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在追求碳中和目标的大背景下，国内外对氢能的关注持续升温。

根据一项新协议，Barwon Water将与Viva Energy Australia合作，以4330万美元的资金为可再生氢的生产提供再生水。

该工厂生产的氢气将用于扩大澳大利亚在移动市场的能力，合作伙伴旨在为首批15辆重型车辆提供氢气。为了产生氢气，该项目将包含一个2MW的电解槽，并将回收的水转化为可再生的氢气。为了支持该项目，澳大利亚可再生能源署(ARENA)提供了2280万美元的资金，而维多利亚州政府也提供了100万美元。

早在2021年12月初，澳大利亚水资源服务协会（Water Services Association of Australia-WSAA）发布的一份题为《Water: fueling the path to a hydrogen future》的报告。这份报告指出氢能革命的步伐在逐步加快，这对城市水处理行业意味着什么？水行业是否对氢能有足够的认识？在这份报告里，大家能够了解水务行业使用氢气的基础知识，并指出了未来几年值得探索的问题。

氢能利用是必然趋势？

氢能源是人类未来发展的能源趋势，它不会产生温室气体，对于地球的大气环境不会造成污染。

自从人类进入到21世纪，伴随着传统能源对于地球气候环境的影响越来越严重，氢能源也被提上日程，很多国家都制定了氢能源的发展规划，我国也是其中之一。

我国早从上世纪70年代的长征2号火箭开始，在燃料选择方面，也都是液态氢了；在铁路运输等领域，也逐渐将氢能源作为主要的燃料；市政交通方面，部分地区试点使用氢燃料电池公交车，不过车辆价格和燃料成本较高。同等配置的纯电动公交车为100万元左右，而燃料电池公交车超过250万；氢气每公斤价格为60-70元（补贴后为40元/公斤），这个价格对于燃油车毫无优势（每公斤低于40元才能与柴油车相当）。

既然人类使用氢能源已经有数十年历史了，为何在我们的生活中并不常见呢？这是因为氢能源没有办法大量产生，因为如何用低成本来产生足够人类日常需求的氢气，至今仍然没有重大突破。

工业上制氢大概来自五个方面：副产品氢气、化石燃料制氢、电解水、生物能源制氢以及太阳能。金属冶炼过程中常常会产生副产品氢气，纯度偏低；化石燃料，生物能源和太阳能制氢类似于发电，能源消耗较大。现有的制氢技术仍属于起步阶段，氢气制备少，能源消耗大。

所以，即使知道氢能源是人类未来的发展趋势，但是由于它的产量不够，所以只能在航天等高精尖领域应用，来自全球的各大实验室，也都在寻找可以产生足够氢气的方法。

水行业与氢能相辅相成？

2021年被许多人认为是碳中和元年。在格拉斯哥举行的COP26 全球气候会议结束之后，世人开始将更多的目光转向依赖非化石燃料的能源，这其中就包括了氢能。氢能本不是什么新鲜事，但过去的产氢及似乎属于碳密集型工艺，而随着新工艺的普及，产氢的碳影响正大大降低，这也促进了氢能的复兴之路。

澳洲已经加快其氢革命的步伐——政府和行业机构宣布了大量新的氢项目、战略和政策框架。澳大利亚的联邦政府正在向氢能行业注入12 亿澳元的资金，澳大利亚可再生能源署(ARENA)承诺将为商用规模的项目投入超 1亿澳元的资金。

氢气是一种无色无味无毒的可燃性气体。它本身对环境是无害的，但它的生产方式可能会对环境造成影响。因此这份报告介绍了目前四种主要的产氢方法，包括蒸汽甲烷重整(SMR)、气化、热裂解或电解，并由此衍生出灰氢、蓝青、蓝绿氢和绿氢这样的名词。

从颜色可以看出，目前行业认为绿氢的生产是最为环保的，因为它是用风能和光能发电来电解水制氢，消耗的原材料仅为水，而电解水制氢产生的氢气在消耗之后又会产生水，看上去是一条可持续发展的技术路线。澳洲许多准备建造的氢能中心都是以绿氢路线设计的。

但水又从哪里来呢？这份报告预测，如果氢能按照预期速度发展，2050年澳洲制氢水耗将高达2.6亿立方米，与目前整个澳大利亚昆士兰东南部的供水量相当。这些水从哪来，答案正在一座座的城市j9游会真人游戏第一品牌处理厂里。特别是在澳洲，在过去20年经历了两次严重旱灾之后，他们的水务公司希望能找到不依赖降雨的饮用水水源。对j9游会真人游戏第一品牌厂的出水进行再生处理是其中的选择。利用反渗透技术，j9游会真人游戏第一品牌厂出水可以净化到制氢用水的水平。

