10月25日,新加坡副總理兼財政部長黃循財在2022年新加坡國際能源周活動中宣布啟動《新加坡國家氫能戰(zhàn)略》(英文全稱《Singapore’s National Hydrogen Strategy》,以下簡稱“氫能戰(zhàn)略”)。氫能戰(zhàn)略提出,新加坡將發(fā)展氫能源作為主要脫碳途徑,以支持新加坡在2050年實現(xiàn)凈零排放的國際氣候承諾。氫能戰(zhàn)略指出,低碳氫將成為一條主要的脫碳路徑,以支持新加坡到2050年加速向凈零排放的過渡,同時加強新加坡的能源安全和彈性。具體來看,低碳氫可以在電力部門脫碳、減少工業(yè)排放和可持續(xù)的生產(chǎn)、海事和航空業(yè)脫碳等領(lǐng)域起到重要作用。
與此同時,新加坡也認識到,氫能的發(fā)展仍存在相當大的不確定性:首先,由于新加坡預計大部分低碳氫必須進口,氫能戰(zhàn)略的部署成本,特別是電力和工業(yè)部門的部署成本必然會比其他有能力在國內(nèi)本土生產(chǎn)低碳氫的國家要高。當前,低碳氫全球供應鏈尚未成熟,支持液氫運輸和氫載體再轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)尚未形成商業(yè)化規(guī)模。
第二,盡管近年來氫能發(fā)展取得良好進展,但“氫-氨”能否以安全的方式大規(guī)模用于關(guān)鍵的終端用途仍有待驗證。例如在船舶上使用氨作為船用燃料,使用氨作為發(fā)電的直接燃料、以及在飛機上直接使用氫等。
面對這些不確定性,新加坡將采取分階段的方法采用低碳氫。新加坡將密切監(jiān)測不同氫載體和終端應用的技術(shù)發(fā)展,并相應地進行重大基礎(chǔ)設施投資,以避免資產(chǎn)擱淺和土地占用。新加坡還將落實各個部門和應用中采用低碳氫的潛在協(xié)同效應,為長期土地和基礎(chǔ)設施規(guī)劃提供依據(jù)。
為此,新加坡將圍繞五個關(guān)鍵點開展努力:
1、通過“探路者項目”,對處于商業(yè)起始階段的先進氫能技術(shù)進行實驗。
氨的生產(chǎn)、運輸和儲存是技術(shù)漸趨成熟的過程,有完善的安全和操作規(guī)范,全球也有幾個低碳氨項目正在籌備中。這表明有針對發(fā)展低碳氨供應鏈采取具體措施的可行性。其中關(guān)鍵的不確定因素和挑戰(zhàn)在于氨的終端應用。在發(fā)電方面,小規(guī)模直接以氨為燃料的發(fā)電燃氣輪機預計將在2020-2030的中期投入商業(yè)使用。然而,由于這是一項新技術(shù),它的運行參數(shù)和協(xié)議需要建立,安全性和效率也需要根據(jù)新加坡的情況確定。
氨也可以裂解成氫氣,并在發(fā)電的燃氣輪機中燃燒。如今,將氫氣與天然氣混合30-50%(按體積計算)的燃氣輪機已經(jīng)商業(yè)化,而可以燃燒100%氫氣的燃氣輪機預計將在2030年左右上市。然而,這一關(guān)鍵技術(shù)的不確定因素在于氨的裂解;雖然裂解技術(shù)已經(jīng)存在并已使用了一段時間,但它通常是在較小的規(guī)模上應用。因此在國家層面上,如果要利用氨作為氫氣載體進行發(fā)電,則需要裂解技術(shù)在規(guī)模和效率上提高。
氨的第二個關(guān)鍵應用是海上燃料的應用。目前,世界多個國家和行業(yè)機構(gòu)正在支持為以氨為燃料的船舶提供燃料的行動,并預計在2020-2030后期投入使用第一批船舶。新加坡也已經(jīng)同步開展了這方面的努力。
除了直接實現(xiàn)終端應用的技術(shù),新加坡關(guān)注的另一個關(guān)鍵領(lǐng)域是追求工藝和監(jiān)管創(chuàng)新,以便在不影響新加坡這樣一個人口密集城市安全的情況下,減少氨氣供應鏈的土地足跡。這將在很大程度上提高氫氣和氨氣在新加坡部署發(fā)展的整體經(jīng)濟可行性。
