誰在主導非洲“綠色氫能”？_風聞

　　摩洛哥為何能引領非洲“綠色氫能”的發展？

　　**摘要：**綠色氫能源的使用被認為是實現可持續能源經濟的關鍵。氫能源解決了使用非再生能源帶來的一些根本問題，包括原材料稀缺，污染以及不可持續性等問題。近年來，為了達到承諾排放量和實現脱碳戰略，世界各國的政策制定者一直在追求綠色氫能的發展。在這個全球背景下，非洲一顆冉冉升起的新星——摩洛哥預計到2030年產出全球綠色氫能需求的4%。本文將分析摩洛哥能在綠色氫能發展方面領先非洲其他國家的原因，並討論其對中摩關係的現實意義和對中東和北非地區(MENA Region) 的影響。

　　1. 什麼是綠色氫能發展？

　　氫能是公認的最環保的能源之一，在工業界被用來替代石油和其他燃料。在有足夠的氫氣和氧氣供給下，制氫系統能夠源源不斷地產出能源。基於能源的高效性和可持續性是從目前以化石燃料為基礎的經濟轉變到循環經濟的關鍵因素，制氫系統有望成為未來的產能系統。

　　根據能源的來源，產能方式以及其特性，氫能大致可以分為三類。根據產能的方式，氫能可以分為灰氫，藍氫和綠氫（參考圖一）。灰氫生產成本最低，但其成本可能會隨着碳排放收費的增高而變高。藍氫的生產成本較灰氫更高，但隨着碳排放的收費變高，兩者的成本差距也會不斷減小。綠氫是通過水電解所生產的，不產生二氧化碳，且其生產成本依據電解過程中所使用的綠色電力而定。綠氫的生產成本通常包括電費，電解設備的建設費用以及運轉成本（參考圖二）。

　　圖一：灰氫藍氫和綠氫的生產對比

　　圖二：全球產氫成本估算

　　綠氫的應用包括將可再生能源轉換成清潔能源並進行儲存，傳輸和各個需求方面的重利用。可再生的“電轉X”(Power-to-X ) 技術作為一個新起的平台，可用於儲存多餘的可再生能源以便之後供終端使用，這同時也提供了一種資本密集型的脱碳方法來生產綠色燃料和化學用品。舉例來説，如果使用太陽能，生產氫的本身就是清潔過程，因為太陽能（可再生資源）產生的剩餘能量可以進行電解來將水分離成氫氣和氧氣。氫燃料電池可以接着通過轉換氫氣來供電。在能源生產的過程中，除了燃料電池的成本外，主要的成本根據用於進行電解的綠色電力而定。對於已經擁有支持生產，儲存和運輸氨和甲醇的基礎建設的國家，在氨生產，提煉過程以及工業製造的過程中綠色氫可用來替代普遍使用的礦物氫。

　　非洲的許多國家已經採取了必要的措施去擴大可再生資源的規模，這意味着非洲或將成為潛在的發展氫能的合適場所。儘管研究表明在2030年之前，非洲的五十個國家只能生產少於百分之十的可再生能源（發電主要還是用煤，油和天然氣），但可再生能源的使用作為經濟可行的模式，其規模在非洲大陸還在繼續上升。例如，根據 IRENA的一份報告，太陽能光伏發電的成本自2009年以來下降了約80%。成本的下降促使許多非洲國家採用太陽能發電的模式來獲取可靠並且經濟實惠的清潔能源。目前，北非可再生能源的成本，尤其是太陽能的成本，與傳統能源一樣低廉。綠色氫的應用同時也能改善非洲的糧食和能源安全問題。鑑於目前對化石氫的需求主要集中在製造和煉製過程中，而目前整個非洲大陸的製造和煉製活動密度很高，綠色氫的生產可以使當前的經濟活動實現脱碳化，並提高可再生能源的普及率。

　　隨着大眾媒體對氫能發展越來越多的曝光，摩洛哥在眾多非洲國家中受到了最多的關注，並被廣泛認為是全球綠色氫市場中最有潛力的國家。本文接下來將介紹摩洛哥氫氣發展的情況，並基於中國氫能發展的現狀討論中國氫能的部署將如何影響摩洛哥乃至中東和北非地區的氫能部署。

　　2. 摩洛哥在開發綠色氫方面領跑非洲：為什麼摩洛哥是 “被選中”的發展綠色氫能源的國家?