除了水，甲烷是另一种制氢原料，而这也是带有厌氧消化工艺的j9游会真人游戏第一品牌厂可以提供的。正因如此，j9游会真人游戏第一品牌厂和制氢厂可以形成一种天然的共生关系。这种潜在的共生关系，也意味着项目成本和风险可以有项目方和受益人来分摊，降低了财务可行性的门槛。

三思而行

报告指出，每个水务公司都要根据自己的实际情况，评估能否参与氢能经济的浪潮，首先可以考量公司是否具备下面三大成功属性，包括：

要在参与前对机遇和挑战都有充分认识；

j9游会真人游戏第一品牌厂场址的可行性；

是否有充足技能和资源的合作伙伴(关键)。

基于这三点属性，他们还列出了j9游会真人游戏第一品牌厂需要考虑的九个因素，包括：

实现温室气体的减排；

在投资决策过程中考虑社会成本；

利用盈余的可再生能源；

了解再生水的潜力；

利用好水处理工艺升级的内驱；

吸引感兴趣的利益相关者和监管机构；

j9游会真人游戏第一品牌处理与产氢设施共址；

挖掘多重收益的改进点；

向循环经济过渡转型。

图. 制氢中心生态系统的概念图

制氢蓝图

如下图所示，澳洲计划在东西海岸打造7个吉瓦级（GWh）的绿氢项目。此外，各地的j9游会真人游戏第一品牌厂已经有实际的项目在测试或运行中。

第一个是例子是悉尼水务的Malabarj9游会真人游戏第一品牌厂，该厂拥有厌氧消化设施。悉尼水务正在和燃气管网公司Jenema合作将沼气升级为生物甲烷，去除的二氧化碳则可出售或与氢气一起进行甲烷化反应，生产更多的生物甲烷。

该项目金额为1400万澳元，其中Jemena出资810万，澳大利亚可再生能源署(ARENA)则提供590万的资助。项目计划在2022年9月完成，预计在每年将生产 95TJ 的可再生绿色天然气，可满足约6300户家庭的用气需求。这相当于5000吨的碳减排量。

此外，该j9游会真人游戏第一品牌厂所属的新南威尔士州政府为该项目提供额外支持——该州政府推出一项新的认证计划，为购买零排放燃气的用户提供经验证的选择，以支持天然气管网的去碳转型，这将为绿氢生产的认证铺平了道路。

                                                                        图. Malabarj9游会真人游戏第一品牌厂

第二个例子是墨尔本的亚拉河谷水务公司(Yarra Valley Water)。他们成功召集了一个团队在墨尔本北郊的Auroraj9游会真人游戏第一品牌厂开展一个制氢项目。该团队除了水务公司，还有希望实现碳减排的租户、希望扩大制氢设备规模的技术供应商，以及寻求去碳化的供气公司。项目的水源是j9游会真人游戏第一品牌厂多余的再生水，以及附近一个垃圾发电厂的剩余可再生能源。

该项目为了提高可行性，已经积极拓展氢气的终端用户，包括为1200辆特殊车辆的车队提供燃料，包括叉车、公交和卡车等；一个1MW的电力和热力发电系统，用于平衡 2.5MW太阳能系统的电力供应；并入天然气管网系统。此外，该项目产生的氧气还将用于j9游会真人游戏第一品牌厂的好氧处理工艺。

这个项目将从小试开始试验，预计在2023年7月扩大到年产700吨的规模。届时将成为j9游会真人游戏第一品牌处理与绿色制氢的共生案例。项目投资成本估计为2300万澳元，亚拉河谷水务公司仍在寻求50%的资金资助。

维多利亚州的东北水务公司也在开展j9游会真人游戏第一品牌处理+绿氢共生的项目，该项目位于West Wodongaj9游会真人游戏第一品牌厂，电解槽规模达10MW。生产的氢气用于和天然气混合，最大比例为10%。氧气则会用于j9游会真人游戏第一品牌厂。这个项目已经获得了3210万澳元的拨款资助，项目总投资规模达4400万，预计在2023年下半年完成。

小结

总的来说，氢能的发展对水务行业来说是一个新的机遇。甲烷和再生水都是能通过成熟技术得到的原料，但如何将制氢的产品推向市场、制定价格并由此获利，是j9游会真人游戏第一品牌厂相对陌生的领域。所以，报告的作者认为各水务公司要想找到自己进入氢能领域的最佳入口，还需要因地制宜地走一段探索之路。报告中指出需要利用合作来推动变革，石油和天然气行业的公司可能是水务行业未来的关键合作伙伴，毕竟后者迫切急于去碳化和拓展新市场。

另外北京环丁环保大数据研究院在2021年10月也曾发布了一份题为《城市j9游会真人游戏第一品牌处理厂氢能开发潜力与利用途径初步研究》的报告，对耦合光伏电及电解水的j9游会真人游戏第一品牌厂制氢潜力进行了研究分析。感兴趣的读者可以对中澳两地j9游会真人游戏第一品牌厂的制氢前景进行对比。