儲能科學與技術 - 《儲能科學與技術》推薦|沙特能源轉型及氫能發展展望－鑽石舞台

作者：胡旭 1,2 江涵 1,2張銳 1,2

單位：1. 全球能源互聯網發展合作組織；2. 全球能源互聯網集團有限公司

引用：胡旭,江涵,張銳.沙特能源轉型及氫能發展展望[J].儲能科學與技術,2022,11(07):2354-2365.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0074

摘要在當前世界能源結構清潔化的情況下，長期依賴石油經濟的沙特阿拉伯提出能源轉型和經濟多元化發展目標。基於此，文章對沙特能源轉型動因及發展方向進行剖析，提出氫能發展構想，並對其氫能中長期開發與國際貿易的經濟性進行量化分析。調研顯示，在中短期內藉助豐富的天然氣資源優先發展藍氫，構建產業鏈，後期利用豐富的清潔能源資源開發綠氫將成為沙特能源轉型重要機遇。而相似國家可借鑑沙特能源結構化調整措施，實現本國的能源轉型和氫能發展。

關鍵詞氫能；中東北非；能源轉型；可再生能源；「一帶一路」

2021年10月，沙特阿拉伯王儲薩勒曼宣布沙特承諾到2060年將淨碳排放量降至零，並將在這一氣候目標上投入約1870億美元，到2030年每年碳排放量將減少2.78億噸[1]，但將繼續保持其作為石油和天然氣主要生產國的地位，此前沙特政府已計劃到2030年將本國可再生能源發電提升至58.7 GW，占總發電裝機比例達到50%[2]。沙特阿拉伯作為全球最大石油出口國和生產國之一[3]，人均二氧化碳排放達到15.27 t，超過世界平均水平4.44 t的3倍，是世界上人均二氧化碳排放最高的國家之一[4]，明確提出清潔能源發展規劃和碳中和目標反映了沙特政府對能源清潔轉型和可持續發展的積極態度。但其經濟系統長期依賴石油產業，在能源轉型的過程中，確立可行的轉型路徑和方向，穩步退出傳統能源，維護經濟社會的創新和可持續發展將成為沙特所面臨的主要挑戰。

本文通過分析沙特能源轉型動因及轉型政策規劃，結合世界能源發展趨勢，研究了沙特氫能轉型及向日本、歐洲輸氫的經濟可行性，並對氫能發展路徑進行研究，提出沙特氫能發展構想。國情相似的清潔能源資源豐富國家，例如摩洛哥、突尼斯、阿根廷和智利等，可參考沙特能源轉型及氫能發展經驗，統籌規劃本國發展。

1 沙特能源轉型動因

1.1　能源結構調整

2019年，沙特一次能源總產量達到214.6百萬噸標準油當量，而消費總量為139.8百萬噸標準油當量。沙特能源消費以油氣為主，石油和天然氣占其能源供應的99%以上[5]。2019年其石油消費達到380萬桶/d，以3400萬人口成為世界上第五大石油消費國，生產的石油約1/3用於其國內消費，生物質能和清潔能源多年來穩步發展，但在總能源消費體系中依舊占比較小。

沙特是全球最大石油生產國和出口國，從20世紀70年代起經濟系統長期依賴石油產業。1973年、1979年和1990年3次石油危機導致的油價飆升使沙特當年的石油占GDP比例出現較大增幅，而隨後的油價暴跌也致使沙特GDP出現萎縮，如圖1所示，其經濟體系與石油價格已深度綁定。2020年沙特石油探明儲量達到2975億桶(約合409億噸)，占世界儲量的17.2%，是世界上繼委內瑞拉之後第二大已探明石油儲備國。2020年沙特阿拉伯石油產量約為1104萬桶/d，全年出口石油占全世界總量的17.2%[6]，當年石油產業占全國GDP的比例達到24.7%[7]。

圖11970—2020年沙特GDP及石油占GDP百分比[8]Fig. 1Saudi GDP and oil rent (& of GDP) from 1970 to 2020

沙特國民經濟受到油價波動的影響大。2014年年底國際油價大幅下跌，從每桶超過100美元下跌至50美元以下，沙特的財政收入從2014財年的2800億美元縮水至2015財年的1620億美元，跌幅高達42%[9]。2018—2019年，受石油價格回升、改革政策落地等利好影響，沙特經濟呈現復甦跡象，但2020年受新冠疫情影響，全球能源需求出現萎縮，沙特GDP較上年縮減4.1%[10]，名義GDP降至7001億美元[11]。2021年沙特政府財政預算赤字達到約376億美元，這也是沙特政府預算連續第8年出現赤字。

