用啤酒发电:澳大利亚出口受阻,卖不出去的啤酒倒入废水处理厂
受疫情影响,澳大利亚出口贸易大幅萎缩,经济状况持续下行。到目前为止,澳大利亚国内各餐馆和酒吧已经关闭了5个月,餐饮业受到沉重打击。
据美国有线电视新闻网(CNN)报道,由于消费市场萎缩,澳大利亚现有成吨的啤酒堆积如山,无法售出。南澳大利亚州甚至用过剩的啤酒和麦芽酒为污水厂供电。近期,在南澳首府阿德莱德市,为了解决积压在仓库的啤酒和过期的麦芽酒,政府决定将数百万升的啤酒转化成可再生能源,为该市的废水处理厂提供电力。这项措施的大致流程是先把工业废料、废水同啤酒混合起来,它们在一定温度下可产生沼气,沼气通过热能转化为电能,这样就能为污水处理设施供电。
据阿德莱德市当地媒体报道,用啤酒产生的沼气转化而来的电能能够解决污水处理厂80%以上的供电需求。阿德莱德市市长马丁·赫斯对此表示赞赏,称这一举措很好地解决了啤酒过剩和电能不足的问题,可谓是一举两得。南澳污水处理公司经理丽莎·汉南特说道:“我们每周添加15万升啤酒用来发电,效果很好。事实上,在今年5月份,污水处理公司就生产了约35万立方米的沼气,这打破了我们去年的记录。”丽莎称,这足以为当地1200户的家庭提供用电。
据悉,澳大利亚最大的啤酒生产商“狮王啤酒”近日表示,该公司将清空超过9万桶的仓储啤酒,将其用于新能源发电。这会给啤酒厂带来了巨额损失,不过澳方政府表示,这将给当地居民带来新的“福祉”,值得各大企业效仿。
作者:张均益
法国
法国在能源方面最大的特征是核能大国。一次能源中有4成多是核能,并向多个国家出口电力。另一方面,法国国内资源贫乏,石油、天然气和煤炭的大部分都要依靠进口。
其能源政策的基本方针是,能源自给、实现有竞争力的能源价格、削减温室气体、向全体国民提供能源等,其中心措施为推进核能。
法国也在推进采用可再生能源。
欧洲风力能源协会的调查结果显示,2010年法国采用了108.6万千瓦的风力发电设备,2010年年底发电规模达到了566万千瓦。2009年的装机容量规模在欧洲仅次於西班牙和德国,累计规模也排名第四。
法国政府一直从潜在能力、供电能力及景观等方面考虑,指定可建设风力发电设施的地区。从地区来看,在北部的皮卡第(Picardie)、洛兰(Lorraine),中部Centre地区,西北部布列塔尼(Bretagne)等地区,采用风力发电发展较快,在今后的计划中,也是在这些地区以及香槟-阿登地区(champagne-ardenne)的预定建设项目多。
法国今后将继续扩大利用可再生能源。法国政府描绘了这样一幅蓝图,到2020年使风力发电的采用规模扩大到2500万千瓦,把其培育成可与水力发电相媲美的电力资源。
加拿大
加拿大河流和湖泊众多,这也使得该国成为世界第二大水力发电国家,全国能源的60%都来自水 力发电。不过目前加拿大的水力发电仍有很大的潜力可挖。根据加拿大今年2月的一份报告,该国从2011年到2030年间将投入3475亿加元用於建设新的电力设施。而根据以往的经验,很大一部分投入将用於建设水力发电站上。
加拿大还是世界上第六大利用风能发电的国家。近两年来,加拿大风能发电经历了大幅度的发展。到2011年12月,加拿大风能发电约达5177兆瓦,风能发电约占加拿大电力需求的2%。加拿大风能协会预计,在15年的时间内该国风能发电能翻10番,在电力需求的比例能占到20%。到2050年,风能工业预计将给加拿大创造52000个新的工作岗位。
美国
美国再生能源发电占新发电容量比重渐增。美国联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)能源计画办公室最近公布的”能源结构更新”资料显示,2013年10月份太阳能、生质能源和风力合计的新发电容量为694百万瓦,占全部新上线发电的99.3%。
10月份的新发电容量中以12座共504百万瓦容量的新太阳能发电站占72.1%居先,其後为4座生质发电站(124百万瓦,占17.7%)和2座风力发电场(66百万瓦,占9.4%)。