雖然新加坡將從氨氣發(fā)電和船用燃料開始,但隨著新技術(shù)和終端應用前景的發(fā)展,新加坡準備開展更多的“探路者項目”。這些項目將為在新加坡采用低碳氫氣鋪平道路。
2.投資研發(fā),以解決關(guān)鍵技術(shù)瓶頸
新加坡通過幾十年來對研究和創(chuàng)新的持續(xù)投資,建立了強大的研發(fā)能力基礎(chǔ)和充滿活力的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),并與學術(shù)界及行業(yè)機構(gòu)聯(lián)系緊密。除多年來為高等教育學院和研究機構(gòu)低碳技術(shù)相關(guān)研究和創(chuàng)新工作的基礎(chǔ)廣泛提供研究資助外,新加坡于2020年推出低碳能源研究(LCER)資助計劃。該計劃第一階段為旨在提高碳捕獲、利用和儲存(CCUS)和氫等低碳技術(shù)的經(jīng)濟可行性項目提供5,500萬新元。對于氫,LCER則資助了氨裂解催化劑和甲烷熱解等領(lǐng)域的項目。
鑒于全球氫經(jīng)濟的快速發(fā)展,新加坡將加大支持氫研發(fā)和創(chuàng)新的力度。首先,新加坡將在LCER下額外撥出1.29億新元研究資金,以支持包括氫在內(nèi)的低碳技術(shù)的發(fā)展。并且,新加坡將根據(jù)國家需要評估是否需要進一步的資金。除了增加研究資金外,新加坡還將調(diào)整資金戰(zhàn)略,采取更直接的方法來確保研發(fā)及資金資源導向用于對新加坡影響最大的領(lǐng)域。
鑒于新加坡將是一個氫氣凈進口國,因此,安全、經(jīng)濟和大規(guī)模地進口、儲存、處理和利用氫氣(以及被認為適合新加坡的所有載體形式)是當務之急。對于價值鏈的中游部分,潛在的研發(fā)領(lǐng)域包括氨裂解以釋放氫氣,新加坡的目標是提高工藝效率,降低成本,并找到以最小占地面積擴大規(guī)模的方法。新加坡還將研究如何提高運輸和儲存液化氫的經(jīng)濟性,在這方面,新加坡還沒有進行大批量和長距離的研究。在下游,因為新加坡獨特的環(huán)境(如密集的城市人口,高濕度),新加坡將在使用氫氣所需的領(lǐng)域建立新加坡的研發(fā)能力,并專注于行業(yè)或監(jiān)管機構(gòu)沒有現(xiàn)成解決方案的領(lǐng)域。其中,安全管理氫氣和氨氣的部署顯然是一個優(yōu)先項。雖然氫氣和氮氣目前已在化學工業(yè)中被廣泛處理,但它們在新應用和大規(guī)模部署中可能需要新的操作標準和監(jiān)管框架。研究工作方面,如開發(fā)新的工藝和材料,則可以在改善氫氣及其載體的處理和利用的安全性方面發(fā)揮很大作用。
除了支持新加坡采用氫氣外,新加坡對研究和創(chuàng)新的持續(xù)投資也將支持新加坡的研究人員和企業(yè)創(chuàng)造新產(chǎn)品和解決方案,以為全球氫經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻,并為新加坡創(chuàng)造新的機會。
為了確保研究項目與工業(yè)界更加緊密相關(guān),并激發(fā)更高的商業(yè)機會,新加坡將把學術(shù)界和工業(yè)界聯(lián)合起來,幫助形成產(chǎn)學研協(xié)同的低碳氫發(fā)展環(huán)境。此外,與國際研究界的合作將有利于把研究從實驗室推向市場。
3.追求國際合作,以實現(xiàn)低碳氫供應鏈