隨着世界石油消費達峰的日益臨近，如何擺脫對石油產業的依賴，調整自身國家能源結構，轉變經濟發展模式，實現產業結構的多元化發展，是沙特實現經濟可持續發展所面臨的主要問題。沙特是世界第二大已探明石油儲備國[6]和第六大已探明天然氣儲備國[12]。除此之外，沙特可再生能源資源稟賦也極為優越，開發潛力巨大，全國太陽能年均光照強度高達2300 kW·h/m2，北部大內夫得沙漠、南部魯卜哈利沙漠及東部代赫納沙漠均為日照充裕地區，具備大規模光伏電站建設條件，沙特風電資源也極為豐富，年平均陸上風速約為6.0～8.0 m/s，全國多個地區陸上風速高於標準經濟風速(7+m/s)。殼牌全球能源資源數據庫數據顯示，沙特在全球發展陸上風能潛能排行榜上排第13名。沙特東北地區、中部地區和西部山系均有較高的發展風能的潛力。歷史數據顯示，上述3個區域的年均風速分別為5.0～5.5 m/s、9.0～9.5 m/s和4.0～4.5 m/s，陸上風能開發潛力超過200 GW，平均容量係數達到35.2%[13]。如何利用本國的能源資源優勢，在推動國家產業結構多元化發展和清潔能源轉型的同時維護自身世界能源樞紐的地位，也成為沙特未來發展的重點問題。

1.2　國家轉型發展

沙特作為世界上最大的石油生產和出口國，經濟結構過於單一，一方面，沙特政府由於過度依賴資源出口帶來的收益，而將大部分財政預算撥給能源資源相關產業，忽視了在教育進步、科技創新等方面的投入。另一方面，由於國民多從事勞動密集型的資源行業工作，且往往習慣了高福利、高補貼的生活，對知識和技術的追求動力不足，本國勞動力整體素質較差[14]。在政府和公民均不重視的情況下，沙特的人才儲備和創新能力薄弱。經合組織2017年數據顯示，沙特25～34歲的年輕人中只有25.8%受過高等教育，在46個國家中排名第38。同時據聯合國人類發展報告數據，2017年沙特的創新指數為36.2，在127個國家中位列55，較為落後[15]。

1.3　世界能源轉型趨勢

除沙特自身產業結構調整外，世界清潔能源轉型的趨勢也督促沙特加快能源轉型步伐。近年來隨着氣候問題的日益突出，全球已形成統一明確的氣候治理願景和低碳發展目標。隨着《巴黎協定》的生效，應對氣候變化已成為世界各國的共識，世界能源結構也經歷着重大變革，世界能源發展呈現出低碳化趨勢。從世界能源未來發展圖景的關鍵指標來看，各主要能源展望報告的預測數據皆表明，未來世界能源需求量將繼續增加，到2050年，世界一次能源供應增長在25%～60%[16-19]。清潔能源將成為滿足世界能源需求增長的主體，因此搶占能源轉型和清潔能源發展的制高點成為世界各國關注的熱點。

伴隨世界能源系統逐漸向清潔化方向轉型，能源供應的穩定性問題也日益得到關注。清潔能源出力具有較大波動性、間歇性和隨機性的特點，如何保證清潔能源系統中能源供應的安全性和穩定性也成為各國面對的主要問題之一。氫能作為優秀的二級能源載體，清潔無碳，可以與電能、熱能、燃料等多種能源耦合，組成新型能源系統，而以綠氫(可再生能源電解水制氫)和藍氫(普通化石燃料制氫與碳捕捉與封存技術結合的制氫方案)為代表的低碳氫作為全球實現碳中和目標的重要手段，開始受到世界各國的關注。在碳中和目標下，基於溫控1.5 ℃以內的預測，預計到2050年全球氫能需求量將達到1.87億～6.96億噸，分別占2050年全球能源消費總量的7%～24%，其中近1.50億噸為海運市場交易，來自中日韓市場的低碳氫進口需求達到約8000萬噸(相當於海運能源貿易的55%)；歐洲低碳氫能進口量約為2300萬噸，占海運能源貿易總量的16%[20-22]，氫能領域將吸引投資超過15萬億美元，減排二氧化碳超過800億噸[23]。氫能將成為全球能源系統的重要組成部分。