2013年前10个月内再生能源(生质、地热、太阳能、水力和风力发电)共占新发电容量的32.8%,比燃煤发电(1,543百万瓦,12.5%)、燃油发电(36百万瓦,0.3%)高出很多。
2013年1月至10月太阳能发电占新发电容量的20.5%(2,528百万瓦),是上年度同期(1,257百万瓦)的两倍多。然而,天燃气则以6,625百万瓦的新发电容量占53.7%居前。
2013年前10个月的各能源全部17,008百万瓦新发电容量则较上年度同期的12,327百万瓦衰退27.5%之多。
至目前为止,再生能源约占全美营运发电容量的16%,包括:水力为8.3%、风力为5.21%、生质为1.32%、太阳能为0.59%、地热为0.33%,大於核能(9.22%)和燃油(4.06%)两项的合计。
另外,美国能源部的美国能源资讯署发行的最近一期电力月刊(Electric Power Monthly)指出,2013年前三季,再生能源发电占净发电的12.95%(水力--6.90%、风力--4.03%、生质--1.40% 、地热--0.41%、太阳能--0.21%)。
俄罗斯
除核电外,俄罗斯的其他非化石能源模式也方兴未艾。“俄罗斯可再生能源潜力巨大。”
俄罗斯每年产生1亿吨生物废料用于发电,目前,这些生物质能可产生3亿兆瓦时的电量。另外尽管俄罗斯不是世界上太阳能最丰富的国家,但小型太阳能发电机却广受欢迎。他们在自己住宅或别墅安装太阳能装置。
水电在俄罗斯电力结构中起到很大作用,被视为保证国家统一电力系统可靠性的关键因素。俄罗斯已投入运行的水电装机容量为49.7吉瓦,其中装机容量大于10兆瓦的水电站有85座。为了实现到2020年水电装机达60吉瓦的国家电力战略目标,俄罗斯国有水力发电公司正在加大水电开发力度。
而虽然俄罗斯拥有巨大的非化石能源潜力,但正在运行或待建的项目屈指可数。阻碍俄非化石能源发展的因素来自多方面。首先,受丰富的传统能源石油、天然气的影响,俄政府很难改变原有的能源结构,非化石能源领域缺乏先进技术和专业人才。其次,政策上,缺少相应的财政机制和优惠的税收政策。再者,可再生能源也有自己的劣势,如光伏发电受昼夜和季节变化影响较大;生物质发电占地面积大、效率低等。另外,建设非化石能源电厂要比建设常规火电厂造价昂贵,投资回报期也长。
近几年,在世界范围内可再生能源技术蓬勃发展,许多国家都走向了自己的非化石能源时代。眼看各国争先恐后地发展非化石能源,俄罗斯也不甘人后。为达到非化石能源战略预定目标,俄政府计划在2020年前拨出3万亿卢布用于发展可再生能源发电。其中,5000亿卢布为国家预算资金,2.5万亿卢布为私人投资者资金,未来装机能力将达200亿瓦。其中,80亿瓦装机能力主要是生物质发电;70亿瓦为风能发电;40亿瓦为小型水力发电;10亿瓦为小型模块式发电、地热发电、潮汐发电、太阳能发电等。俄罗斯能源部也称,目前正在制定可再生能源等一系列相关法律条例,用于扶持太阳能、风能和生物发电。
澳大利亚
澳大利亚得天独厚的自然资源,为其发展清洁能源奠定了雄厚物质基础。澳拥有100余座水电站;建有61个风电场、1353个风力发电机组,总装机容量约为2500兆瓦。作为全球光照资源最为丰富的国家(90%以上的地面光照强度超过1950千瓦时/平方米),其太阳能发电特别是光伏产业的发展潜力巨大。2011年,光伏发电能力达1.4吉瓦,其中新增837兆瓦,成为世界光伏增量最大的十个市场之一。澳大利亚的生物质、波能和热岩地热等资源也十分丰富。
澳大利亚是首个提出“可再生能源目标”的国家。到2020年,可再生能源发电量在总发电量中的比重要从目前的8%提升至20%,即达到45000吉瓦时。权威机构据此预测,未来10年内,澳大利亚的可再生能源发电规模至少应达到20吉瓦(其中光伏安装容量将达到5吉瓦),是现有规模的5倍,将创造360亿澳元的投资机会。
