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新加坡今年2月推出的2030年綠色計劃（綠色計劃）可能標志著這個島國能源行業(yè)的轉(zhuǎn)折點。隨著新加坡尋求建立一個更可持續(xù)的社會，它將越來越關注低碳能源，包括氫氣。在最近一期的"東盟能源"系列中，我們從能源角度考慮了綠色計劃的一些關鍵方面，并查看了目前在新加坡進行的氫氣部門的一些舉措。
從歷史上看，新加坡在石油和天然氣領域發(fā)揮了關鍵作用。新加坡雖然沒有自己的碳氫化合物資源，但一個多世紀以來，新加坡一直是礦物燃料及相關產(chǎn)品的精煉、儲存和貿(mào)易中心，以及油田服務中心，特別是海上鉆井平臺建設中心。預計石油和天然氣將繼續(xù)在新加坡經(jīng)濟的未來發(fā)揮關鍵作用，道達爾能源、殼牌和埃克森美孚等主要公司（盡管最近宣布削減）將繼續(xù)致力于對"紅點"的重大下游投資。然而，新加坡能源格局的重大變化似乎即將來臨。
新加坡的"綠色計劃"
今年2月，新加坡政府啟動了"綠色計劃"，旨在在未來十年內(nèi)推動國家的可持續(xù)發(fā)展政策。綠色計劃有五大支柱，可以概括為：
1. 自然之城：以綠地和自然為重點，到2030年，將為自然公園保留約200公頃土地（增加50%），計劃種植100萬棵樹。
2. 能源重置：新加坡將過渡到使用更清潔的能源（詳情如下）以提高能源效率和應對氣候變化，以及支持電動汽車（EV）的采用。事實上，新加坡已經(jīng)宣布了其2040年對汽車行業(yè)的愿景：逐步淘汰內(nèi)燃機，到2030年，所有新注冊的汽車都必須是清潔能源車型，如電動汽車、混合動力汽車或氫燃料電池動力汽車。
3. 可持續(xù)生活：注重確保減少碳排放、保持清潔環(huán)境和節(jié)約資源成為新加坡的生活方式。為此，新加坡將推動廢物材料的循環(huán)化，以"將垃圾轉(zhuǎn)化為寶藏"，并提高回收能力，將送往垃圾填埋場的廢物減少30%。
4. 綠色經(jīng)濟：尋求在碳或能源效率方面處于一流水平的新投資。新加坡政府將推出一項新的"企業(yè)可持續(xù)性方案"，以幫助企業(yè)，特別是中小企業(yè)，擁抱可持續(xù)性，并發(fā)展這方面的能力。新加坡的目標是成為領先的碳交易和服務中心，包括綠色金融（新加坡的目標是成為全球領先的中心）、可持續(xù)性咨詢、驗證、碳信用交易和風險管理。
5. 彈性未來：建立新加坡的氣候復原力，加強糧食安全。舉措包括開發(fā)有形的海岸防御系統(tǒng)，以防止海平面上升，以及增加當?shù)丶Z食生產(chǎn)，以到2030年滿足新加坡30%的營養(yǎng)需求。
顯然，"能源過渡"將是綠色計劃成功的關鍵因素，這在"能源重置"支柱中提出的倡議中顯而易見。新加坡政府承諾到2025年將太陽能部署增加四倍，目前正在努力增加建屋局（公共住房）區(qū)塊屋頂上太陽能電池板的使用。勝科實業(yè)的全資子公司新加坡勝科浮動太陽能公司和新加坡國家水務局（PUB）最近宣布在騰格水庫開設勝科騰格浮動太陽能農(nóng)場。擁有122，000塊太陽能電池板，占地45公頃（相當于約45個足球場），60兆瓦峰值（MWp）太陽能光伏（PV）農(nóng)場是目前世界上最大的內(nèi)陸浮動太陽能光伏系統(tǒng)之一。