沙特能源轉型面臨着世界能源系統發展清潔化和低碳氫能發展熱點化的雙重影響，同時其國內的經濟多元化發展需求也對其能源結構的調整提出更高的要求。豐富的油氣資源儲備和優越的清潔能源資源是沙特能源轉型發展得天獨厚的優勢，未來降低自身碳排放，推動清潔能源發展，促進開發利用氫能將成為沙特實現能源轉型的重要抓手。

2 能源轉型及氫能發展趨勢

2.1　能源轉型政策

2016年初，在全球油價從115美元/桶驟降到28美元/桶的刺激下，沙特出台「2030願景」[24]，全面深化社會、經濟、能源多樣性改革，以「活力社會」「繁榮經濟」和「雄心國家」為三大主線，確立了未來15年的發展方向，並提出了沙特實現美好願景的三大支柱：成為阿拉伯與伊斯蘭世界的核心國家、全球投資強國、連接亞歐非三大洲的世界樞紐。2016年6月，沙特政府提出「國家轉型計劃2020」，正式使用「國家轉型」的概念，該計劃是「2030願景」的有機組成部分，包含8個主題涉及24個政府機構，旨在實現「2030願景」的宏偉目標和要求[25]。核心目標是大幅提高非石油經濟的收入，到2020年創造45萬個新就業機會。能源轉型是沙特從石油依賴性經濟向多元化經濟轉型的一個重要內容，而沙特政府也從多方面採取行動來推進能源系統調整，促進新能源開發。

（1）推動新能源的開發利用，加快項目落地。2017年，沙特在能源部下成立可再生能源項目發展辦公室(REPDO)，並提出國家可再生能源計劃(NREP)，同年開啟第1輪新能源項目招標，2個可再生能源項目總裝機達到700 MW，2019年開始第2輪新能源項目招標，6個項目總裝機為1.47 GW[26]，2020年4月REPDO開啟第3輪新能源項目招標，項目總裝機為1.2 GW[27]，相關項目信息如附錄所示。總發展目標方面，2019年沙特更新其國家可再生能源計劃，上調2023年可再生能源裝機目標至27.3 GW，包括20 GW光伏和7.3 GW的風電，計劃到2023年在可再生能源項目上投資500億美元，並規劃到2030年可再生能源裝機將達到60 GW[28]。

（2）提高項目國際合作程度，推進開發本地化。沙特新能源項目開發目前有兩種模式，一是以獨立發電商(IPP)模式公開招標，中標開發商(聯營體)與沙特購電公司簽署20～25年PPA，大多數清潔能源項目以此模式開發。二是通過競爭性談判模式來完成，該模式主要為沙特公共投資基金(PIF)負責的大型新能源投資開發項目，由PIF旗下的全資公司Badeel統籌就規劃項目邀請意向開發商進行合作談判或非公開招標，達成一致後由PIF與開發商共同投資進行項目開發，目前只有一個Sudair 1.5 GW光伏項目正在執行。為提升項目國際參與程度，REPDO要求超過100 MW的大型項目必須由國際開發商擔任聯營體牽頭方，100 MW以下的項目沙特本地開發商可以擔任聯營體牽頭方，而為促進本土產業發展，REPDO明確規定項目執行期間項目公司本地成分比例不得低於17%，進入運營期後，本地成分需要分階段提升，滿足更為嚴格的沙特本地化率要求。

（3）促進清潔能源技術研發，增加產業競爭力。沙特政府根據國家可再生能源計劃指導建議，加快完善可再生能源部門技術研發和產品製造產業鏈，增強該國工業競爭力，組織阿卜杜勒阿齊茲國王科技城(KACST)、阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)、阿卜杜拉國王石油研究中心(KAPSARC)、阿卜杜拉國王核能和可再生能源城(KACARE)、沙特基本工業公司(SABIC)、沙特國家石油公司(Aramco)等其國內多個大學、企業及研究所開展聯合研究，推動相關可再生能源項目發展框架和落地研究。