它同时是全球利用太阳能能源最为广泛与先进的国家之一,太阳能技术被广泛的应用在工业,农业,民用设施等领域。自1990年代开始後,澳洲大量兴建太阳能发电厂以取代核电站的作用,太阳能能源与风力发电在全国被大力推广。此外墨尔本亦是世界上第一个使用太阳能动力供给城市交通灯以及储存太阳能供应路灯电力的城市。
历史上澳大利亚和新西兰都是英属殖民地,因此在第一次工业革命时候促进了当地的经济发展,占据了经济优势。
新西兰2006年国内生产总值为1038.73亿美元(2006年,世界第53名);人均29,698美元(世界第27名);人类发展指数为0.943(高,世界第19名,有所上升)。
畜牧业是新西兰经济的基础,新西兰农牧产品出口量占其出口总量的50%,羊肉、奶制品和粗羊毛的出口量均居世界第一位。新西兰还是世界上最大的鹿茸生产国和出口国,生产量占世界总产量的30%。
矿藏主要有煤、金、铁矿、天然气,还有银、锰、钨、磷酸盐、石油等,但储量不大。石油储量3000万吨,天然气储量为1700亿立方米。森林资源丰富,森林面积810万公顷,占全国土地面积的30%,其中630万公顷为天然林,180万公顷为人造林,主要产品有原木、圆木、木浆、纸及木板等。渔产丰富。工业以农林牧产品加工为主,主要有奶制品、毛毯、食品、酿酒、皮革、烟草、造纸和木材加工等轻工业,产品主要供出口。
农业高度机械化。主要农作物有小麦、大麦、燕麦、水果等。粮食不能自给,需从澳大利亚进口。畜牧业发达,是新西兰经济的基础。畜牧业用地为1352万公顷,占国土面积的一半。乳制品与肉类是新最重要的出口产品。粗羊毛出口量居世界第一位,占世界总产量的25%。新西兰渔产丰富,是世界第四大专属经济区,200海里专属经济区内捕鱼潜力每年约50万吨。除了主要产业食物加工业(肉类与乳品)与工业之外,新西兰的食物加工技术、电讯、塑料、纺织、林木制品、电子、登山用品与服饰等方面的竞争力也越来越来强。近年来,特殊生活风格用品的业者,如帆船,也在急速增长。新西兰的股票指数NZX上各式各样的公司,正反映了这些产业。
澳大利亚是一个后起的发达资本主义国家。
2005年国内生产总值(GDP)全球排名第14,在经济合作与发展组羊毛修剪工在埋头剪羊毛织(OECD)国家排名中列第11。澳农牧业发达,自然资源丰富,有“骑在羊背上的国家”和“坐在矿车上的国家”之称,澳大利亚长期靠出口农产品和矿产资源赚取大量收入,盛产羊、牛、小麦和蔗糖,同时也是世界重要的矿产资源生产国和出口国。农牧业、采矿业为澳传统产业。
澳大利亚的高科技产业近几年有较快发展,在国际市场上竞争力有所提高。自1970年代以来,澳经济经历了重大结构性调整,旅游业和服务业迅速发展,占国内生产总值的比重逐渐增加,目前已达到70%左右。近年来澳经济持续增长,2005年经济增长率为3.2%,从1997年至今的十年内,国内生产总值平均增长率为3.6%。经济存在的突出问题是国民储蓄率偏低,澳大利亚在1980年代初期受国际外部环境影响,曾经历经济衰退,1992年的失业率曾高达12%,经过政府和国民的不懈努力,过去十多年澳大利亚的经济持续好转,政府财政扭亏为盈,随着政府出现财政盈余,澳大利亚自2001年开始每年逐步降低个人所得税,到2008年年中,失业率下降到二十年来的最低水平。澳大利亚主要的经济数据如下:国内生产总值:7730亿美元(2007年度)人均国内生产总值:37,300美元(2007年度)国内生产总值增长率:4.3%(2007年度)失业率:4.2%(2007年10月)货币汇率:1澳元=0.70美元(2009年3月)
【工业】澳大利亚的工业以矿业、制造业和建筑业为主。2004/2005财年矿业产值340.42亿澳元,占国内生产总值的4.1%。制造业产值883.24亿澳元,占国内生产总值的10.6%。建筑业产值537.12亿澳元,占国内生产总值的6.5%。