然而，新加坡政府自己也承認，新加坡的地理限制限制了其大型可再生能源項目的選擇，因此，新加坡需要考慮其他來源，如從東南亞國家聯(lián)盟（東盟）地區(qū)內(nèi)外進口綠色能源，如果未來5年綠色能源出現(xiàn)，氫氣預計將成為主要能源。今年早些時候，新加坡能源市場管理局（EMA）宣布，它正在尋求建議，任命一家進口商進行為期兩年的試驗，從馬來西亞進口和銷售高達100兆瓦的電力。提案要求明確規(guī)定，燃煤發(fā)電提供的電力將不考慮納入試點。總部位于新加坡的太陽能公司Sunseap Group和馬來西亞最大的電力公司Tenaga國家Bhd（TNB）宣布，他們打算組建一家合資企業(yè)參與投標，表示如果成功，合資公司將投資馬來西亞各地的太陽能發(fā)電場，并利用TNB現(xiàn)有設施的其他形式的清潔能源，如水力發(fā)電。
新加坡不僅將氫氣視為綠色能源。"綠色經(jīng)濟"支柱建議"根據(jù)2025年研究、創(chuàng)新和企業(yè)計劃促進本土創(chuàng)新，并吸引企業(yè)在新加坡開展研發(fā)活動，為亞洲和世界開發(fā)新的可持續(xù)發(fā)展解決方案"。這些解決方案預計將包括脫碳技術，如碳捕獲、利用和儲存 （CCUS） 和低碳（即綠色和可能為藍色）氫。
新加坡的氫氣和氨氣
那么，自綠色計劃宣布以來，新加坡的氫氣空間發(fā)生了哪些發(fā)展呢？首先，必須指出，雖然有30多個國家發(fā)布了氫氣路線圖（根據(jù)氫氣理事會和麥肯錫公司的報告），但新加坡尚未采取自行生產(chǎn)一份路線圖的步驟。新加坡貿(mào)易和工業(yè)及人力部第二部長Tan See Leng博士在2020年10月的液化天然氣（LNG）和氫氣市場亞洲會議上發(fā)言時表示，新加坡已采取措施評估氫氣在減少長期排放方面的可行性，并于2019年委托對氫氣進口和下游應用進行聯(lián)合研究。這項研究將根據(jù)到2050年的供應情況、成本、技術可行性和供應安全情況，涵蓋氫氣進口的潛在來源。此外，Tan博士強調(diào)，新加坡正在加強與國際機構和其他國家的伙伴關系，以跟上全球技術發(fā)展的步伐，并共同開展實際項目，開發(fā)氫氣市場、供應鏈和標準。然而，Tan博士也表示，氫氣面臨三大挑戰(zhàn)，必須克服，即：
① 需要建立氫氣的全球供應鏈。
② 需要建立廣泛的氫氣進口、儲存、運輸和最終用途基礎設施。
③ 目前氫氣的生產(chǎn)和進口價格很高，使得更廣泛的采用困難。
這些挑戰(zhàn)被視為全球氫氣發(fā)展最重要的障礙，能否克服這些挑戰(zhàn)還有待觀察，至少在短期內(nèi)是這樣。在2021年7月智利和新加坡低碳網(wǎng)絡研討會的一次演講中，Tan博士指出，新加坡作為一個"替代能源處于不利地位的國家"的一個關鍵戰(zhàn)略是采用低碳技術，如氫氣。譚博士接著說，氫可以"作為儲存和運輸可再生能源的多功能能源載體。它可以幫助新加坡實現(xiàn)發(fā)電燃料組合的多樣化，并減少航運和航空等行業(yè)的排放。
