韩国欲主导氢能市场,底气何来?

2021-12-06 22:09 | 中国船检 国外造船


2021年10月7日,韩国政府公布了旨在发展氢能产业的“氢能领先国家愿景”,争取到2030年构建产能达100万吨的清洁氢能生产体系,并将清洁氢能比重从之前的40%提升至50%,以主导全球氢能源市场。10%并不是小数目,这让人不禁要问,韩国哪里来的底气,一下子将比重提升10个百分点?韩国近年来在氢能应用方面的成果真的足以支撑其完成这雄心勃勃的目标吗?

韩国氢能蓝图

据韩联社报道,韩国总统文在寅在政府公布“氢能领先国家愿景”同日出席相关活动时表示,从碳能经济转型为氢能经济是大势所趋,将“凝聚所有国家力量”,争取韩国主导全球氢能经济。此外,韩国政府计划大幅提高相关预算,明年将投入1.3万亿韩元(约合人民币70亿元)。

根据计划,韩国政府将打造覆盖生产、流通、应用的氢能生态环境。在生产领域,政府将构建清洁氢能生产体系,争取可再生氢的年产量在2030年和2050年分别达到100万吨和500万吨,并将氢气自给率升至50%。流通方面,韩国政府计划提前实现氨动力船舶和液态氢运输船商用,为氢能进口打下基础,并扩充氢能充电站等基建设施。应用方面,韩国政府将氢燃料汽车技术广泛应用到移动出行工具,还将进一步扩大氢能发电规模。此外,政府将致力于培养行业人才,发展30家跨国氢能企业,从而创造5万个工作岗位。韩国政府计划基于上述内容制定“氢能经济落实基本计划”,并在11月举行的氢能经济委员会第四次会议上最终敲定计划。

值得一提的是,占据韩国全国92%燃气市场份额的国内最大燃气运营商韩国天然气公司KOREA GAS(以下简称KOGAS)积极响应政府规划,同步制定了自己的“氢能事业发展路线图”,KOGAS拟投资超过40亿美元,用于建设制氢工厂、运输车、氢气管网,同时在全国建设配套加氢站。KOGAS的研发部门还将在氢气充装、大规模氢气制备、氢气有机存储等方面投入科研力量。按照KOGAS氢能事业路线图,到2022年,韩国预计氢气需求量47万吨,KOGAS通过建造制氢厂和加氢站,抢占100%的市场份额。到2030年,韩国预计氢气需求量194万吨,KOGAS力争抢占其中89%的市场份额。到2040年,KOGAS想要建立一个成熟多样化的氢气生产分销工业生态系统,并力争销售345万吨氢气,市场占有率65.75%。此外,KOGAS在政府发布“氢能领先国家愿景”前举办的“KOGAS 2021:新时代”活动中,对外宣布了公司在氢能和新业务领域的推广战略,包括海外绿色氢生产和引进等特定业务战略。KOGAS立志成为引领未来100年的绿色环保型能源公司,并展示了其向B2C公司转型的发展蓝图。

KOGAS也制定了企业2030年发展愿景,旨在向世界提供环保能源,创造以人为本的绿色生活的公司(H₂KOGAS)。按照计划,公司将在2030年实现营业利润突破3万亿韩元,达到83万吨/年的氢气供应能力。此外,KOGAS正在寻求从澳大利亚和东南亚进口氢气,计划到2030年建设152个加氢站。最近,KOGAS与西门子能源签署了一项协议,在氢能业务的所有领域开展密切合作,以追求绿色氢的生产及其在发电中的应用。其中包括国内规模化绿色氢生产供应示范项目、氢涡轮发电、海外绿色制氢与运输战略联合研究及技术开发等,以确保KOGAS氢能业务的竞争力。

当下,在全球经济存在极大不确定性、环保要求日趋收紧的大背景下,全球能源行业已行至变革路口,正向着可再生、生态友好型能源转变。全球能源公司都在积极思考能源转型以应对新变化,为确保技术竞争力积极开展研发,抢占未来市场先机。显然,韩国也已敏锐感知到,并加快了步伐,期望在新一轮的竞争中抢占引领位置。