　　首先，摩洛哥的能源可用性和其有效的能源政策已顯示出成功，並證明了政府良好的能源管理能力和該國在氫能市場上的潛力。摩洛哥是北非最大的能源進口國。根據摩洛哥能源部的數據，截至2014年，摩洛哥大約90%的能源需求依賴進口。該國本土缺乏化石燃料，而這正是摩洛哥能源的主要來源。摩洛哥缺乏石油儲備的事實和高需求促使該國進口大量能源。值得注意的是，自1990年以來，摩洛哥的主要能源供應總量增加了約170%，而最終用電量增加了約270%。然而，截至2018年，他們的石油產品消費仍佔最終能源消費的70%以上。這表明摩洛哥仍然嚴重依賴能源進口，特別是石油產品、煤炭和天然氣，來維持其能源需求。（參考圖3)

　　圖三：摩洛哥能源生產（2018年進口和出口情況）

　　儘管如此，摩洛哥仍有希實現國家能源發展路線所承諾的目標，即到2030年可再生能源生產佔其全部發電容量52%。在實際行動方面，根據非洲太陽能展望2021年報告，摩洛哥免除了太陽能光伏設備的進口關税，並加強了相關消費的法規。與此同時，摩洛哥正在開發400MWp Noor PV II 多場地太陽能項目，這將進一步增加其可再生電力生產的能力。根據摩洛哥經濟、社會和環境理事會(CESE)於2020年發佈的一份報告，如果摩洛哥致力於當前的能源轉型，到2050年該國96%的電力將來自可再生能源。這説明摩洛哥雄心勃勃的政策改革和可再生能源發展不僅減少了其對阿拉伯國家和非可再生能源的依賴，同時還擴大了自身可再生能源的生產能力，成為可再生能源發展的領先國家之一。在2021年綠色未來指數中，摩洛哥甚至在中東和北非地區排名第一，在非洲排名第二。因此，摩洛哥目前和未來預期的可再生能源生產能力為綠色氫的開發提供了機會。摩洛哥可再生能源產量的增加需要一種高效且環保的方案來存儲多餘的能源，以供離網系統運行。換句話説，提升可再生能源發電能力也增加了摩洛哥提高可再生能源發電比例的潛力，從現實角度講，摩洛哥正在向100%的可再生能源系統邁進。

　　其次，在氫氣生產方面，摩洛哥可以利用其現有的基礎設施來更有效地生產氫氣。根據世界銀行關於發展中國家綠色氫的報告，針對發展中國家呼籲的核心是綠色氫及其衍生燃料作為清潔能源載體的普遍性。除了通過擴大可再生能源來生產綠色氫外，摩洛哥還可以將綠色氫應用於其已成熟的沼氣重整和氨生產過程。從圖3中可以看出摩洛哥利用生物燃料和廢物生產的能源佔其國內總產量的一半以上。在就業機會、教育、培訓和與歐洲現有電力基礎設施連接的加持下，技術知識的轉讓可以在全球範圍內帶來廣泛的機會。

　　與其他非洲國家相比，摩洛哥政府已經進入了一個相對領先的氫開發階段。從理論上講，豐富的可再生能源、低運營成本和規模經濟帶來的機會使摩洛哥成為綠色氫經濟(GHE)的潛在參與者。同樣，南非所擁有的世界領先的太陽能和風能資源以及豐富的投資環境使其有可能成為綠色氫的出口國。大多數非洲國家通過非洲-歐盟能源或雙邊夥伴關係與歐盟建立了夥伴關係，而摩洛哥的氫發展夥伴關係正處於更領先的階段。例如，摩洛哥與德國合作，於2020年在非洲開發了第一個綠色氫工廠。Power-to-X項目將專注於綠色氫的生產，並有望成為非洲第一個氫生產單位。該項目計劃在2024年至2025年期間運營，通過太陽能電伏和風力發電的混合動力以供應綠色氫。該國還計劃向歐洲提供大量太陽能和綠色氫，以實現氣候中性。摩洛哥還與葡萄牙籤署了一項關於在綠色氫領域發展夥伴關係的協定。在研究方面，太陽能和新能源研究所(IRESEN)和穆罕默德六世理工大學(UM6P)已經建立了一個綠色氫氨園(Green H2A)平台，旨在成為一個在綠色氫領域的研究和發展方面的國家，地區及大陸參考。摩洛哥自2019年以來還成立了國家氫委員會，成為非洲大陸上研究和開發綠色氫的先驅。與此同時，南非、尼日利亞和其他被認為在GHE中具有類似潛力的國家仍然停留在研究階段，亦或只是開始嘗試將氫和燃料電池系統用於機械，氨或甲醇燃料電池。