氣候變化是一個全球性的挑戰(zhàn),需要全球性的解決方案。國家和國際組織之間的伙伴關(guān)系,與世界各地的企業(yè)界密切合作,對于有效擴大和部署可持續(xù)的解決方案至關(guān)重要。
今天,全球低碳氫市場仍處于萌芽狀態(tài),因為低碳氫的跨境海上貿(mào)易尚未建立。圍繞低碳氫的標準和原產(chǎn)地認證的討論也處于早期階段。如果沒有一套能夠可靠驗證所生產(chǎn)的氫氣排放強度的國際標準或認證方法,低碳氫氣貿(mào)易可能會受到阻礙,因為買家無法確定他們購買的是可持續(xù)產(chǎn)品(可能有綠色溢價)。作為一個資源匱乏的小城市國家,新加坡的基因就是尋找國際合作伙伴,并為實現(xiàn)互利的結(jié)果而集體努力。新加坡關(guān)注的關(guān)鍵領(lǐng)域包括:第一,建立低碳氫氣的交易和融資生態(tài)系統(tǒng),以支持全球交易市場的發(fā)展;第二,推進原產(chǎn)地認證方法的發(fā)展,并確保該方法在各司法管轄區(qū)之間具有互操作性,以促進跨境貿(mào)易;第三,支持研究合作,把新加坡最強勁的思想和技術(shù)結(jié)合,以解開共同的技術(shù)挑戰(zhàn)。
新加坡已開始與那些致力于實現(xiàn)氫能轉(zhuǎn)型的國家建立了伙伴關(guān)系網(wǎng)絡。新加坡也已與一些志同道合的國家簽訂了政府(G2G)協(xié)議,涵蓋了在低碳氫方面的合作。這些國家致力于推動氫氣作為全球去碳化途徑的發(fā)展,涉及的領(lǐng)域包括建立氫氣供應鏈、原產(chǎn)地保證認證計劃和聯(lián)合研發(fā)工作。對于將低碳氫氣明確地放在雙邊議程上,為兩國提供一個平臺,并讓彼此的商業(yè)界和人民部門參與進來,這些都是重要的舉措。新加坡將努力深化這些現(xiàn)有的伙伴關(guān)系,同時確定新的合作伙伴及國際組織。
4.進行長期土地和基礎(chǔ)設施規(guī)劃
為使低碳氫氣得到有意義的部署或交易,需要建設新的基礎(chǔ)設施,包括進口和儲存設施、分配網(wǎng)絡和新的終端應用的基礎(chǔ)設施,如發(fā)電裝置和加油碼頭等。鑒于氫氣供應鏈的新生,新加坡不期望在短期內(nèi)建立起重要的基礎(chǔ)設施。然而,考慮到供應鏈的土地使用范圍,新加坡確實需要仔細地研究土地規(guī)劃,包括可能的離岸解決方案。
為了長期部署的準備,新加坡將在“探路者項目”的經(jīng)驗和發(fā)展的基礎(chǔ)上研究氫安全和土地使用要求,并與行業(yè)合作制定計劃,逐步建立必要的基礎(chǔ)設施。
5.支持勞動力培訓和更廣泛的氫經(jīng)濟發(fā)展
一個重要的全球氫能經(jīng)濟的崛起,可以為新加坡的企業(yè)和工人帶來許多機會。新加坡作為國際金融、商業(yè)和貿(mào)易中心的地位,使新加坡有能力發(fā)展成為一個氫能服務中心。新加坡強大的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)也將吸引那些希望向本地區(qū)和其他地區(qū)提供基于氫氣的技術(shù)解決方案的公司。此外,在終端使用部門采用低碳氫氣,也需要新加坡的勞動力提高技能。特別是,隨著氫氣供應鏈的發(fā)展和氫氣開始在商業(yè)環(huán)境應用時,能源和化學品、化學品儲存、船舶加油、發(fā)電和航空部門的等領(lǐng)域的人才則迫切需要掌握新的技能。政府將與行業(yè)、工會和教育部門合作,支持勞動力發(fā)展,使新加坡人具備在氫經(jīng)濟中發(fā)展所需的技能和知識。
新加坡期待與國內(nèi)及國際的合作伙伴密切合作,以實現(xiàn)低碳氫在新加坡和全球的潛力。
原標題:新加坡發(fā)布國家氫能戰(zhàn)略