【农牧业】澳大利亚农牧业很发达,农牧业产品的生产和出口在国民经济中占有重要位置,是世界上最大的羊毛和牛肉出口国。2004/2005年度,农牧业产值达231.68亿澳元,占国内生产总值的2.8%;农牧业用地4.4亿公顷,占全国土地面积的57%。2004年农牧业就业人数34.6万人。主要农作物有小麦、大麦、油籽、棉花、蔗糖和水果。
【服务业】服务业是澳大力亚经济最重要和发展最快的部门,2004/2005年度,服务业产值5954.46亿澳元,占澳国内生产总值的65.3%,就业人数699万人,占全部就业人数的74%。服务业中产值最高的行业是房地产及商务服务业、金融保险业,分别占服务业总产值的10.3%和8%。1997-1998年度至2002-2003年度的5年间,服务业实际增长22%,其中房地产及商务服务业增速最快,分别比5年前实际增长31%,年均增长率为6%。其次是通讯服务业,实际增长29%,年均增长率为6%。增长最慢的行业是教育,实际增长9%。
【对外贸易】澳大利亚对国际贸易依赖较大。2004/2005财年澳外贸总额3501.5亿澳元,约占GDP的42%,同比增长12.7%。贸易逆差为255亿澳元,同比减少14亿澳元。其中出口额1623.08亿澳元,进口额1878.42亿澳元。出口总额中,商品出口约占76%,服务贸易出口占约24%。澳大利亚与130多个国家和地区有贸易关系。2004/2005年度,澳主要贸易伙伴依次为日本、中国、美国、韩国、新西兰、新加坡、英国、德国、中国台湾地区和泰国。
【自然资源】澳大利亚的矿产资源、石油和天然气都很丰富,矿产资源至少有70余种。其中,铅、镍、银、钽、铀、锌
文/熊华文 符冠云,国家发改委能源研究所,环境保护
当前,世界各国都在加快推进氢能产业发展,初步形成了四种典型模式,即以德国为代表的“深度减碳重要工具”模式,以日本为代表的“新兴产业制高点”模式,以美国为代表的“中长期战略技术储备”模式和以澳大利亚为代表的“资源出口创汇新增长点”模式。我国在推动氢能产业高质量发展的过程中,应充分参考借鉴国际经验,进一步明确“初心”与“使命”、目标与路径,以推进能源革命为出发点,构建“大氢能”应用场景,统筹推进氢能产业技术与市场、供应与需求的协调发展。
氢能作为二次能源, 具有来源广泛、适应大范围储能、用途广泛、能量密度大等多种优势。随着氢能产业的兴起, 全球迎来“氢能 社会 ” 发展热潮,欧盟、日本、美国、澳大利亚、韩国等经济体和国家均出台相关政策,将发展氢能产业提升到国家(地区)战略高度,一批重大项目陆续启动,全球氢能产业市场格局进一步扩大。对我国而言,加快发展氢能产业,也有现实而迫切的意义。具体来看, 发展氢能产业是优化能源结构、推动能源转型、保障国家能源安全的战略选择,是促进节能减排、应对全球气候变化、实现绿色发展的重要途径,是超前布局先导产业、带动传统产业转型升级、培育经济发展新动能、推动经济高质量发展的关键举措。
2019年是我国氢能发展的创新之年,“理想照进现实”特点明显— 战略共识基本成形, 探索 的步伐正在加快, 先进理念、技术、模式层出不穷。超过30个地方政府发布了氢能产业发展规划/ 实施方案/ 行动计划,相关的“氢能产业园”“氢能小镇”“氢谷”项目涉及总投资额多达数千亿元,氢燃料电池 汽车 规划推广数量超过10万辆,加氢站建设规划超过500座。我国在加快发展氢能产业的过程中,需要广泛参考借鉴国际经验。我们认为,对于国际经验的研究不应只停留在政策、措施和行动的简单总结及归纳层面,而应该深入分析各国发展氢能背后的初衷、动机、利益格局等内容。在充分了解各国资源禀赋、产业基础、现实需要等各方面因素的基础上,找到发展的方向、目标、路径、模式与政策措施之间的逻辑关系。换言之,不止要看“做了什么”,更要研究“为什么做”“做了有什么好处”等深层次问题。
从不同国家发展氢能产业的出发点、侧重点、着力点等方面看, 全球各国实践大致可总结为四大类型,本文称之为四种典型模式,即把氢能作为深度脱碳的重要工具的德国模式(法国、英国、荷兰等国做法类似);把氢能作为新兴产业制高点的日本模式(韩国做法类似);把氢能作为中长期战略技术储备的美国模式( 加拿大做法类似) 以及把氢能作为资源出口创汇新增长点的澳大利亚模式( 新西兰、俄罗斯等国做法类似)。