韩国底气从何而来

梳理韩国近年来在氢能应用方面持续发力所取得的成效不难发现,其提高目标的确是有底气来源的。

氢能上船方面,为积极应对海事环保新规,韩国政府从今年开始实施有关促进环境友好型船舶开发和普及的法律,同时发布了韩国绿色船舶中长期规划——《2030 Greenship-K推进战略》(2030 Greenship-k Promotion Strategy),该战略主要推动方向涉及先进环保船舶技术研发、完善新技术产业应用的试验基础条件、推进韩国型实船验证项目、燃料供应基础设施及操作体系建设、绿色船舶普及推广、建立绿色船舶市场生态体系等六大方面;主要推进措施包含科研项目支持、国内新造船支持、政策性金融支持、标准制定等多种手段,进一步表明韩国政府和社会各界全面支持造船和船配企业向绿色转型的决心。该战略将氢能定为船舶燃料应用长期目标。此外,根据这一战略,韩国将在2021年到2025年的5年内共投入364亿韩元,推进环保船舶测试平台的开发,在2025年年底前开发出全球首个能够对一艘实证船舶上的电力、氢能等多种船舶推进装置进行试验和实证的万能测试平台。2021年4月份,现代重工提出将围绕现有船舶能效指数(EEXI)和碳排放强度指数(CII)研究最佳解决方案,围绕全寿命周期研究减少船舶二氧化碳排放的方法,同时开发氢/氨动力船舶。这被视为韩国在氢动力船舶研发方面迈出的重要一步。同时,韩国政府还计划在该项目推进期间在木浦南港建设一座占地面积达5000平方米的试验研究楼。如果该项目在2025年得以顺利完成,相关环保船舶建造企业和研究机构等将以低廉的费用在该设施进行技术验证。2021年3月,现代重工集团负责造船业务的二级控股公司韩国造船海洋(KSOE)与韩国船级社(KR)签署了开发氢能船舶设计及安全规范的业务合作协议。根据协议,双方将共同开发制定全球首个氢能船舶国际标准,并在2022年年底之前提交给国际海事组织(IMO)。

燃料生产及供应方面,2021年3月,现代重工集团的控股公司现代重工控股公司与沙特阿美(Saudi Aramco)签署了氢能燃料及氨能燃料相关业务合作协议。根据协议,双方将联手推进环保氢能及氨能燃料项目,并将以此进一步深化双方在造船领域的合作。按照协议,现代石油银行计划从沙特阿美进口LPG,并通过氢气生产设备生产出“蓝氢”,用于脱硫设备或作为汽车、发电燃料出售,在生产过程中产生的二氧化碳则将供应给沙特阿美。现代石油银行计划,到2040年前建设300个加氢站,并打造氢能销售供应网。2021年6月底,韩国国内首次“氢燃料电池动力系统适用运行”实证实验在蔚山正式启动,将在两艘小型船舶上搭载上韩国自主开发的氢燃料动力电池组,以检验其性能和安全性,并制定获得型式认可的安全标准。由于韩国现行关于氢气的相关标准和法规仅局限于汽车领域,并未制定氢燃料电池船舶型式认可所需的安全标准,因此,韩国方希望通过这次实证实验,为制定小型氢燃料电池船舶的安全标准以及船用氢气充电站的建设奠定法律依据,为本国的氢气发展奠定基础。

韩国氢能经验

在当下能源转型的档口,其实不止韩国,全球各国及地区都瞄准了氢能,并制定颁布了一系列规划和标准,以更好地引导氢能的发展应用。由于是新的应用,各国发展路径不尽相同,且各具特色。

中国,攻克核心技术。氢能船舶(氢动力船/氢燃料电池船)发展在我国获得了国家层面的政策支持。2020年6月,交通运输部发布《内河航运发展纲要》,提出鼓励探索发展燃料电池动力船舶,研究推进氢能等应用。氢能还被写入“十四五”规划和2035年远景目标纲要。中国海事局也制定了《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则(征求意见稿)》,以期在借鉴国内外经验、结合实船技术方案并充分研究论证的基础上,对船舶使用氢燃料电池系统的布置、系统设计、燃料储存、加注系统等方面进行规范。中国船级社(CCS)编制发布了《船舶应用替代燃料指南》。实践方面,2019年底,中国船舶集团发布了全球首艘2000吨级氢燃料试点船舶设计方案,该方案获得了CCS颁发的原理认可(AiP)证书。2021年初,武汉众宇动力系统科技有限公司获得了由CCS颁发的首张船用燃料电池产品型式认可证书,不仅填补了国内空白,也标志着氢燃料电池船舶商业化应用向前迈进了一步。