然而，盡管缺乏路線圖，新加坡正在推進對氫氣空間的投資。新加坡主權財富基金淡馬錫（Temasek）最近宣布，它已與納米膠片技術（新加坡證券交易所（SGX）上市的納米技術制造商達成協(xié)議，成立一家價值1.4億美元的合資企業(yè)。合資公司，被稱為西德羅根能源，正在建立，目的是利用納米膠片的核心技術，"開發(fā)新的組件和解決方案，克服現(xiàn)有的限制，使氫氣作為能源的使用。Nanofilm宣布，西德羅根將在新加坡開展其核心研發(fā)活動。Nanofilm在一份新交所的文件中還指出，Sydrogen將中國視為一個有吸引力的市場，政府的政策大力支持以燃料電池電動汽車開始的氫氣經(jīng)濟的發(fā)展。Sydrogen Energy的創(chuàng)立之前，淡馬錫曾對丹麥公司Haldor Topsoe進行投資，該公司被描述為"高性能催化劑的全球領導者，專注于電解，以實現(xiàn)綠色氫氣經(jīng)濟"。
新加坡是全球第二繁忙的集裝箱港口，也是2020年最大的集裝箱港口，是全球海運貿(mào)易的樞紐。因此，新加坡的一些氫氣計劃集中在海事部門，這也許不是巧合。例如，EMA和吉寶近海和海洋公司聯(lián)合獲得了一項研究資助，以試驗新加坡第一個浮動儲能系統(tǒng)（ESS）。該項目授予了由遠景數(shù)碼國際有限公司號牽頭的財團。根據(jù)這一舉措開發(fā)的解決方案將在吉寶的"浮動生活實驗室"上進行測試，這是同類首款海上浮動試驗臺。Würtsilé 將提供發(fā)動機發(fā)電機組，該發(fā)電機組將以氫氣和天然氣混合運行。發(fā)電系統(tǒng)將在兩個使用天然氣/LNG 運行的 Würtsilé 34SG 發(fā)動機上運行。Würtsilé 發(fā)動機還能夠使用高達 3% 氫氣的氣體，并且通過改裝可以利用高達 25% 的氫。
新加坡還通過其海事和港務局（MPA）達成協(xié)議，在行業(yè)伙伴的資助下，為在新加坡建立的海上脫碳中心設立1.2億新元資金。MPA 已與勝科海事、BW 集團、東太平洋航運、海洋網(wǎng)絡快運、德特諾斯克 Veritas 基金會和必和必拓簽署了合作備忘錄。每個私營部門伙伴將向該基金捐款1 000萬新元，而MPA將再增加6 000萬新元的研發(fā)資金。這些資金旨在支持建立脫碳中心，并為與海洋脫碳有關的研究和技術開發(fā)項目提供資金。該中心是國際海事脫碳咨詢小組（IAP）為支持海洋行業(yè)脫碳而提出的九項建議之一。應當指出，國際海洋局還確定了與氨有關的聯(lián)合項目，例如改裝和建造新的建造船只，利用氨和甲醇作為海洋燃料，在新加坡探索綠色氨掩體，以及舉辦關于氨作為海洋燃料的聯(lián)合講習班。此外，國際海洋局還確定了一些潛在的項目，以探索氫氣在海洋工業(yè)中的利用。
氨角
新加坡海事部門吉寶近海和海事、住友和馬士基以及挪威化肥制造商雅拉國際和香港艦隊管理公司最近的另一項發(fā)展宣布，它們已簽訂諒解備忘錄，共同進行可行性研究，以期成為在新加坡港建立全面和競爭的供應鏈，提供綠色氨船對船掩體的先驅(qū)。