德国模式:推动深度脱碳,促进能源转型
德国能源转型近年来暴露出越来越多的问题。首先,随着可再生能源装机容量和发电量的稳步提升,维护电力系统稳定性成为其头等挑战。2019年德国部分地区出现了电力供应中断事故,暴露出其储能和调度能力不足的短板。其次,为提升电力系统供应能力,德国增加了天然气发电,但由此需要从俄罗斯等国家进口更多天然气,导致能源对外依存度提升。最后, 能源转型使带来能源价格走高,能源转型面临越来越多的争议。与能源转型陷入困境一脉相承的问题是碳减排进展不如预期。德国政府已经提出了2030年比1990年减排55%的中期目标和2050年实现碳中和的长期目标,然而自2015年以来碳排放量不降反升,2018年在暖冬的帮助下才实现了“转跌”。传统减排路径边际效益递减,急需开辟新途径,挖掘更多减碳潜力。
发展氢能可助力大规模消纳可再生能源,并实现“难以减排领域”的深度脱碳。电解水制氢技术发展迅速,规模提高、响应能力增强、成本下降,使其有望成为大规模消纳可再生能源的重要手段。在区域电力冗余时,通过电解水制氢将多余电力转化为氢气并储存起来,从而减少“弃风能”“弃光能”“弃水能”等现象,降低可再生能源波动性对于电力系统的冲击。与此同时,氢能具有高能量密度(质量密度)、电化学活性和还原剂属性, 能够在各种应用领域扮演“万金油”角色,对“难以减排领域”的化石能源进行规模化替代,实现深度脱碳目标。
围绕深度脱碳和促进能源转型,德国创新提出了电力多元化转换(Power-to-X)理念,致力于 探索 氢能的综合应用。具体而言,在氢气生产端,利用可再生电力能源电解水制取低碳氢燃料,从而构建规模化绿色氢气供应体系。在氢气应用端,将绿色氢气用于天然气掺氢、分布式燃料电池发电或供热、氢能炼钢、化工、氢燃料电池 汽车 等多个领域。现阶段,德国政府与荷兰等国正在开展深度合作,重点推广天然气管道掺氢,构建氢气天然气混合燃气(HCNG) 供应网络。其中,依托西门子等公司在燃气轮机方面的技术优势, 已开展了若干天然气掺氢发电、供热等示范项目。截至2019年年底,德国已有在建和运行的“P to G”(可再生能源制氢 天然气管道掺氢)示范项目50个,总装机容量超过55MW。此外,蒂森克虏伯集团已开展氢能炼钢示范项目,预计到2022年进入大规模应用阶段。
日本模式:保障能源安全,巩固产业基础
日本能源安全形势严峻,急需优化能源进口格局和渠道。日本的能源结构高度倚重石油和天然气,二者占能源消费比重高达2/3,因为国内能源资源比较匮乏,95%以上的石油和天然气都需要进口。能源地缘政治局势日趋复杂,断供风险犹如“达摩克利斯之剑”,再加上国际能源市场价格的大起大落,都会给日本能源安全甚至经济安全带来冲击。2011年福岛核事故之后,日本核电发展遇到越来越多的阻力,如果实现本土“弃核”,意味着能源对外依赖程度还要提升。因此,日本迫切需要在当前能源消费格局中开辟新的“阵地”,寻找能源安全的缓冲区和减压阀,摆脱其对于石油和天然气的依赖。
发展氢能可提升能源安全水平、分化能源供应中断及价格波动风险。日本未来消费的氢能虽然仍需要从海外进口, 但主要来自澳大利亚、新西兰、东南亚等国家和地区, 与中东、北非等传统油气来源地区形成了空间分离,进而分化了地缘政治风险。同时,石油和天然气在价格上有较高的关联度,两者仍然属于“一个篮子里的鸡蛋”。而氢能来源广泛,价格与油气的关联度不高,增加氢能进口和消费,能够在一定程度上分化油气价格同向波动对本国经济的影响。此外,氢能还能够提升本国的能源安全水平。日本是地震、海啸、台风等自然灾害多发的地区,能源供应中断情况经常发生。氢燃料电池 汽车 、家用氢燃料电池热电联产组件等设备在充满氢气或其他燃料的情况下,可维持一个家庭1 2天的正常能源供应。氢能终端设备的普及,还可以为日本减灾工作作出贡献。
