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世界及我國(guó)的綠氫發(fā)展概況如何?綠氫降本的障礙有哪些?
日期:2023-09-06   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_huamengqi 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
“灰氫不可取、藍(lán)氫可利用、綠氫是主力”。面向全球1.5度溫控時(shí)代,氫能成為人類能源迭代聚焦的方向,綠氫則被視作氫能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)路線。行業(yè)預(yù)計(jì),2036-2050年氫能源在我國(guó)能源消費(fèi)中的占比將達(dá)到10%,年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值將超過(guò)10萬(wàn)億元。
一、綠氫崛起引領(lǐng)全球貿(mào)易新格局

根據(jù)德勤公司的報(bào)告,北非、南美、中東和撒哈拉以南非洲被確定為綠氫潛力最大的地區(qū),預(yù)計(jì)到2050年,氫能年貿(mào)易額或?qū)⑦_(dá)到2800億美元。綠氫將成為主導(dǎo),占據(jù)氫能產(chǎn)量的85%,而藍(lán)氫將逐漸讓位于綠氫。這一發(fā)展將塑造一個(gè)類似于石油或液化天然氣的全球市場(chǎng),形成密切的貿(mào)易往來(lái)。

隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨笕找嬖鲩L(zhǎng),氫能作為一種清潔能源備受矚目。德勤公司最新發(fā)布的報(bào)告顯示,北非、南美、中東和撒哈拉以南非洲地區(qū)被認(rèn)為是綠氫潛力最大的地區(qū),預(yù)計(jì)到2050年,全球氫能年貿(mào)易額將達(dá)到2800億美元。這一發(fā)展勢(shì)頭將徹底改變氫能產(chǎn)業(yè)格局。

報(bào)告指出,到2050年,綠氫將占據(jù)氫能產(chǎn)量的85%,相比當(dāng)前不到1%的比例,可再生能源制成的綠氫將成為主導(dǎo)。同時(shí),藍(lán)氫將通過(guò)捕獲化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳來(lái)增加供應(yīng),但從2040年起將逐漸讓位于綠氫。這一趨勢(shì)將為全球貿(mào)易帶來(lái)巨大機(jī)遇。

報(bào)告描繪了一個(gè)類似于石油或液化天然氣的全球市場(chǎng),各地的出口和進(jìn)口地區(qū)之間將形成密切的貿(mào)易往來(lái)。氫能產(chǎn)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)?shù)氐南M(fèi)量,出口地區(qū)包括北非和澳大利亞,它們的出口潛力分別為4400萬(wàn)噸和1600萬(wàn)噸氫當(dāng)量。此外,北美和中東也將成為重要的出口地區(qū)。南美和撒哈拉以南非洲地區(qū)也被認(rèn)為具有潛力,到2050年,它們的全球市場(chǎng)份額將分別達(dá)到10%左右。

報(bào)告還指出,到2050年,太陽(yáng)能電池板的安裝成本將下降45%,陸上風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝成本將下降18%,電解槽的價(jià)格將下降三分之二。這些成本下降將進(jìn)一步推動(dòng)綠氫的發(fā)展,使其成為全球最具競(jìng)爭(zhēng)力的能源之一。

然而,要實(shí)現(xiàn)如此龐大的生產(chǎn)水平,需要大量的投資。德勤預(yù)計(jì),從現(xiàn)在到2050年,全球氫能供應(yīng)鏈需要投資9萬(wàn)億美元,其中發(fā)展中國(guó)家需要3.1萬(wàn)億美元。這對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),但也是一個(gè)巨大的機(jī)遇。

二、我國(guó)綠氫滲透率約2%

氫能,按照制備方法的不同,目前分為三類,分別是灰氫、藍(lán)氫與綠氫。其中,灰氫是利用化石能源,如煤炭制備的氫氣,多碳;藍(lán)氫主要由天然氣等化石燃料產(chǎn)生而來(lái),通過(guò)碳捕捉、碳封存等技術(shù)進(jìn)行處理所得,少碳。

綠氫指由可再生資源(如太陽(yáng)能、風(fēng)、水等)制成的氫氣。綠氫的生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保,不易排放二氧化碳等空氣污染物。

