价值链中占有一席之地可以提高经济竞争力。直接经济风险很高，市场潜力巨大。从长远来看，具有充足可再生能源潜力的国家可以成为绿色工业化的场所，利用其潜力吸引能源密集型行业。
•设备制造为未来几年至几十年的市场提供了机会。氢能价值链是广泛的，可再生能源将需要大量投资。另外，估计到本世纪中叶，电解槽市场潜力将达到500-600亿美元，燃料电池市场潜力为210-250亿美元。中国、欧洲和日本在电解槽的生产和销售方面已经取得了较好的领先优势，但市场仍处于起步阶段且规模相对较小。创新和新兴技术可以改变当前的制造业格局。
•任何形式的氢能都可以增强能源独立性和弹性，但大部分源于绿氢。目前，氢能可以通过三种主要方式来增强能源安全：减少进口依赖；缓解价格波动；通过多样化提高能源系统的灵活性和弹性。这些优点大多与绿氢有关。相反，蓝氢将遵循天然气市场的模式，导致进口依赖和市场波动。此外，绿氢的预期成本降低意味着对基于化石燃料的供应链的投资（尤其是计划持续运营多年的资产）可能会最终搁浅。
•氢能和可再生能源技术的原材料需求可能会引起对材料安全的更多关注。虽然目前大多数矿产和金属资源供应充足，但由于需求迅速增长以及采矿和炼油项目的长交付周期，市场可能会变得非常紧张。供需之间的小幅变动也可能会导致价格大幅波动。这种波动可能会影响氢能供应链，进而影响设备的总体成本，以及矿工和原材料出口商的收入。在考虑超出已知风险的可能风险时，由新冠肺炎疫情引起的供应链问题也具有参考意义。
•氢能贸易流不太可能武器化或“卡特尔化”。因为氢能可以通过许多一次能源生产，并且可以在世界许多地方生产。事实上，氢是一种产品而非原材料或能源。因此，绿色能源贸易流动不太可能像石油和天然气那样容易受到地缘政治影响。然而，供应短缺也可能会出现，特别是在氢能贸易早期，供应商数量有限，大多数贸易仍受双边安排的制约。
•制定氢能贸易的规则、标准和监管将对确定哪些技术主导未来市场产生重大影响。清洁氢能市场的成功取决于能否制定透明一致的规则、标准和规范，以促进其在国家、地区和部门的部署。标准旨在提高各种商品和服务的质量、安全性和互操作性。同时，不同的标准可能会减慢进度并导致市场分散，引发监管竞争，并设置贸易壁垒。制定标准可能是地缘政治竞争或国际合作的舞台。最终，所有参与者都可以从一个连贯透明的全球体系中获益。
•为了监测和管理氢能对气候变化的贡献，需要建立基于透明可信的国际体系的原产地证书。排放量测算方式的透明度至关重要。如果氢能战略延长化石燃料的使用并阻碍能效和电气化提升，将会存在众所周知的碳锁定的风险。稳健且深思熟虑的政策框架有助于确保氢能有效地助力温室气体减排。
•早期的价格透明将支持全球氢能市场的快速发展。新兴市场的货币和定价机制可能会产生相当大的地缘政治影响。随着市场的扩大，所选货币将成为全球基准。由于进口成本的波动，与该货币相关的国家将在一定程度上免受风险的影响。例如，有可能成为关键进口市场之一的欧盟寻求以欧元为其未来氢能进口的计价单位。此外，碳价可能会对绿氢发展有所帮助，使其能够与灰氢乃至化石燃料竞争。从这个意义上说，氢能可能会卷入一系列更广泛的碳贸易战。
•投资决策是长期的，搁浅资产的风险很高，因此应以长期逻辑对固定式基础设施进行评估。当前围绕能源基础设施的每一项投资和规划决策都应该考虑到脱碳经济的地理位置可能与目前现状截然不同。终端用途的显著电气化将重塑需求。在供应方面，可再生氢能的生产可能会发生在当今油气田以外的地方。虽然一些现有的基础设施可以重新利用，但这种重新利用的技术挑战和经济成本应该从一开始就考虑在内。
•帮助发展中国家尽早部署氢能技术可以改善所有国家的能源安全，同时防止全球脱碳差距扩大。多元化的氢能市场将降低供应链风险并提高所有人的能源安全。获得技术、培训、能力建设和负担得起的资金将是充分发挥氢能在全球能源系统脱碳和促进全球稳定与公平方面潜力的关键。建立氢能贸易关系可以为在可再生能源丰富的国家建立氢能价值链、刺激绿色产业和创造就业机会开辟新的可能性。
•全球努力的重点应该是提供最直接的优势和部署可实现规模经济的氢能应用，特别是在未来几年。优先考虑氢能是最佳（也许是唯一）替代品的高需求应用，更有可能具有成本效益，并且不易受到新兴市场风险的影响。一个可能的例子是支持在已经使用氢能的工业应用中加速向绿氢转变，如炼油、氨和甲醇的生产。
•根据氢能的开发方式，氢能对可持续发展既有积极影响，也有消极影响。“人类安全”的概念经常被用来描述地缘政治不稳定的根源，以解释气候变化、贫困和疾病等威胁，这些威胁可能破坏国家内部和国家之间的和平与稳定。展望未来，重要的是要更好地了解全球威胁和脆弱性的多维性质，以预见和化解大规模部署氢能可能带来的某些风险。
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