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綠色鋼鐵與氨氣:氫能夢想的未來希望

氫能曾被譽為氣候變遷的萬能解方——一種乾淨、綠色的神奇燃料,可用於汽車、家庭、電網甚至全球出口。然而,現實卻讓這股熱潮降溫。本週,南澳政府擱置了一項價值5.93億澳元的氫能發電廠計畫,轉而將資金投入24億澳元的Whyalla鋼鐵廠救援方案。州長Peter Malinauskas表示,若沒有客戶(即鋼鐵廠),「生產氫能毫無意義」。

這只是氫能領域一系列挫折的最新案例。去年,澳洲礦業與能源巨頭Fortescue因成本上升及美國金融環境變化,縮減了綠色氫能專案。隨後,石油與天然氣巨擘Woodside撤銷了兩項大型綠色氫能計畫,而Origin Energy也退出了Hunter Valley氫能中心。與此同時,維多利亞州的氫能供應鏈專案(旨在將氫能出口至日本)也遭遇延誤與超支。本月初,昆士蘭新政府決定暫停對中昆士蘭氫能專案的進一步投資,使氫能出口計畫蒙上陰影。

這些挫折表明,氫能並非滿足所有能源需求的最終解決方案,尤其是在出口方面。然而,這並不意味著氫能的末日。相反,這些挑戰引導我們聚焦於氫能真正發揮價值的領域:重工業,尤其是在其生產地。

鋼鐵製造與氨氣生產等重工業是氫能展現其價值的關鍵領域。這些產業是氣候變遷的主要貢獻者——鋼鐵佔全球溫室氣體排放的8%,氨氣則佔2%。鋼鐵製造的大部分排放來自於高爐中燃燒煤炭,將鐵礦石轉化為鐵與二氧化碳。在更清潔的替代方案中,氫能(使用再生能源生產)可用於從鐵礦石中剝離氧氣,製造鐵,並產生水作為副產品。結果是綠色鐵,可在電弧爐中轉化為鋼鐵,排放量大幅降低。

氨氣用於製造肥料與工業化學品,而氫能是其生產的主要原料之一。氫能與空氣中的氮結合形成氨氣。沒有氫能,就沒有氨氣——就這麼簡單。傳統氨氣工廠從甲烷中獲取氫能,過程中產生二氧化碳。綠色氨氣則使用再生能源,透過電解水生產氫能。

我們的最新研究計算了這些新型綠色商品的生產成本。結果顯示,在澳洲使用氫能生產綠色鐵,並將其運往歐洲進行鋼鐵生產,可能比分別出口鐵礦石與氫能便宜21%。此外,與傳統方法相比,排放量可減少高達95%。

這對澳洲來說也是巨大的經濟機會。澳洲不再出口低價值的原材料,而是出口可直接使用的綠色鐵或綠色鋼鐵,重塑全球供應鏈的同時降低成本與碳排放。這正是氫能所帶來的重新思考。

長距離運輸氫能成本高昂且效率低下。解決方案?在需要氫能的地方建立產業中心——靠近鋼鐵廠、氨氣工廠、海水淡化廠、水處理廠甚至鋁冶煉廠。將生產者與消費者聚集在一起,可大幅降低運輸成本並提升效率。

我們已開發工具,用於精確定位最具潛力生產這些新型綠色商品的地區。氫能經濟走廊工具(Hydrogen Economic Fairways Tool)標示了再生能源、基礎設施與工業場址相結合,以實現成本效益的氫能生產的地點。綠色鋼鐵經濟走廊地圖(Green Steel Economic Fairways Mapper)則聚焦於綠色鋼鐵的最佳地點,例如南澳的Eyre半島與西澳的Pilbara等地。這些地區擁有豐富的風能與太陽能資源,並具備現有的工業基礎。

綠色氫能有望徹底改變重工業,但在國內廣泛應用仍面臨重大障礙。最大的挑戰來自於再生能源的不可預測性,這使得維持產業所需的穩定氫能供應變得困難。此外,成本仍然高昂。使用再生電力將水分解為氫能並不便宜,特別是在需要備用儲存系統以在陰天或無風時維持生產的情況下。

將氫能運送至目的地也面臨另一大挑戰。由於氫能體積龐大且高度易燃,需要特殊的處理與基礎設施,這推高了成本,尤其是對於遠離生產地點的設施。許多公司也對投資氫能相容裝置猶豫不決,因為改造現有工廠或建造新工廠需要大量前期成本,且回報無法保證。

週四宣佈的24億澳元Whyalla鋼鐵廠投資計畫,以及10億澳元綠色鐵投資基金,是對綠色鋼鐵的大膽押注。此外,具有里程碑意義的「澳洲製造未來」法案引入了67億澳元的氫能生產稅收優惠,提供2027–28年至2039–40年間每公斤再生氫能2澳元的補貼,以及關鍵礦物加工10%的稅收抵免。同時,綠色鋁與氧化鋁的稅收抵免應有助於另一重工業利用清潔氫能進行能源轉型。

這些措施旨在釋放數百億澳元的私人投資,提振區域經濟,並將澳洲定位為清潔能源製造的領導者。這不僅僅是單一專案,而是為將再生能源與氫能生產與工業需求相連結的產業中心奠定基礎。

更多計畫正在進行中。氫能領先計畫(Hydrogen Headstart program)為氫能創新注入資金,而「澳洲製造未來」倡議則以數十億澳元支援清潔產業。再加上碳定價或低息貸款等政策,經濟效益進一步向綠色鋼鐵與氨氣傾斜。政府採購力——以低碳材料採購目標的形式——可透過保證需求來敲定交易。

這些政策並非空想,而是已在其他地方奏效的實際步驟。瑞典的HYBRIT專案將綠色鋼鐵與政府支援的需求相結合,已開始建造新的工業規模綠色鋼鐵設施。與此同時,歐盟的氫能策略依賴碳定價與補貼,引導產業與供應商進行能源轉型,而日本則為汽車產業使用綠色鋼鐵提供激勵措施。

澳洲擁有再生能源與工業基礎,可充分利用這些機會。在正確的領導下,我們可將氫能的挫折轉化為重工業的全球勝利。