（4）加快電力市場改革，增加市場活力。目前沙特本國電力市場中發電、購電、輸電、配電環節相互獨立，但絕大多數環節及裝機由國有企業控制，沙特發電側65%來自沙特電力公司(SEC)，7.6%來自沙特國家海水淡化公司(SWCC)，私營或外資的獨立發電商(IPP)占比則為17.4%，沙特電力採購公司(SPPC)是沙特電力市場的唯一購電方，輸電、配電也由國有公司沙特國家電網(National Grid SA)、沙特電力公司和馬拉菲克(Marafiq)控制[29]，總體來說私營占比較小。為實現高占比清潔能源下的新型電力系統機制，沙特政府自2016年起對本國電力市場系統進行改革，針對發電、購電、輸電、配電等一系列環節進行私有化進程，促進私營企業進入電力市場，推動電力系統清潔化和市場化發展。

2.2　氫能發展

隨着能源轉型政策和電力市場改革方針的雙管齊下，氫能成為沙特能源未來發展的重點發展方向之一，目前沙特政府正在根據世界氫能發展情況制定氫能戰略規劃和發展路線圖[30]，相關部門和企業負責人均發布沙特支持氫能發展的意願，同時相關部門也積極探索氫能領域的國際合作和氫能應用，並在交通、能源貿易和生產、本地化等多個領域加快氫能應用步伐。

2019年，沙特阿美公司與美國空氣產品公司合作研發的沙特第1座加氫站建成並投入試運行，為從豐田公司進口的6輛Mirai燃料汽車提供氫能[31]。

2020年沙特主辦G20峰會期間，提出氫能政策支持在能源轉型過程中至關重要，建議效仿碳排放證書設定氫證書和國際交易平台，差異化灰氫、藍氫和綠氫的價值作用，激勵G20成員國加強在低碳氫領域的投資和研發，鼓勵成員國開展大型氫能項目開發，通過規模化降低技術成本帶動氫能廣泛應用。6月，沙特國際電力和水務公司ACWA Power與美國空氣產品公司和沙特未來城NEOM新城簽署協議，共同投資50億美元，在沙特規劃的零碳城市NEOM建造一座裝機容量達到4 GW的綠色氫氨工廠，日產650 t綠氫，年產120萬噸綠氨。9月沙特阿美將40 t藍氨運往日本，成為世界上第1條藍氨示範供應鏈[32]。同月，沙特從韓國現代進口多種型號氫燃料汽車和公交車用於試驗[33]。

2021年3月，沙特阿美與韓國現代集團簽署合作協議，將從沙特運輸液化石油氣(LPG)至韓國，在當地轉化為氫氣後，在此過程中產生的二氧化碳將被帶回沙特存儲[34]。同月，沙特與德國簽署氫能合作的MoU，正式確立了雙方在低碳氫生產、加工、運輸及利用方面的合作[35]。10月，沙特宣布將投資1100億美元開發Jafurah氣田，作為世界上最大的天然氣田項目，未來其產生的大部分天然氣將用於生產藍氫。沙特能源大臣表示沙特計劃到2035年生產和出口約400萬噸氫氣能源，有望成為全球最大的氫能供應來源[36]。2021年底，沙特與美國Hyzon Motors和法國Gaussin簽署合作協議，共同推動氫燃料卡車沙特本地生產[37]。

2022年1月，沙特能源部與其國內單位簽署8項合作協議，聯合推動氫燃料汽車、氫燃料公共汽車和列車、可持續航空燃料在沙特的項目試點[38]。

國際能源署等國際研究機構和智庫部門均認為沙特氫能開發前景廣闊，未來將成為世界氫能生產的主要地區之一，同時憑藉其優越的地理位置，完善的能源產業基礎和能源貿易體系，沙特將可能成為世界最大的氫能供應國[39-42]。

世界應對氣候變化步伐在逐漸加快，沙特能源轉型刻不容緩。作為全球公認氫能發展潛力最大的國家之一，在現有的能源轉型政策下，儘快制定氫能發展規劃，牢牢把握氫能發展的契機，將成為沙特調整能源系統架構、實現國家自主承諾的重要機遇。

