另一种用于能源发挥的氢气预计会失败，这次是在船用燃料中

每周都会有关于一些新的氢能源游戏的惊人公告。这可能是一条 121 公里的氢客运列车路线。这可能是一份谅解备忘录，也许在未来的某个时候，在纳米比亚建造大量可再生能源来制造氢气。这可能是关于一架飞机用一个由氢驱动的螺旋桨飞行十分钟。

不那么气喘吁吁地宣布和大肆宣传的是一个又一个计划的悄悄放弃，因为他们没有成功。

今天早上让我想起这一点的是 Equinor、Air Liquide 和 Eviny 宣布完全放弃他们的挪威绿色氢运输燃料项目。他们在一家 Equinor 炼油厂旁边选了一个地点，他们将在那里建造一个电解厂，每天生产 6 吨液化氢。

电解每吨氢气约 50 兆瓦时，即每天约 300 兆瓦时。大约三分之一的氢能将其液化，这又是 67 MWh 左右。为设施中的其他一切添加能量，我们称之为每天 380 兆瓦时左右。假设生产相当稳定，那将是每年约 140 GWh。根据利用率，电解槽本身会在 12.5-20 MW 范围内。

他们一直在为主要用户支付工业价格，按过去 15 年的平均费率计算，每兆瓦时约为 58 美元。这涵盖了多个发电来源、输电、稳固和监管价格。那将是每年约 800 万美元，仅用于电力。这相当于每吨液态 H2 约 3,700 美元，或每公斤约 3.70 美元。这种电力成本不会下降。它已经是现存甚至可能存在的最低电价之一，直到后期电网脱碳，大量可再生能源、高压直流电和储能大部分都已摊销。那是 2100 左右，可以安全地忽略。

顺便说一下，这只是运营成本。假设利用率为 80%，则电解槽将在 16 MW 范围内。正如 IEA 干巴巴地指出的那样，“目前碱性电解槽的资本支出要求在 500-1400 美元/kWe 范围内，PEM 电解槽在 1100-1800 美元/kWe 范围内，而固体氧化物电解槽 (SOEC) 电解槽的估计范围为2 800-5 600 美元/kWe。”假设该范围的下限，我们假设每千瓦 1,200 美元，这表明电解槽的资本支出仅为 1,900 万美元左右。在几年内摊销每年可能增加 400 万美元，使氢气的成本高出约 50%，在每吨 5,600 美元的范围内。电解槽很可能会变得更便宜，但它们不会出现在每一盒 Cracker Jacks 中。

当然，还有工厂其余部分的资本支出，包括电解槽周围所需的 27 多个工业部件，然后是多级液化过程。这可能加起来可能是昂贵的电解器组件成本的三倍，或者另外 6000 万美元，这又变成每年 800 万美元的摊销成本。这本身就使运营成本翻了一番，将基础成本 3,700 美元变成了每吨液态 H2 约 9,300 美元，或每公斤未交付约 9.30 美元。这最后一个不会变得更便宜。这些已经是商品化的工业产品。它们已经尽可能便宜了。

这都是 2021 年大张旗鼓宣布该项目时可用的简单数学。并不是说有人拿出餐巾纸和 Bic 笔来做这件事。那有什么好玩的？

该项目立即入围欧洲大型氢能创新基金，即 57 亿美元的 IPCEI Hy2Tech 计划。是的，如果舌头属于可以用它在樱桃茎上打结的人，欧洲人真的知道如何给项目命名，这样他们就可以从舌头上滚下来。

当然，这是一个诱饵和转换项目，至少对 Equinor 而言是这样。文件明确表示，实际意图是通过SMR的蒸汽重整来制造蓝色氢。这就是石油和天然气巨头大力推动氢气发展的全部原因。虽然他们不会公开甚至可能不会为像 Aurora 这样的项目做餐巾纸数学，但他们确实知道没有办法让氢成为一种能量载体，也没有办法在可以想象的最遥远的时间线内用可再生能源和电解来制造氢。

到 2100 年的氢需求预测，作者绘制的图表

让我们做一点数学，好吗？目前，我们每年生产约 1.2 亿吨氢气。我预测，在我们摆脱最大用户 3800 万吨炼油厂，减少第二大用户氨基肥料 3100 万吨，并加入炼钢后，氢需求仍然存在，这表明我们将需要 9500 万吨2100 年每年氢吨数。

以每吨 50 兆瓦时计算，在最终游戏中，仅用于工业用途的氢就有 4,800 太瓦时。 1.2亿吨要全部清理干净？那是 6,000 太瓦时。 2021 年，包括风能、太阳能、水力、生物质能等在内的所有来源产生了多少可再生电力？约 8,000 太瓦时。仅仅清理现有的氢气用途就需要我们多建造 60% 到 75% 的可再生能源。