因此,相較于灰氫、藍(lán)氫來(lái)說(shuō),綠氫更為環(huán)保,可作為綠色能源的持續(xù)動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。在全球新能源轉(zhuǎn)型中,綠氫扮演著重要角色。

據(jù)德勤公司的報(bào)告,目前,由于成本問(wèn)題,可再生能源制成的綠氫將占?xì)淠墚a(chǎn)量的比重不到1%。目前,藍(lán)氫的供應(yīng)不斷增多,但從2040年起,將逐漸讓位于綠氫。到那時(shí),綠氫將成為全球最具競(jìng)爭(zhēng)力的能源之一。到2050年,綠氫將占?xì)淠墚a(chǎn)量的比重將達(dá)到85%;屆時(shí),以綠氫為主的氫能年貿(mào)易額或?qū)⑦_(dá)到2800億美元。

對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),據(jù)車百智庫(kù)與百人會(huì)氫能中心發(fā)布的《開(kāi)啟氫能在交通、工業(yè)、建筑、儲(chǔ)能領(lǐng)域的多場(chǎng)景應(yīng)用》(下簡(jiǎn)稱研報(bào)),在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下,發(fā)展氫能已成為我國(guó)能源行業(yè)減碳共識(shí)。

氫能在我國(guó)終端能源消費(fèi)中的占比,也在逐年提升。目前,國(guó)內(nèi)氫能需求以化工領(lǐng)域?yàn)橹?,其中合成氨行業(yè)對(duì)氫氣的需求基本穩(wěn)定在1000萬(wàn)噸左右,交通、冶金等行業(yè)氫氣需求還有明顯增長(zhǎng)空間。預(yù)計(jì)到 2030 年、2050年,中國(guó)氫氣的產(chǎn)量將分別達(dá)到3715萬(wàn)噸、6000萬(wàn)噸,在終端能源消費(fèi)中的占比將分別達(dá)到5%、10%。

受限于“富煤少氣”的能源結(jié)構(gòu),我國(guó)天然氣制氫成本較高,但煤制氫技術(shù)成熟,傳統(tǒng)煤化工和焦炭行業(yè)已形成完整的制氫工藝體系和完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。盡管煤制氫過(guò)程排放強(qiáng)度較高,但原料煤炭來(lái)源穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)性顯著,目前已占全國(guó)氫氣產(chǎn)量 60%以上。由于基數(shù)較大,煤制氫在今后一段時(shí)期內(nèi)仍將是中國(guó)氫能供應(yīng)體系的重要組成部分,也是近中期低成本氫氣的主要來(lái)源。

另一方面,我國(guó)的綠氫發(fā)展也非常迅速。

據(jù)光大證券研報(bào)顯示,2020年,我國(guó)綠氫滲透率約2%。2021年以來(lái),我國(guó)綠氫示范項(xiàng)目數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),電解水制氫進(jìn)入大規(guī)模示范新階段。隨著大容量電解槽的出現(xiàn),部分項(xiàng)目開(kāi)始探索商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式。大規(guī)模示范有利于提高國(guó)內(nèi)可再生能源制氫的工程能力,擴(kuò)大綠氫生產(chǎn)規(guī)模,降低綠氫成本。預(yù)計(jì)到2025年,堿性和PEM電解槽成本將在目前的水平上降低35-50%,從而推動(dòng)氫能在下游多元場(chǎng)景的創(chuàng)新應(yīng)用,加快綠氫對(duì)灰氫的替代進(jìn)程。

另?yè)?jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè),到2030年我國(guó)綠氫占比將達(dá)到15%,2050年將大幅提升至70%。

三、綠氫重要,但成本高

目前,氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)爆發(fā),據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì),至2025年,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元。2050年氫能在我國(guó)終端能源體系中占比超過(guò)10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬(wàn)億元。

據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示,目前全國(guó)氫能相關(guān)企業(yè)有3060余家。尤其是進(jìn)入2023年,氫能開(kāi)始“狂飆”,1~5月新增氫能企業(yè)130余家,國(guó)鴻氫能、捷氫科技、國(guó)富氫能、中鼎恒盛等四家氫能公司正在排隊(duì)IPO。