3 氫能發展分析

氫能利用可以分為灰氫(普通化石燃料制氫)、藍氫和綠氫。目前，已有的大型綠氫項目成本為2.5～4.5美元/kg，而灰氫價格為1～1.8美元/kg，藍氫價格為1.4～2.4美元/kg[43]。在中短期內，沙特可依託自身油氣資源發展藍氫經濟，加快完善上下游產業鏈，夯實基礎設施建設，搭建氫能交易樞紐，掌握氫能經濟話語權，同時推動綠氫技術規模化開發，推進氫能經濟長續化發展。長期來看，沙特可以充分發揮本國優越的清潔能源資源稟賦，在綠氫產業規模化完備發展的情況下，依託本國前期完善的氫能產、運、儲設施和項目經驗，繼續維持在氫能領域的全球領先地位，實現國家能源經濟轉型。

3.1　藍氫經濟性分析

藍氫是將普通化石燃料制氫方式，即灰氫與碳捕捉技術結合的制氫方案，可大幅度減少制氫過程中的碳排放，其發展潛力與化石資源條件相關。2020年底沙特已探明天然氣儲量達到8.4萬億立方米，位居全球第六，占世界天然氣儲量的4.5%[12]，中短期內利用天然氣資源發展藍氫技術潛力巨大。本節將對沙特藍氫的經濟性進行分析。

天然氣制氫成本LCOH主要包括3部分：天然氣成本(LCOG)、資本支出(CAPEX)和運營支出(OPEX)。其中：LCOG(天然氣燃料成本)反映了制氫成本中的燃料成本因素，目前占制氫總成本的45%～75%。CAPEX(資本支出)反映了前期蒸汽重整設施投資成本，占制氫總成本12%～20%。OPEX(年運營支出)反映了蒸汽重整工廠建成後每年設施維護、人工、稅務等費用支出。

天然氣製取的氫氣為灰氫，需要加裝碳捕捉裝置減少碳排放後才能被稱為藍氫，但對其中二氧化碳的捕捉率界限全球目前沒有統一的標準，一般項目對於藍氫碳捕捉率的定義會介於70%～95%，2019年歐洲綠氫及低碳氫標準制定項目組提出歐盟藍氫的參考標準，基於天然氣制灰氫方案，減少60%的溫室氣體排放即可認為是藍氫，以此測算，相較於灰氫排放基準91 g/MJ [328 g/(kW·h)]，藍氫的碳排放標準為36.4 g/MJ [131 g/(kW·h)]。加裝CCS裝置將大幅提高天然氣制氫價格，使資本支出升高80%，燃料成本升高約10%，運營支出升高約90%。

根據LCOE成本：

(1)

藍氫的成本LCOH(B)計算為：

(2)

式中，Cinv為CAPEX投資；CFOM為固定設備運維成本；CVOM為可變運維成本；r為折現率，r=6%；M(H2)為氫氣年產量；T為時間，設定為20年。

CAPEX投資成本Cinv包括制氫設備投資成本CHC，純化設備投資成本Cpur，存儲設備投資成本Cstor，計算公式為：

(3)

固定運維成本CFOM包括制氫設備運維成本CMain,HC，純化設備運維成本CMain,pur，存儲設備運維成本CMain,stor，計算公式為：

(4)

可變運維成本CVOM包括天然氣費用CGas，電費CElec和水費CWat，計算公式為：

(5)

根據模型最終沙特的藍氫製取成本位於1.4～2.35美元/kg之間，與全球範圍內其他主要國家對比，如圖2所示，仍具有較大優勢，因此中短期內發展藍氫方案對於沙特能源轉型具備經濟可行性。

圖2不同區域天然氣製取藍氫成本計算[43]Fig. 2Blue hydrogen production costs in different regions, 2018

3.2　綠氫經濟性分析

隨着全球清潔能源轉型的進行及其國內能源轉型進程的推動，中長期來看，沙特可利用其清潔能源資源發展綠氫，支持其氫能經濟的進一步發展。

綠氫發展主要依賴本國可再生能源資源特性。未來隨着可再生能源的大規模開發，將支持沙特的綠氫發展。下面將對沙特綠氫發展的經濟性進行分析。

綠氫成本主要由3部分組成：電力成本(LCOE)，即可再生能源電力成本，資本支出(CAPEX)，主要為電解槽系統成本，運營支出(OPEX)。綠氫受電價和資本支出影響較大，兩者占總成本的比例超過90%，電解槽的技術參數，如電解效率、壽命、年滿載小時數也影響最終的綠氫成本[44]。儘管目前綠氫不具備成本優勢，但從能源轉型及深度脫碳角度出發，考慮碳減排效益，未來隨着可再生能源發電成本逐漸下降，綠氫成本將逐漸降低，最終實現低價零碳氫氣經濟，滿足全球能源轉型需求。