日本氢能基本战略聚焦于车用和家用领域的应用,是产业和技术发展的必然延伸。日本在技术、材料、设备等方面拥有非常明显的优势, 尤其是已基本打通氢燃料电池产业链。经过多年耕耘,日本已在氢能领域打造出一批“隐形冠军”,如东丽公司的碳纤维、川崎重工的液氢储运技术和装备等。据统计,日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的50%以上,并在多个关键技术方面处于绝对领先地位。专利技术既是日本的“保护网”,也是其他国家的“天花板”。推广氢燃料电池 汽车 和家用燃料电池设备,一方面,可将过往的投入在市场上变现、获取现金流,另一方面,还能及时获取信息反馈,完善技术和设备,由此形成了“技术促产业、产业促市场、市场促技术”的良性循环和正向反馈。
美国模式:储备战略技术,缓推实际应用
美国氢能发展经历“ 两起两落”,但将氢能视为重要战略技术储备的工作思路一直没有改变。早在20世纪70年代,美国政府就将氢能视为实现能源独立的重要技术路线,密集开展了若干行动和项目, 但热度随着石油危机影响的消退而降温。2000年前后氢能迎来了第二个发展浪潮。2002年美国能源部(DOE)发布了《国家氢能路线图》,构建了氢能中长期愿景,启动了一批大型科研和示范项目,但后因页岩气革命和金融危机的冲击,路线图被搁置,不过联邦政府对氢能相关的研发支持延续至今。
在过去的10年中,美国能源部每年为氢能和燃料电池提供的支持资金从约1亿美元到2.8亿美元不等,根据2019年年底参议院、众议院通过的财政拨款法案,2020年支持资金为1.5 亿美元。总体来看,在近50年的时间里,尽管有起伏,但联邦政府将氢能视为重要战略技术储备的工作思路一直没有改变,持续鼓励 科技 研发使得美国能够保持在全球氢能技术的第一梯队。
页岩气革命是美国氢能发展战略被搁置的最主要原因。凭借具有经济、清洁、低碳优势的页岩气,美国已逐步实现能源独立和转型,而页岩气和氢能在应用端存在较多重合,对氢能形成了巨大的挤出效应。加州燃料电池合作伙伴组织(CaFCP)的数据显示,美国的氢燃料电池 汽车 市场已陷入停滞状态,在2019年甚至出现了12%的下滑,发展势头已被日韩、中国赶超。
澳大利亚模式:拓宽出口渠道,推动氢气贸易
澳大利亚一直是全球最主要的资源出口国,同时资源出口也是其最重要的经济增长引擎。根据澳大利亚联邦矿产资源部发布的数据,2019年资源出口直接贡献了该国GDP增长的1/3 以上。但传统的“三大件”(煤炭、液化天然气、铁矿石)出口已现颓势。在煤炭方面,长期以来澳大利亚在全球煤炭贸易中占比超过1/3, 主要目标市场集中在东北亚地区,然而近几年中、日、韩相继开展减煤控煤行动,煤炭出口前景暗淡。在铁矿石方面,中国买走了60%以上的澳大利亚出口铁矿石,而中国钢铁产量进入峰值平台、电炉钢比重提升,这都将拉低其对铁矿石的需求;在液化天然气(LNG)方面,尽管市场需求增长潜力仍然可观,但由于国际油价暴跌,LNG出口创汇能力也被大幅削弱。据世界天然气网站分析, 未来五年内澳大利亚LNG出口收入将持续收缩。
出于经济可持续发展考虑,澳大利亚政府急需找准新兴市场需求,拓宽出口渠道。2019年11月,澳大利亚政府发布了《国家氢能战略》,确定了15大发展目标、57项联合行动,力争到2030年成为全球氢能产业的主要参与者。打造全球氢气供应基地是澳大利亚发展氢能的重要战略目标。澳大利亚正积极推动与日、韩等国的氢气贸易,签订氢气供应协议,同时与相关企业开展联合技术创新,完善氢能供应链,扩大供应能力、降低成本。
如澳大利亚政府与氢能供应链技术研究协会(HySTRA,由川崎、岩谷、电力开发有限公司和壳牌石油日本分公司组成)合作组成联合技术研究组,开展褐煤制氢、氢气长距离输送、液氢储运等一系列试点项目。2019年年底川崎重工首艘液氢运输船下水,补齐了澳大利亚和日本氢气供应链最后一块拼图。这种“贸易 技术创新”一体化模式调动了各参与方的积极性,澳方可实现本国氢气资源的规模化开发,川崎等企业能够获得成本更低的氢气,技术研发团队获得了宝贵的试验田。