　　第三，摩洛哥的基礎設施和地理位置使其在綠色氫市場上相對於其他非洲國傢俱有比較優勢。在基礎設施方面，摩洛哥有通過馬格里布-歐洲天然氣管道與歐洲天然氣基礎設施相連接的天然氣管道。氫可以與天然氣結合，通過現有的天然氣管道輸送。最近一項關於非洲和歐洲之間氫氣發展的研究指出運輸氫氣比大批量運輸電力成本更低，因為北非和歐洲之間已經有現成的廣泛覆蓋的天然氣基礎設施，而北非的電網並不發達，只有一個電網連接摩洛哥和西班牙。在地理位置上，摩洛哥將天然氣出口國阿爾及利亞與歐洲連接起來，這使得摩洛哥在氫氣出口上可以成為北非和歐洲之間的連接點。這讓摩洛哥做好了向歐洲國家以及其他非洲國家出口氫氣的準備。據德國-摩洛哥能源合作組織(German-Moroccan Energy Partnership)估計，到2030年，摩洛哥將佔全球P2X市場的4%左右。隨着氫氣生產成本的降低，發電的電解槽效率也有望在未來幾年有所提高。從長遠來看，這為摩洛哥成為市場主要參與者提供了機會。

　　與此同時，歐洲對綠氫經濟的需求預計會顯著增長。鑑於在2050年能源藍圖中歐盟提出將在2050年實現温室氣體淨零排放的目標，其正在推行能源系統脱碳的戰略。由於來源的多樣化、風險和土地限制因素，歐盟尋求從第三國進口可再生能源。摩洛哥現有的基礎設施和地理優勢使其比中東和北非地區的其他國家更密切地與歐盟聯繫在一起。其他非洲國家在開發綠色氫方面仍處於初級階段。根據德國經濟合作與發展部的數據，到2030年，摩洛哥預計將生產全世界的多達4%的綠色氫。考慮到在實現政策目標方面總是存在的時間限制因素，摩洛哥在綠色氫開發方面相對可用的基礎設施和地理優勢使其成為戰略伙伴。

　　雖然摩洛哥的綠色氫發展得到歐盟的戰略支持，但其氫發展可能會受到中國氫發展部署的影響。中國加快了氫動力汽車的發展，特別是在燃料電池技術和其工業製造過程方面。因此，由於技術的進步和中摩戰略伙伴關係的加強帶來的市場成本的降低可能會帶來商機，從而改變摩洛哥綠色氫的發展。

　　**3.**中國氫能發展

　　中國作為世界上最大的氫能源生產國年氫氣產量超過2000萬噸。但是中國生產的大多數氫和化石燃料使用相關，被分為灰氫和藍氫。中國氫能發展的目標是到2060年能夠實現碳中和。目前，電解僅佔總氫氣供應的3%，其餘的則來自煤炭。與此同時，國有企業已經加大了對氫精煉生產的投資。

　　到目前為止，中國生產的氫氣主要用於石化工業。然而，中國目前還處於向綠色氫經濟轉型的早期階段，正在建立大規模的工業生產過程來生產綠色氫。由北京京能電力有限公司牽頭的一個大型項目正在內蒙古進行中，該項目將風能和太陽能發電與氫氣生產和儲存相結合。該項目預計將於2021年完工。這家發電廠預計每年可生產多達50萬噸氫氣。此外，中國首個通過陸上風電場電解制氫系統即將在河北省完成。預計它將為2022年北京冬奧會提供動力。

　　值得注意的是，中國加快了制氫的研究、開發和應用，並建立了氫氣加氣站和燃料電池汽車。作為世界領先的發電設備製造商和供應商，上海電氣近日簽署協議，將在中國建立PEM制氫技術研發中心，通過PEM水電解設備的研發，為中國的綠色氫氣開發助力。電解槽是氫氣生產中價格昂貴的部件之一。中國國有企業有望主導PEM電解槽市場並控制產氫成本。根據國際能源署和其他機構的建議，近年來氫氣產量顯著增加，綠色氫市場潛力巨大。(見圖4)

　　圖四：2050年氫的預估年需求

　　據綠色一帶一路中心介紹，綠色氫的應用可被納入“一帶一路”項目。例如，在航運業，99%的船舶的柴油發動機可以被碳排放更少的氫燃料電池取代。鑑於中國是船舶製造、物流運營以及港口數量大國，除了在貨船上用氫燃料電池替代柴油發動機外，中國可以轉向使用氫燃料電池來支持低碳排放的航運走廊。通過“一帶一路”，中國企業還可以通過發行綠色債券的方式，投資海外氫項目。