電力成本(LCOE)方面。根據相關數據，目前沙特的大型光伏項目LCOE約為2美分/kWh[45](25年PPA價格為1.04美分/kWh[46])，到2050年沙特可再生能源電力LCOE預計將較2020年下降30%，達到1.4美分/kWh[47]。目前世界主流電解槽工藝能耗約為50～55 kWh/kg(轉化效率為65%)，未來隨着電解槽工藝的逐步完善提升，預計到2050年鹼式電解槽電解效率可以提升至45 kWh/kg(轉化效率達到76%)，而SOEC技術下電解效率將達到40 kWh/kg[48]。

投資成本(CAPEX)方面。投資成本主要為電解槽成本，而未來電解槽的投資成本將從電解槽電堆降本、系統降本兩方面下降。到2050年，全球電解槽系統規模將進入TW時代，電解槽系統成本相較目前將降低70%，同時電解槽壽命也將由現在的10年增長至20年[49]。

綠氫的成本LCOH(G)計算為：

(6)

CAPEX投資成本Cinv包括電解槽投資成本CWE，加壓設備投資成本Ccomp，存儲設備投資成本Cstor，計算公式為：

(7)

固定運維成本CFOM包括電解槽運維成本CMain, WE，加壓設備運維成本CMain, comp，存儲設備運維成本CMain, stor，電解槽置換成本CSR，計算公式為：

(8)

可變運維成本CVOM包括電費CElec和水費CWat，計算公式為：

(9)

氫氣年產量M(H2)由電解槽功率EES，電解槽效率ƞ和氫氣的低熱值LHV(H2)組成，計算公式為：

(10)

按照現有模型計算，當前在沙特可再生能源電價LCOE為2美分/kWh時，沙特綠氫理論價格約為2.45美元/kg，而到2050年，沙特可再生能源電價理論成本為1.4美分/kWh[47]時，而隨着設備價格的下降，其綠氫價格將降至0.77美元/kg，在全球範圍內較灰氫和藍氫具備較強競爭力。

表1沙特綠氫成本預測Table 1Green hydrogen cost forecast, Saudi

同時與世界相關能源消費大國/區域綠氫生產成本相比[43]，如表2所示，沙特綠氫成本更具優勢。

表2不同區域綠氫成本預測[43]Table1Green hydrogen cost forecast, various area

3.3　氫能貿易

沙特可通過氫能貿易保持自身能源出口競爭力。根據世界未來綠氫供需情景[50]，如圖3所示，未來沙特具有高出口潛力，而歐洲、東北亞等地具有進口潛力。沙特可依託自身優越的地理位置和綠氫成本優勢，將氫能外送，實現能源轉型和經濟多元化發展。

圖3世界未來綠氫供需情景[50]Fig. 3Green hydrogen production, domestic consumption, and export potential

未來氫能國際貿易將參考全球天然氣貿易方式，主要分為管道運輸和液態海運兩種模式[51]。其中海運又主要分為液氫、液態有機氫載體(LOHC)和液氨3種運輸模式，3種運輸方式均是將氫液化後運輸。相關運輸模式的對比見表3，管道運輸與液態海運均有不同優缺點，實際運輸方式應根據運輸情景進行選擇。

表3國際氫能運輸模式對比[51-54]Table 3Comparison of hydrogen transportation for long distance

沙特具備良好的地理位置環境，但鑑於沙特與主要輸氫目的地之間的地理因素，未來管道輸氫實現難度較大，因此在沙特氫能外送上將主要對海運模式進行比較分析。

海運模式的成本主要分為投資成本(CAPEX)、固定運維成本(OPEX)和可變運維成本(OPEX)三部分。其中投資成本主要包括：運輸管道和壓縮機、液化設施、運輸船、存儲設施和氣化設施的投資成本。固定運維成本(OPEX)主要包括：運輸管道和壓縮機運行，液化設施運行，運輸船運行，存儲設施運行和氣化設施運行的成本。可變運維成本(OPEX)主要包括：壓縮機供能、液化設施供能、運輸船燃料和港口費用和氣化設施供能成本[52]，相關運輸成本設定見附錄。

