核电制粉红氢被判不清洁…能源独立陷入两难

Published 23 Mar.2023 11:08(KST)

Updated 23 Mar.2023 11:12(KST)

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[落后的氢经济]
脱碳时代氢能依赖度持续上升
利用可再生能源的绿色氢能遇到瓶颈
对核电强国韩国来说粉色氢能成替代方案呼声高涨
“环保与经济性双重兼顾”
或将实现能源自立一百年的梦想
全球碳中和贸易壁垒成拦路虎
高放射性废弃物处置场建设与经济性等仍是课题

编者按氢是地球上最常见的元素，燃烧时排放的是水。由于不排放温室气体，在碳中和时代正作为新型能源备受关注。世界各国都在努力培育氢能经济。我国虽然在全球最早开发氢燃料电池汽车，并以最高普及率位居首位，但前路仍然漫长。尤其是新政府上台后，关于氢能政策是否在倒退的忧虑正在扩散。本文梳理作为未来能源的氢的作用以及政策支持的重要性。

“对拥有强大核能技术的我国来说，粉色氢最为合适。”

我国日照量不足、国土狭小，仅靠太阳能和风能等可再生能源实现碳中和存在局限。即便把国土全部铺满光伏和风电设施，为了实现电力自给，现实中仍不得不依赖目前发电量约60%的煤炭和天然气。相关业界和专家之间流传着“除了粉色氢别无他法”的说法。粉色氢是利用核电的富余电力和热能分解水制得的氢，不排放碳，成本也低，能够同时兼顾环保性和经济性。

但要跨越的壁垒同样不少。首当其冲的是RE100（Renewable Energy 100，可再生能源100%）和欧盟（EU）的绿色分类体系（绿色分类学）等碳中和贸易壁垒问题。由于没有高放射性废弃物处置场（核废料处置场），韩国的核电和氢能未被认可为脱碳或可再生能源，因而受到不利影响。如何确保经济性和安全性也被视为课题。

仅靠可再生能源行不通

政府在2021年10月敲定的《2050碳中和情景》中承诺，将到2030年把温室气体排放量在2018年的基础上削减至40%的水平，并在2050年实现零排放。为此，必须大幅削减利用煤炭和液化天然气（LNG）的火力发电，到2050年全面废止，或仅保留部分液化天然气发电站。相应地，计划把太阳能、风能等新再生能源发电占比从6.2%提高到30.2%。绿色氢在整体能源中的占比也要扩大到20%。据此预测，氢气需求量将在2030年达到390万吨，2050年达到2790万吨。政府在本月21日发布了修改版碳中和情景，方向是减轻产业部门负担，同时更多利用核电和氢能，预计将于下月最终敲定。

问题在于，受我国国情所限，绿色氢的生产存在边界。因此，政府原本计划从中东、澳大利亚、非洲等地大规模进口利用太阳能生产的绿色氢。附加成本也极为庞大。韩国燃气公社在2021年曾预测，到2050年代，每年仅在氢的液化、储存和运输方面就需要投资约60万亿韩元。

核能和产业界等方面则把利用韩国优势核电技术生产的粉色氢作为替代方案。粉色氢比国内生产的绿色氢便宜得多。根据产业通商资源部去年提交给国会的资料，济州岛利用风力发电生产绿色氢示范设施的氢气生产成本约为每千克1.5万韩元。相较之下，美国阿贡国家实验室和国际能源署预计，粉色氢的生产成本约为每千克2.5美元。韩国核能界则认为，如果利用核电，生产成本可降至每千克1.7美元。

海外主要国家的相关研究也十分活跃。法国在2020年9月发布碳中和计划时，宣布将投资300亿欧元，大幅增加氢气生产，并明确表示将积极把核电作为主要能源加以利用。美国、日本、德国等国也纷纷投入技术开发。韩国政府在总统Yoon Suk Yeol就任后，也与韩国水力原子力公司一道积极推进粉色氢的引入，目标是在2024年前完成示范生产技术开发，2027年前完成规模化并实现商业化。

新月城核电站。资料照片。

难以跨越海外贸易壁垒

然而，粉色氢也原封不动地继承了核电本身的问题。运行核电站过程中产生的放射性废弃物处理成本、由此不断攀升的发电单价以及事故风险，都是致命弱点。

欧盟为征收碳边境税而在2022年7月最终确定的绿色分类体系（绿色分类学）同样构成负担。欧盟虽将核电归类为脱碳能源，但附加条件是到2050年必须投入运行高放射性核废料处置场。韩国目前只有中低放核废料处置场，高放废料仅处于临时贮存状态。因此，“K-粉色氢”在欧盟绿色分类体系中并非脱碳能源，而是碳边境税的征收对象。归根结底，必须建设能够处理高放废弃物的处置场，这不是短期内能解决的问题。关于建设高放核废料处置场的方案至今仍尘封在政府各部门的文件柜中。

无论是否建设高放核废料处置场，不承认核电和氢能为可再生能源的民间运动RE100（可再生能源100%使用义务化）也是一大障碍。RE100是英国国际非营利组织“气候组织”自2014年起发起的运动。随着各国政府、国有企业和大型民营企业在采购时将加入RE100作为强制条件，该运动事实上已演变为一种监管。在韩国，三星电子、SK集团、Naver等主要大企业也因此纷纷加入。RE100方面认为，虽然核电的碳排放量较少，但综合考虑废弃物处理场等全部成本，并不具备经济性，因而不能作为碳中和的替代方案。也就是说，RE100并不承认粉色氢是未来清洁能源。

与海外绿色氢相比，粉色氢在价格竞争力方面也存在短板。目前粉色氢在国内的生产成本（电价）约为每千瓦时60韩元，几乎是海外绿色氢生产成本（当地光伏发电单价，每千瓦时1美分，约13韩元）的4倍。专家指出，即便再加上进口所需的运输和储存费用，海外绿色氢的价格预计仍将低于国产粉色氢。

绿色氢能生产集群鸟瞰图。资料图片。

但是，如果在氢气生产上依赖海外，继石油之后，我们将再次失去对关键资源价格的决定权，并饱受地缘政治危机的困扰。这也是日本在2021年制定氢气生产计划时，要求本国企业在海外生产1亿吨绿色氢，以实现能源自给的原因之一。

如果善用核电强国的优势，充分发挥“K-粉色氢”的作用，韩国有可能开辟出自近代以来100年间未能实现的能源自立之路。一座装机容量1吉瓦级的核电站每年可生产约20万吨粉色氢。也有专家主张，如果将其作为引进核电站的对价出售给其他地区，可为当地带来数千亿韩元规模的收入。相当于在石油时代，一个社区新发现了一座大型油田。