　　**4.**中國的氫氣部署對摩洛哥以及中東和北非地區的氫氣發展有何影響?

　　在“一帶一路”倡議下，中國建築公司也在摩洛哥建設可再生能源基礎設施，包括摩洛哥努爾三世(Noor III)集中太陽能發電(CSP)項目，其中包括世界上最高的太陽能塔。基於兩國多年的合作以及現有的綠色金融法規，接下來中國企業可以轉向投資混合可再生能源系統。

　　此外，中國氫氣的部署預計將加劇對氫能源投資的競爭，摩洛哥、北非和中東和北非地區可能從競爭中受益。首先，中國和歐盟企業之間的商業競爭將推動氫生產技術的發展，從而降低電解槽和可再生能源的成本。儘管綠氫與灰氫和藍氫在價格上沒有競爭力，但隨着電解槽和可再生能源成本的降低，其價格預計會下降。摩洛哥和中東和北非地區開發綠色氫的總體成本也會隨之下降。

　　第二，中摩夥伴關係與歐盟-摩洛哥夥伴關係本質上的不同為摩洛哥提供了新的機遇。從戰略上講，歐盟與摩洛哥在綠色氫發展方面的夥伴關係僅限於綠色氫領域，包括建設綠色氫工廠、技術轉讓、增加就業機會等。所有的機遇都屬於綠色氫發展的戰略範圍。在歐盟大力幫助摩洛哥建立綠色氫供應基礎的同時，中摩夥伴關係可以使摩洛哥的製造業更好地適應綠色氫的使用。例如，中國出台的新政策在行業供應鏈和技術方面都支持氫燃料電池汽車。另一方面，摩洛哥一直積極追求一貫的勞動密集型工業製造環境，創造和發展新的工業，尤其是汽車工業。自2016年以來，汽車行業已經成為摩洛哥出口收入的主要驅動力。隨着新的工業和技術中心丹吉爾科技城(Tangier Tech City)的建設，摩洛哥的汽車業可能會應用氫燃料電池技術以提高其市場價值。

　　5.區域的影響

　　針對能源的主要競爭可能會使中東和北非地區成為一個主要的綠色氫出口地。考慮到綠色氫的成本競爭力，以及到2050年綠色氫市場的年出口量預計將達到3000億美元，各國開始競相投資綠色氫。例如，隨着歐盟綠色協議(Green Deal)的啓動，北非地區被認定對綠色氫生產夥伴關係至關重要。歐盟為開發綠色氫所提供的財政支持以及預期下該地區的高需求為北非國家開發綠色氫項目提供了主要動力。此外，根據彭博新能源財經和中東和北非與歐洲關於綠氫的政策文件的數據，由於中東和北非地區太陽能和風能發電的綜合容量係數較高，而且是世界上能源成本最低的地區之一(LCoE)，目前該地區生產的綠色氫可能低於每公斤兩美元(在大型項目中平均為每公斤2.5-4.5美元)。這顯示了該地區的出口潛力。因此，由於其出口潛力和吸引市場主要參與者投資的能力，它比區域內其他國家獲得優勢。從地緣政治的角度來看，北非和中東地區綠氫的出口能力也將提升該地區供應的多樣化。

　　此外，非洲氫夥伴貿易協會(AHP)在2019年發佈的兩本手冊（《綠色非洲氫業務的規劃》和《綠色非洲氫能債券，資助綠色非洲氫能交易》）中描述了其對於利用協同效應、規模經濟和在參與非洲國家之間交叉銷售以發展氫經濟和社會的願景。鑑於目前全球綠色氫物流基礎設施還不完善，而且大多數國家目前都在本國範圍內開發綠氫，這是世界範圍的首次展望。在綠色非洲氫能債券的發展支持下，廣泛的跨非洲氫能路線計劃的實施使得非洲國家有機會獲取先前無法獲得的必要資本。非洲的能源基礎設施長期落後，不僅僅是因為資金或技術上的限制。AHP提出的綜合區域走廊將為非洲的項目搭建橋樑，使有多學科背景的基礎設施專業人員能夠交流經驗，並推動非洲大陸的整體發展。如果成功，非洲將成為國際上使用清潔能源並將綠色經濟和社會的理論轉化為大規模實踐的先鋒。

　　摩洛哥的氫能項目推進情況