以沙特-日本氫能為例，選取沙特未來氫能生產基地之一的NEOM新城至日本東京做成本分析，氫氣從NEOM城通過300 km管道運輸至沙特杜巴港液化，通過海運15600 km至東京港，相關管道和海運技術參數見附錄。計算3種海運模式的價格處於1.26～2.11美元/kg之間，中短期內疊加藍氫成本1.4美元/kg，綜合成本為2.66～3.51美元/kg，遠期疊加綠氫成本0.77美元/kg，綜合成本為2.03～2.88美元/kg，較日本本土綠氫價格4.1美元/kg[43]具備較大優勢。

而對於沙特-歐洲氫能運輸，選取NEOM新城至歐洲天然氣樞紐意大利米蘭方案做成本分析，氫氣從NEOM城通過300 km管道運輸至沙特杜巴港液化，然後通過海運2300 km至西西里島，氣化後通過1200 km管道運輸至意大利米蘭。3種海運模式成本如圖4所示。

圖4沙特-意大利氫能運輸方案對比Fig. 4Transport cost comparison for Saudi Arabia to Italy

NEOM-米蘭海運價格處於0.84～1.30美元/kg之間，中短期內疊加藍氫成本1.4美元/kg，綜合成本為2.24～2.7美元/kg，遠期疊加綠氫成本0.77美元/kg，綜合成本為1.61～2.07美元/kg，較歐洲本土綠氫成本2.27～2.83美元/kg[44]具有較強競爭力。

4 挑戰及建議

綜上，綜合沙特氫能成本和運輸成本，充分利用其優越的地理位置和豐富的自然資源發展氫能經濟，將是其擺脫石油產業依賴、實現能源轉型、完成2060碳中和目標的重要機遇，同時也是實現經濟多元化發展和「2030願景」的重要手段。而未來氫能貿易也將對現有國際能源貿易情景帶來較大影響，這將是氫能資源豐富的國家和地區的重要發展機遇。清潔能源資源稟賦優越的國家，例如智利、突尼斯、摩洛哥、阿根廷等國家都可利用本國優越的資源開發氫能，積極布局氫能產業鏈的上下游，在世界能源轉型的過程中探尋本國能源發展的新道路，開闢經濟發展的新路線，從而在這百年未有之大變局中尋求國家的新發展。然而能源轉型和氫能經濟發展既是機遇，也是挑戰，如何保障清潔能源占比過高的能源系統的安全性和穩定性、怎樣在前期帶動氫能經濟開發、氫能開發後的本地利用和對外貿易等均是該類國家面臨的難題，而沙特作為代表性國家，在當下其能源轉型和氫能經濟的發展面臨的挑戰不容忽視：

一是能源轉型目標與行動脫節，欠缺系統規劃，轉型計劃實施困難。多年來經濟系統與石油綁定，在實施能源轉型過程中國家和政府掉頭緩慢，同時缺少能源轉型的細化方案，使得能源轉型沒有詳細的實施路徑指導，致使轉型目標過於空洞。根據沙特國家可再生能源計劃，2023年可再生能源裝機目標設定為27.3 GW，然而目前其國內可再生能源項目總裝機僅為417 MW，加上正在建設和招標中的項目也剛剛達到4.87 GW，距離目標差距較大，從現有發展趨勢推測，按時實現制定的可再生能源目標難度較大，規劃與現實較為脫節。

二是氫能落地項目較少，前期開發困難。儘管目前全球範圍內綠氫項目開發火熱，總開發規模達到207 GW，但長期規劃項目居多，並主要位於歐洲、澳大利亞等地區，且預計開發時間已規劃至2030年，在氫能經濟發展的前期，技術成熟度、落地項目匱乏、項目運營經驗缺失都將成為阻礙。

三是技術人才體系儲備較差，科研實力較低。沙特教育與行業需求長期存在錯位現象，沙特本土人才培養缺乏物理科學、化工能源、工程建設等方面的專業人才培養機制。儘管沙特當前和未來將進一步重視教育，但是學科建設、人才培養需要一個較長的過程。沙特在相當一段時間將缺少充足的、合格的專業技術人才支撐能源轉型。同時相關領域的技術依賴進口，自身科研實力的缺失也使得能源轉型舉步維艱，這將對其國內能源轉型和氫能發展造成較大阻礙。