值得一提的是, 澳大利亚提出的低碳氢能,既包括可再生能源电解水制氢,也包括化石能源(尤其是煤炭) 制氢( 碳捕捉) 与储运技术。虽然化石能源制氢备受争议,但正是在煤炭出口增长乏力背景下的现实选择。
对我国的启示:明确氢能“协同互补”定位,构建多元化应用场景
每个国家发展氢能产业都有其“初心”和“使命”。德国模式将氢能视为手段,即发展氢能是为了破解能源转型和深度脱碳过程中出现的诸多问题;日本模式将氢能视为目的, 即发展氢能是关乎国家能源安全和新兴产业竞争力的战略选择,是迎合技术在市场变现中的强烈诉求;美国模式将氢能视为备选,即氢能只是众多能源解决方案中的一种,氢能发展与否,取决于其技术进步、成本下降等因素;澳大利亚模式将氢能视为产品,即乘着全球刮起的“氢风”,积极扩展出口产品结构,获取更多收益。
从上述对全球氢能发展四种典型模式的分析中可以看到,各国发展氢能产业均有其出发点和立足点,均考虑了各自的资源禀赋、产业基础、现实需要等多方面因素,大多遵循了战略上积极、战术上稳健,坚守发展初衷、不盲从、不冒进的推进策略。当前,我国有关部门正在研究制定国家层面的氢能产业发展战略规划,首先应该明确的是我国发展氢能产业的“初心”与“使命”、目标与路径等问题。参考借鉴国际经验,结合我国实际国情,本文提出我国氢能产业战略定位及发展导向等方面的三点建议。
一是明确产业定位,发挥氢能在现代能源系统中的载体和媒介作用。 国家《能源统计报表制度》已将氢气纳入能源统计,明确了氢能的能源属性,氢能即将成为能源系统的新成员,其发展必须服从和服务于能源革命的总体要求。需要认清的是,我国拥有多个与氢能存在替代关系的能源解决方案,因此氢能并非我国的必选项,而是备选项和优选项。因此,应从我国能源系统的核心问题出发,找准切入点,选择融入能源系统的合适路径。应利用氢能的特点和优势,发挥其在可再生能源消纳、增强能源系统灵活性与智能性等方面的作用,更好地与既有的各种能源品种互动,最终促进能源革命战略的深入实施。
二是提升认识视角,逐步构建绿色低碳的多元化应用场景。 2018年以来出现的各地区扎堆造车情况,既源于对氢燃料电池 汽车 发展前景认知过于乐观,又源于对氢能认识的局限。事实上,我国的氢能技术储备不足、产业根基不牢固,地区间差异非常明显,绝大多数地区都不具备将技术装备推向市场变现的能力和条件。而在深入推进生态文明建设和积极应对气候变化的格局之下,我国已经提出2030年前碳达峰和2060年碳中和的目标愿景,“难以减排领域”的深度脱碳将成为未来我国需要面对的重大问题。因此,应统筹经济效益、节能减碳和产业发展等因素,利用氢能具有的“高效清洁的二次能源、灵活智慧的能源载体、绿色低碳的工业原料”三重特点,逐步构建在交通、储能、工业、建筑等领域的多元化应用场景。
三是加强统筹协调,推动技术与市场、供应与需求“齐步走”。 氢能和燃料电池集尖端材料、先进工艺、精密制造于一身,兼具高附加值和高门槛属性。须清醒地看到,我国氢能产业与发达国家差距明显,远未达到大规模商业化的临界点,对价值创造功能不可预期过高。再加上目前产业利润集中在国外企业的事实,我国更应保持战略定力,坚持以“安全至上、技术自主、协调推进”为原则,不盲目追求市场扩张,避免强行通过补贴手段刺激下游需求,进而把大量补贴资金输送至国外公司。各地在谋划氢能产业发展过程中,应遵循“需求导向”原则,“自下而上”布局生产、储运及相关基础设施建设,推动氢能供应链各环节协同发展,避免某环节“单兵突进”。
2007年澳大利亚科技继续积极稳妥地向前推进:政府制定并实施了一些将对国家科技发展方向产生重要影响的重大政策;各类科技计划得到实施并取得显著成效;国际科技合作活动的内容和空间得到进一步拓展;科学家们又产生了不少新的重要科技成果,发展形势得到业内大多数人士的肯定和赞誉。
1.重大政策动向
(1)万众瞩目气候变化