欧洲,示范应用。欧洲国家一直比较偏向于应用探索,例如由挪威海事业集团威尔森(Wilhelmsen)联手多家欧洲合作伙伴共同进行的创新氢动力船舶项目HySHIP,将设计和建造一艘以绿色液态氢(LH2)为燃料的示范滚装船,并建立一个可行的液态氢供应链和燃料供应平台。具体而言,该项目旨在降低整个欧洲更广泛地转向液态氢作为船舶推进系统的开发和运营成本。丹麦航运公司DFDS将与合作伙伴共同开发氢动力渡船“EuropaSeaways”号(暂时命名),该项目将开发一种由氢燃料电池系统驱动的滚装客渡船,这种氢燃料电池系统能够产生23兆瓦电力,只排放水,每年能够减少64000吨二氧化碳排放。该船有望在2027年投入运营。

日本,整体齐发。总体规划方面,日本国土交通省发布的《日本航运零排放路线图》提到“C-ZERO JAPAN”零排放概念船,其中之一即是设计液化氢燃料动力船。日本经济产业省发布的《2050碳中和绿色增长战略》也提出,到2050年将现有传统燃料船舶全部转化为氢、氨、液化天然气(LNG)等零/低碳动力船。船舶方面,2019年底,日本川崎重工旗下神户工厂建造的全球首艘液化氢运输船“SUISO FRONTIER”号下水。今年年初,日本船企川崎重工宣布开工建造全球首艘大型液化氢运输船。该船采用川崎重工自主研发的动力系统,利用燃烧氢气产生的蒸汽带动轮机为船舶提供动力。同时,还将装配4个可分别储存4万立方米液化氢的储罐。发动机方面,今年4月,川崎重工、洋马发动机公司和日本发动机公司(J-ENG)联合宣布,三家公司将合作共同开发全球首台用于大型船舶的船用氢燃料发动机,目标是每家公司都能够在2025年前后将氢燃料发动机推向市场。2021年8月,川崎重工联合洋马动力技术有限公司和日本发动机公司成立HyEng公司,以研发并销售应用氢燃料船用发动机。与此同时,HyEng公司还将致力于氢燃料供应系统国际标准和规则的制定、氢燃料供应系统的整合以及氢燃料发动机的维护和运行。

那么,韩国发展氢能的特色是什么呢?中国船舶集团经济研究中心专家宋固博士表示,由于能源资源匮乏,韩国能源严重依赖进口,其非常重视可再生能源的开发利用,从近年的发展来看,韩国已全力押宝氢能路线。宋固博士从五个方面总结提炼了韩国发展氢能的特色。

首先,把发展氢能上升到国家战略,并制定宏大的目标愿景。认定发展氢能是从根本上改变韩国国家能源体系的黄金机遇,2019年初韩国发布《氢能经济发展路线图》,提出要在2030年进入氢能社会。其远期规划的燃料电池汽车和加氢站目标位于全球前列。2021年2月,韩国政府颁布的全球首个促进氢经济和氢安全的管理法案《氢经济促进和安全控制法》正式生效。包括本次颁布的“氢能领先国家愿景”,都为韩国描绘了宏伟的氢能蓝图。

其次,支持技术创新研发,保持领先优势。韩国政府大力支持氢能源技术,保持长期研发,早在2003年就将氢能定位于韩国“21世纪前沿科学计划”的主攻技术领域之一。2018年,韩国政府将氢能经济与人工智能、大数据并列为三大战略投资领域,力争在氢能生产、运输、存储、使用等全部领域占得先机。

第三,政府专门设置相关职能部门,推进氢能发展。在韩国工业部下设置了帮助氢能发展的可再生能源部、负责氢能汽车发展与分销的汽车与航空部、负责加氢站安全的能源安全部;在国土交通部下设置了负责加氢站布局的道路运营部和负责氢能汽车安全工作的汽车管理部;在环境部下设置了负责加氢站建设的清洁空气规划部。

第四,设置高额补贴,扶持氢能快速发展。韩国燃料电池汽车补贴比例超过售价的60%,加氢站补贴达建设费用的50%(上限880万人民币)。2019年,韩国实现燃料电池汽车销量和燃料电池发电装机全球第一。韩国计划在2021年开始用燃料电池车取代燃油警车。

第五,企业界全力支持。2018年,韩国政府和相关企业决定未来5年投资2.6万亿韩元(约合150亿人民币),建立公私合作伙伴关系,加快燃料电池汽车生态系统发展,增加加氢站数量。2021年,现代汽车、SK、POSCO、韩华、晓星5家大企业集团计划到2030年在氢能领域投资43万亿韩元(约合人民币2230亿元)。

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