但是,綠氫才是發(fā)展氫能的初衷。國(guó)際氫能學(xué)會(huì)副主席、清華大學(xué)教授毛曾強(qiáng)曾強(qiáng)調(diào),發(fā)展氫能就是為了能源的“去碳化”,只有通過(guò)無(wú)碳能源生產(chǎn)“綠色的氫”,才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

而對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),發(fā)展氫能,尤其是發(fā)展綠氫,不僅基于市場(chǎng)需求,更基于國(guó)家發(fā)展。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)張永偉就曾表示,發(fā)展氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)是我國(guó)應(yīng)對(duì)能源安全、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑和重要?dú)v史機(jī)遇。

在研討會(huì)上,有專家表示,我國(guó)若出現(xiàn)石油短缺,如果“有了氫了,氫能轉(zhuǎn)化成綠氨,綠色甲烷,綠色甲醇,可以替代燃料,這樣就更安全了。”

另一方面,綠氫產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展起來(lái),可以大量把風(fēng)光資源轉(zhuǎn)化成能源載體平臺(tái),再往下游傳導(dǎo),會(huì)帶動(dòng)整個(gè)工業(yè)各個(gè)體系和整個(gè)能源革命。

譬如,我國(guó)的內(nèi)蒙,以及沿河西走廊地區(qū)是風(fēng)光資源富集地區(qū),最大的優(yōu)勢(shì)就是有風(fēng)有光,均可以轉(zhuǎn)化為綠氫。但是,這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)、產(chǎn)業(yè)落后。因此,如果內(nèi)蒙的綠電制綠氫的項(xiàng)目走通,就可以形成了一個(gè)綠氫制儲(chǔ)運(yùn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈,從而盤活當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。

目前,綠氫產(chǎn)業(yè)鏈最大的問(wèn)題是成本問(wèn)題。據(jù)研報(bào)預(yù)測(cè),“十四五”期間,中國(guó)將在積極利用工業(yè)副產(chǎn)氫,并大力開(kāi)展可再生能源電解水制氫示范,氫氣平均制備成本降至25元/kg,但是,依然高于灰氫、藍(lán)氫。據(jù)研討會(huì)上專家所述,山西地區(qū)的美錦加氫站,采用的是非綠氫,其價(jià)格最低能做到9元/kg。

低成本供應(yīng),是氫能規(guī)?;瘧?yīng)用的前提。研討會(huì)的專家也表示,若沒(méi)有頂層設(shè)計(jì),我國(guó)的綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年內(nèi)都沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性。

這是因?yàn)?,目前,相較于其他國(guó)家,我國(guó)對(duì)綠氫的補(bǔ)貼等支持措施較為滯后。

影響綠氫成本的,最主要還是電價(jià)。研討會(huì)上,有代表表示,綠氫中的電解水制氫,大概42%-43%的成本來(lái)自于電,所以電價(jià)直接影響氫價(jià)。電價(jià)滯后,對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)扶持和培育的作用很有限。因此,綠氫低成本的重要實(shí)現(xiàn)路徑,就是低電價(jià)。

另外,綠氫是低碳、甚至零碳,若參與碳交易,也可以降低成本。中國(guó)氫能聯(lián)盟理事長(zhǎng)劉國(guó)躍此前撰文表示,綠氫在碳減排方面優(yōu)勢(shì)顯著,是推動(dòng)交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業(yè)脫碳的重要解決方案。

總之,氫能,尤其是綠氫,前景依然十分廣闊。在研討會(huì)上,北京億華通公司常務(wù)副總經(jīng)理于民表示,氫能最早期商用之一就是氫燃料電池,預(yù)計(jì)到2025、2026年,很有可能把氫燃料電池成本做到跟現(xiàn)在鋰電池的成本一樣。

而且,據(jù)研報(bào)預(yù)測(cè),綠氫受益于新能源發(fā)電的快速發(fā)展,制氫成本將不斷降低。到2030年,國(guó)內(nèi)電解水制氫規(guī)模將達(dá)到75GW左右,氫氣平均制備成本20元/kg左右;到2050年,中國(guó)將以可再生能源發(fā)電制氫為主,氫氣平均制備成本降至10元/kg。

原標(biāo)題:世界及我國(guó)的綠氫發(fā)展概況如何?綠氫降本的障礙有哪些?
 
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