2007年可谓澳大利亚的气候变化年。作为世界人均能耗和能源出口大国,澳大利亚拒绝加入《京都议定书》,自有其政治经济方面的考虑,并为此甘愿承受着国际社会的巨大压力。在国内,不同政治和学术团体对气候问题的立场大相庭径,争论不休。政府一方面承认就气候变化达成国际协议非常重要,另一方面又声称对气候变化的全球影响等问题仍在研究,未有结论;澳农业与资源经济局的研究更是认为气候变暖是“友好”的,利大于弊。反对党工党和众多环保组织则坚定地反对政府立场;澳联邦科工组织和澳气象局的研究则认为气候变化已经给澳大利亚经济和生态带来负面影响,如不能尽快减少温室气体排放,澳大利亚将付出惨重代价。
最近,总理霍华德代表的政府对气候变化问题的立场有所松动。以下是一年来政府气候政策发展的历程。将来如何,我们将拭目以待。
①推崇“亚太清洁发展与气候伙伴计划”
2007年1月11日至12日,“亚太清洁发展与气候伙伴计划”首届部长级会议在悉尼隆重召开,来自所有成员国中国、印度、日本、韩国、美国和东道国澳大利亚的高官应邀率团出席了会议。总理霍华德在开幕辞中说,澳大利亚已经投入了18亿澳元应对气候变化,其中包括:5亿澳元用于低排放技术的研发和2亿澳元用于可再生能源技术项目。霍华德宣布,澳政府将在今后5年内再投入1亿澳元用于支持清洁发展项目和能力建设以及发挥澳方在“伙伴计划”内的作用。
②发展减排技术和清洁能源
·斥巨资深入研发并推广洁净煤
·展示太阳能—燃气模式新概念
·兴建太阳能城
·热岩电厂呼之欲出
·维州兴建风能发电厂和太阳能电厂
·昆州首创“零排放”思路并开展可行性研究
③年未放出风声发展核电
澳大利亚拥有世界铀矿探明储量的40%,开采的铀矿全部出口,占世界产量的近1/3,年收入约6亿澳元。但澳大利亚至今并没有建立自己的核燃料加工设施和核电厂。
澳大利亚是否最终会发展核电,将在2008年大选后初见分晓。
④年底口风有所松动
⑤未来政策拭目以待
(2)治疗性克隆研究合法
(3)总理科学、工程与创新理事会(PMSEIC)关注中印
2.重大科技计划执行情况及发展动态
(1)研究质量框架体系(RQF)模型出台
(2)E-(e-Research)研究进入实际应用
(3)国家合作研究基础设施战略(NCRIS)投资翻番
(4)合作研究中心(CRC)进展顺利
(5)首席科学家易人
(6)昆士兰州将成为澳又一科技重镇
3.高技术领域特别是优势领域的发展现状和趋势
(1)生物医药技术发展态势强劲
①宫颈癌疫苗问世
②艾滋病疫苗开始人体试验
③禽流感病毒疫苗初步人体试验
④乳腺癌遗传基因检测技术得到完善
⑤干细胞技术制造乳房
⑥华裔教授发现癌症治疗新途径
⑦研制治癌新药进入最后阶段
⑧干细胞成功治疗心脏病
⑨成功施行三联器官移植手术
⑩人体深冻中心获得批准
(11)绘制出绵羊基因组的“虚拟图谱”
(2)纳米与新材料得到高度重视
①油水分离技术的革命性突破
②对纳米技术的危险性进行研究
③新型建材性能极佳
④钛金属制造新技术初试成功
⑤发现筛选节肢弹性蛋白的方法
(3)超音速引擎突破传统极限
(4)华裔天才荣获“数学诺贝尔”奖
(5)总理奖励杰出学者
(6)意犹未尽
4.国际科技合作计划或行动
(1)澳中科技合作特别资金再翻两番
澳中科技合作特别资金是由澳大利亚教育、科学与培训部(原澳大利亚工业、科学与资源部)与中国科技部于2000年共同建立的。2002年,双方正式开始实施项目,每年最多各投入相当于150万人民币的经费,支持科研人员的交流与互访活动。2003年,澳中双方共同决定将资助金额提高到每年各投入50万澳元(相当于300万人民币)。2007年4月,澳教育、科学与培训部长Julie Bishop与中国科技部长徐冠华在北京共同宣布将双方的资助额提高到每方200万澳元(相当于1200万人民币)。由此,澳中科技合作必将在更广阔的领域和更深入的层面上展开。
(2)与美国、印尼、法国、印度和南非的科技合作
(3)和美国签署反恐情报和技术共享谅解备忘录
(4)澳大利亚—太平洋岛国技术学院