為儘快實現沙特「2030願景」，未來沙特政府亟須加快制定切實可行的能源轉型計劃和積極推動清潔能源開發。建議沙特政府逐步完善相關機制，從以下幾方面加快推動能源轉型和氫能發展：

一是增強明確的轉型意識。要成為世界能源轉型的先行者，沙特政府首先需要樹立明確的能源轉型和社會變革意識，提高能源轉型的戰略地位，並在戰略層次上統一協調政府部門、企業和國家投資基金的動作，做到真正的步調一致推動能源轉型。二是制定切實可行的能源轉型計劃。政府部門繼續細化可再生能源發展方案，並根據進度適時調整，推動相關企業積極落實項目開發計劃。三是加強技術、教育領域投資。扶持推動相關大學、企業進行能源技術研發和商業化進程，投資現有的清潔能源技術研發和技術創新，同時提升各種能源轉型項目中本地成分占比要求，促進技術轉移，帶動本地產業發展。四是加強國際合作。推動與歐洲、日本等地區和國家的技術和項目合作，加快技術合作落地，優化示範項目上線，積極優化投資環境，引入國際資本推動能源轉型進程，加強多邊合作和協調行動，推動區域內相關產業聯合發展。

沙特積極推進能源轉型也將對綠色「一帶一路」發展和中資企業拓展海外業務具有重要意義。2021年9月，國家主席習近平在第七十六屆聯合國大會發言中指出：「中國將大力支持發展中國家能源綠色低碳發展，不再新建境外煤電項目」。這是中國為應對全球氣候變化做出的又一重大標誌性努力，不僅引起了國際社會廣泛而積極的關注與反響，而且也進一步證實中國參與、貢獻和引領全球氣候變化進程的決心。對於中資企業出海來說，積極參與國際清潔能源項目是響應國家支持發展清潔能源承諾的企業擔當。在之前中資企業參與的西亞北非地區清潔能源項目中，如摩洛哥瓦爾扎扎特太陽能項目、埃及本班太陽能園區、卡塔爾哈爾薩光伏項目等，其更多承擔EPC承包商或供應商等角色，對於項目開發、投融資等方面參與較少，沙特能源轉型及氫能發展將是中資企業打通項目開發上下游、實踐「走出去」戰略的重要機遇。相關企業可依託國內較為成熟的技術、經驗、標準、運營模式，積極參與沙特清潔能源及藍氫、綠氫項目的上下游環節，提高在項目開發、投資、建設、運維和諮詢等環節的參與度，提升地區新型項目開發的話語權，加強企業在碳中和背景下的全球競爭力，同時在海外項目承包商服務趨同的情況下，拔高企業服務領域差異化能力，在國內國際雙循環下構建企業新發展戰略。

5 結論

綜上，本文認為沙特能源轉型及氫能發展是其重塑世界能源樞紐、推動能源轉型、促進經濟多元化發展的重要機遇，對沙特落實國家轉型、保障能源安全和實現「2030願景」有着重要意義。

本文從沙特能源電力供需現狀和能源發展規劃入手，分析論證了沙特能源轉型的必要性和氫能發展的經濟可行性，規劃其國家氫能發展路徑。沙特近年來致力推行經濟和社會改革，務求實現徹底轉型，令國家發展邁向新紀元，而「2030願景」作為重要方針，對其能源轉型具有指導作用，能源轉型已成為其國家戰略的重要組成部分，而氫能作為清潔能源發展的主要抓手也將成為沙特實現能源轉型的一個重點發展領域。隨着世界各國對低碳發展的逐漸重視，氫能技術將成為全球關注的熱點，對於降低藍氫、綠氫生產成本和運輸成本提供了技術支撐；而沙特具備豐富的天然氣資源，完善的能源基礎設備和優秀的清潔能源資源稟賦，發展氫能得天獨厚，未來將是實現沙特能源轉型的重要機遇，而智利、突尼斯、摩洛哥和阿根廷等國家等可以依託自身優越的清潔能源資源，參考沙特能源轉型和氫能發展，針對性地提出本國發展方案，從而在世界能源變革的浪潮中掌握先機，促進國家能源結構優化升級，帶動經濟可持續發展。

第一作者及通訊聯繫人：胡旭（1994—），男，碩士，研究方向為能源規劃、能源戰略，E-mail：xu-hu@geidco.org。