让我们再做一些数学运算。每天消耗多少桶石油？大约9400万。其中约 25% 用于制造耐用产品和工业原料，而不是燃烧造成空气污染和气候变化，对社会更有益。每天还有大约 7000 万桶燃料需要更换。

需要多少氢气才能取代它？那么，一桶油大约有 6,120 MJ，一公斤氢气大约有 120 MJ，所以你需要大约 51 公斤的氢气。让我们打消疑虑，假设燃料电池比内燃机具有更高的能源效率，这使我们减少到约 31 千克氢气来替代一桶油中的燃料。这意味着我们需要大约 220 万吨氢，这听起来很合理，直到你记得那是每一天。这意味着我们每年将需要大约 8 亿吨氢气，大约是当今全球总产量的七倍。

当然，这将需要我们在整个人类社会历史上建造的所有可再生电力的五倍多，并且没有留下任何东西用于照明、制冷、空调或服务的数据中心等小东西我们的猫视频。

现在，我们所有氢气的 99% 来自化石燃料，主要是天然气，但也有煤，碳排放量更严重。这是全球所有航空领域的气候变化问题。解决这个问题需要我们将可再生能源发电量增加近一倍。使氢成为能源需要氢的倍数。

人类实际上无法做到这一点。绿色氢替代化石燃料没有明智的经济途径。但是，如果化石燃料行业能让人们相信，他们一直需要燃烧某些东西来获取能量，而氢就是这种东西，那么他们就可以将消耗能量的碳捕获技术固定在他们的蒸汽重整和煤气化厂中，修复一小部分上游排放，花费大量游说资金，让政府相信蓝色氢是一种气候解决方案。

瞧，他们的化石燃料储量不再值 2 美分一美元，突然间它们变得更值钱了，因为它们会将制造蓝色氢的额外成本转嫁给世界。 Aurora 靠近 Equinor 的炼油厂开始变得更有意义，不是吗？

但 Equinor、Eviny 和 Air Liquide 遇到了麻烦。他们开始尝试向挪威航运业出售液态氢。航运业研究了氢气的能量密度（非常低）和与当前燃料相比氢气的成本（非常高）以及加注液态氢的挑战（一长串），并表示absolutt ikke 。

在敲了很多门之后，他们没有收到非常昂贵、很难加注燃料、很难在船上携带液态氢的订单。并且大概他们没有得到足够的 57 亿美元的欧洲氢资金。因此，在 2022 年底暂停该项目后，他们上周完全关闭了商店。

顺便说一句，这并不意味着航运业已经吸取了有关氢的教训。马士基押注绿色甲醇，购买了一批双燃料船，并承诺提供一些绿色甲醇来源。由于多种原因，这种燃料存在问题，但从对 Aurora 设施的分析中可以明显看出最大的一个问题，即需要以巨大的成本电解水来制造氢气。除去液化，再加上从某处获取二氧化碳和甲醇的制造过程，成本差不多，可以说是非常昂贵。而甲醇的能量密度是柴油的45%，所以燃料加注需要扩建2.2倍，减少港口面积，船上的油箱需要扩建2.2倍，不能直接重复使用现有燃料加注，因为在过渡完成之前，我们仍然需要当前的燃料。由于这些原因，绿色甲醇仍然不在我的海洋能源替代品清单中。

哦，Methanex 的诱饵转换 95% 天然气/5% 生物甲烷甲醇甚至不是一个可行的替代品。这只是一家公司和行业的令人震惊的绿色清洗，他们希望甲醇销量增长三倍，并且在他们过去关注的地方有美元符号。

其他人正在考虑的另一种选择是绿色氨。你猜怎么了。更多绿色氢。同样的成本挑战。能量密度甚至低于甲醇。这是一种绝对可怕的健康危害，当接触到水时会更糟。正如一位负责三个港口和一堆城市的荷兰公共卫生官员最近所说，在港口加注氨气会导致泄漏时数万人死亡的风险，他不能了解为什么甚至要考虑它。

就我个人而言，我花了很长时间来研究海洋脱碳的丛林并得出一个意见。在我深思熟虑后，它最终将成为所有内陆航运和三分之二的短途海运的电池，其余的将成为生物燃料。绿色氢将补充一些生物燃料工艺，但仅此而已。绿色氢的经济学表明，完全不需要氢的生物燃料途径会更便宜。

绿色氢能源计划都遇到了同样的问题：没有人愿意购买这些东西，而且政府也没有拿出数万亿美元来补贴它们。每当电子表格骑师介入时，绿色氢气就会作为一种可行的能源选择而落在桌面上。我们将用电力替代我们燃烧的绝大部分石油，但我们将通过并网和电池更直接、更有效地做到这一点，这样我们就不必建造荒谬数量的可再生能源。预计会有更多关于关闭能源项目氢气的公告，比如最近来自 Equinor、Air Liquide 和 Eviny 的项目。并期望它们不会像新氢能源公告那样受到那么多的压力。

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