氨可能是未來氫氣經(jīng)濟的一個關鍵組成部分，特別是在氫氣運輸方面，正如先前所強調(diào)的，氫氣運輸是該部門面臨的主要障礙之一。傳統(tǒng)的天然氣運輸方法，如管道或油輪，涉及更大的費用，在氫氣方面。不僅如此，目前的技術還需要改進和調(diào)整（例如，氫氣纏身鋼管，這意味著甲烷需要與氫氣混合，如果要加以利用），還需要在油輪上增加貨物空間，才能運輸同等數(shù)量的氫氣。正是在這個空間中，氨可以預期發(fā)揮主要作用。運輸氫氣的方法之一是通過化學載體，如液體無機載體（即缺乏碳氫鍵的載體），如氨（NH3）。然后，開裂裝置可用于從氨（隨后捕獲）中釋放氫氣以及氮氣。化學載體是目前氫氣和氨氣運輸和儲存成本最低的運輸方式，似乎被視為一種潛在的可行氫氣運輸解決方案。
吉寶宣布的項目旨在為海基氨氣加油業(yè)務開發(fā)一個完整的供應鏈，從生產(chǎn)氨氣和開發(fā)專用油輪到建造儲存和配送系統(tǒng)。兩家公司希望將合資企業(yè)發(fā)展成為新加坡的新業(yè)務，新加坡是世界上最大的海上加油中心。該集團還考慮在不產(chǎn)生二氧化碳的情況下生產(chǎn)氨，例如利用可再生能源的電力。
除了發(fā)揮"氫載體"的作用外，氨還可直接用作發(fā)電廠的燃料和海上運輸燃料。幾家公司正在開發(fā)"綠色"氨，這是一條氨的途徑，從替代能源驅(qū)動的水電解中提取的氫氣取代了碳氫，使氨生產(chǎn)幾乎無二氧化碳。他們還在CCS上投資，以盡量減少制造傳統(tǒng)氨的碳影響，創(chuàng)造出業(yè)界所稱的"藍色"氨。
然而，建立氨燃料工業(yè)并不容易。據(jù)大多數(shù)人估計，綠色氨的制造成本是傳統(tǒng)氨的2到4倍。此外，利用分子所需的一些技術，如氨燃燒發(fā)動機，仍在實驗中。這一領域的技術挑戰(zhàn)之一是，燃料儲存所需的空間通常更大，在船舶建造中需要一些材料選擇修改。
此外，港口運營商和燃料供應商將需要建設龐大的掩體基礎設施，以便船舶可以在停靠的任何地方加注氨氣罐。同樣，還需要在太陽能、風能和其他可再生能源能力方面進行大量投資（假設重點是綠色氨），以生產(chǎn)足夠的綠色氨（本身和極高耗能工藝），以滿足海洋工業(yè)的需求。在全球范圍內(nèi)，船舶每年消耗約3億噸海洋燃料。鑒于氨的能量密度是柴油的一半，氨生產(chǎn)商需要提供兩倍于液體氨，船舶將需要像以前強調(diào)的那樣，容納更大的儲罐，從而可能吞噬貨物空間。
藍氨可能為氫氣經(jīng)濟提供更快、更便宜的途徑，無論是作為過渡燃料的角色，還是作為長期能源組合的一部分。在北美，情況可能尤其如此，因為大型石油和天然氣工業(yè)使生產(chǎn)常規(guī)氨的成本保持在較低水平，并創(chuàng)造了機會，利用二氧化碳加強石油回收（EOR）或?qū)厥覛怏w永久儲存在地下。最終，亞洲和世界各地的政府，以及市場，將不得不決定綠色氨是否值得付出努力。
結論
如前所述，新加坡綠色計劃的宣布很可能成為該國能源行業(yè)的一個里程碑。由于本國的電力資源很少，新加坡將繼續(xù)需要向國外尋求能源供應，以維持其能源安全。看來氫氣在新加坡未來的能源組合中肯定可以發(fā)揮作用，而且目前正在這一領域采取一系列舉措。新加坡尚未宣布氫氣戰(zhàn)略，我們將饒有興趣地觀察政府是否決定實施氫氣戰(zhàn)略。我們預計新加坡將繼續(xù)發(fā)展其新生的氫氣經(jīng)濟，同時密切監(jiān)測其他較發(fā)達的氫氣社會（如日本和韓國）的發(fā)展，因為隨著越來越多的國家開始對氫氣感興趣，這些發(fā)展可能會形成試驗案例。
摘譯自：JD Supra.
