生物燃料文摘最新刊登吉姆・莱恩的观点:绿氢正面临双重困境,未来是全球突破还是市场崩溃?

绿氢正站在十字路口——它被誉为低碳未来的关键支柱,却陷入了技术突飞猛进与顽固的实施现实之间的双重困境。

上海电气刚刚在一个风电场和生物质能设施交付了首批绿色甲醇,该设施被誉为世界首创。

远景能源正在内蒙古逐步提高绿色氨的产量至 32 万吨,且不依赖电网。

在加利福尼亚州,新氢公司(NewHydrogen)采用一种循环热工艺,完全不使用电力,这可能会改变整个行业格局。

但就在这些突破层出不穷之际,问题也愈发凸显:

Stellantis 公司正退出氢燃料汽车领域,理由是该市场 “小众” 且基础设施缺失。这种矛盾如今显而易见——从理论上讲,这种燃料在飞速发展,但在实际应用中却举步维艰。

“突破”:惊人的技术进步与战略远见

全球绿氢领域的特点是在生产规模、技术创新和政府支持方面取得了一系列令人瞩目的进展:

扩大生产规模与商业化

在澳大利亚,Energys 公司已获得其位于维多利亚州黑斯廷斯的绿色氢生产设施的规划批准。该项目是一个以商业为导向的 B2B 工业供应计划,旨在取代源自天然气的灰氢。

该设施将利用 1 兆瓦的质子交换膜(PEM)电解槽,在批发能源价格较低时,依靠电网中多余的可再生电力供电。澳大利亚氢气生产商 Coregas 将运营该场地,管理物流和向终端用户的配送,并按商业条款销售氢气。

中国在大规模绿色氢生产方面展现出强大的推动力。

上海电气在吉林启动了洮南绿色氢制甲醇工厂的第一阶段项目,这是全球首个将风能与生物质气化相结合生产绿色甲醇的商业规模项目。该设施于 7月14日交付了首批绿色甲醇,预计到 2025 年将生产 5 万吨绿色甲醇。其独特的闭环系统将农林废弃物加工成合成气,与风能产生的绿色氢结合,在现场合成甲醇。

另一家中国巨头远景能源在赤峰投产了一个重要的绿色氢和氨生产设施。该工厂旨在每年生产 32 万吨绿色氨,计划于 2025 年底开始出口。

远景能源强调,其系统 “动态平衡风能和太阳能输入与电解槽及氨合成的需求,确保在不依赖电网的情况下持续、经济地生产绿色燃料”,展示了未来清洁能源生产的一种模式。

远景能源首席执行官表示,这些 “可扩展的绿色替代品现已成为现实并投入运营”,并强调 “没有绿氢,我们无法实现净零排放,而且我们不能再等待了”。

在英国,哈泽集团(Hazer Group)和能源路径公司(EnergyPathways,EPP)签署了一份不具约束力的谅解备忘录,评估开发一个采用哈泽集团技术许可的氢生产设施。该设施的指示性产能为每年 2 万吨,将与 MESH 基础设施项目整合,利用原料在英格兰西北部生产、储存和分销氢、氨和石墨。

开创全新生产技术

加利福尼亚州的新氢公司(NewHydrogen)宣布,其采用热循环(ThermoLoop)技术首次生产出清洁氢。这种创新方法利用热量而非电力,通过连续循环反应将水分解为氢和氧。该公司称,实现氢和氧的同时生产是一个重大里程碑,这使得氢能够持续生产,并有助于改进潜在的化学过程。

PyroGenesis 公司的子公司 Pyro Green-Gas 为印度塔塔钢铁公司完成了一个焦炉煤气增值项目。该工艺从高炉煤气中提取并提纯氢,纯度高达 99.999%。提纯后的氢随后在塔塔钢铁厂内重新利用,提高了生产效率并改善了环境效益。

关键的政府支持与研发投入

印度新能源与可再生能源部已根据其国家绿氢使命的研发计划发布了第二轮提案征集。国家绿色氢使命于 2023 年 1月4日启动,是印度成为全球绿氢生产、利用和出口中心战略的核心。该倡议专门针对本土技术开发,旨在实现绿氢及其衍生物在全国范围内的可负担、安全、高效和规模化应用。

“困境”:顽固的实施现实

尽管取得了这些令人瞩目的进展,但绿氢的广泛采用之路并非一帆风顺。基础设施、成本和市场准备等方面的挑战,凸显了实施过程中的顽固现实:

Stellantis 退出氢燃料汽车领域

汽车行业的一个重要迹象体现了这些挑战。汽车制造商 Stellantis 最近宣布决定终止其氢燃料电池技术项目,并且今年将不再推出氢动力汽车。该集团明确表示,做出这一决定是因为 “氢燃料加注基础设施有限、资本需求高,以及需要为客户提供更有力的购买激励”。

Stellantis 负责欧洲大区的首席运营官让-菲利普・因帕拉托明确表示,“氢市场仍然是一个小众领域,中期缺乏经济可持续性”。这家全球主要企业的战略转变,凸显了技术成熟度与市场可行性之间的巨大差距,表明即便在全球生产取得突破的情况下,缺乏配套基础设施和经济激励措施也可能导致商业化努力 “崩溃”。

应对双重困境

如今,绿氢的发展情况就像一群才华横溢的角色,却没有一个共同的剧情。远景能源现在能够在离网情况下生产数十万吨的绿色氨。新氢公司(NewHydrogen)正在研究无需电力的水分解技术。上海电气通过一个闭环系统,利用风能和农业废弃物生产绿色甲醇。印度正集结其国家研究力量,立志成为全球氢中心。

但随后 Stellantis 公司退出了这一领域,理由是缺乏加氢站、成本激励措施和客户需求。

绿氢正处于两个相反方向的持续性向量之间

吉姆・莱恩认为,当下绿氢正处于两个相反方向的持续性向量之间。它在输出熵方面表现出色——将闲置的风能、废热和生物碳转化为密集的可用能源。

它具有长期的结构性价值,能够储存季节性能源,并为难以减排的行业实现脱碳。

但在象征意义和经济层面,它举步维艰。

它缺乏一个简单的叙事、一个主导性的应用场景以及一个自我强化的需求反馈循环。

简而言之:绿氢在热力学上很优雅,但在象征意义的浓缩方面却很薄弱。如果没有政策支持或核心应用来将其锚定在实体经济中,即使是最完善的系统也可能面临失败。

底线

绿氢要实现突破——不仅是技术上的突破,还有商业上的突破 ——需要的不仅仅是能力。它需要环境、关联,最重要的是需求。世界上最先进的技术正在寻找一种核心应用——一种能将潜力转化为吸引力、将规模转化为必然性的应用。

在那之前,我们所构建的精妙解决方案始终无法占据主导地位,每一项成功都可能成为一个 “幽灵”:看得见、可行,但无人问津。

关于吉姆・莱恩与GTESI

吉姆・莱恩推崇 GTESI 理论,即进化系统与信息通论(General Theory of Evolutionary Systems & Information),这是一个实用的框架,用于理解哪些系统能够存续、适应或崩溃,以及背后的原因。

GTESI 植根于热力学、信息论和系统进化论,它整合了香农、费曼、爱因斯坦和李嘉图的见解,旨在追踪系统在压力下如何保持连贯性。它并不会取代电子表格,而是解释了为何这些电子表格有时会失去意义。

GTESI 揭示了技术、政策和组织中存续性的隐藏架构。它能在系统崩溃前指出失败点,在系统规模化前发现优势。在传统模型失效的领域,GTESI 为前进的道路提供了清晰的指引。

GTESI 的四大向量

GTESI 通过四个可预测的指标来分析系统。每个指标都反映了系统韧性或风险的不同维度。

向量 描述 信号解读
IPR—— 逆存续率“无记忆的价值”衡量象征性存续(如炒作、估值)与结构性记忆(厂房、现金流、执行力)之间的差距。高 IPR 警示着象征性膨胀,而低 IPR 则可能暗示着他人未察觉的根深蒂固的韧性。
SCD—— 象征性压缩偏离“当故事与系统脱节”追踪叙事与实际运营的一致性。不断上升的 SCD 意味着故事和系统正在渐行渐远。压缩在流失,信号在碎片化。
TRFI—— 信任仪式摩擦指数“仪式使系统保持正常运转”衡量系统执行象征性信任行为(备案、路线图、连续性)的效果。不断上升的 TRFI 意味着仪式中存在摩擦,如未按时备案或悄然退出,这标志着适应性压力或更深层次的紧张。
EED—— 熵输出增量“适应停滞,压力积聚”捕捉系统通过增长、许可、简化、联盟等方式有效卸载熵的程度。低 EED 是一个阀门,高 EED 则像一个高压锅。没有通风的创新可能面临破裂的风险。

大多数分析描述的是现状,而 GTESI 解释的是未来的趋势。