國際氫能委員會：未來十年，低碳和/或可再生氫生產(chǎn)的成本將下降達(dá)60％

　　2020年1月，國際氫能委員會發(fā)布了最新報(bào)告《氫競爭力之路-成本視角》。該報(bào)告通過提供關(guān)于氫能產(chǎn)業(yè)成本、氫能競爭力以及未來所需投資規(guī)模的分析為未來十年氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明方向。氫智會對報(bào)告原文進(jìn)行了編譯，以下為報(bào)告1-7頁內(nèi)容。

　　提高氫氣成本競爭力的路徑

　　隨著公眾要求將全球變暖限制在1.5攝氏度的壓力不斷上升，全球領(lǐng)導(dǎo)人正在努力應(yīng)對這一前所未有的挑戰(zhàn)。完全脫碳需要多維戰(zhàn)略，這激發(fā)了人們對氫能的新興趣。政府認(rèn)識到氫能使原本不可能或難以脫碳行業(yè)，例如密集的個(gè)人或集體運(yùn)輸，貨運(yùn)物流，工業(yè)供熱和工業(yè)原料，及其在能源安全中的作用。與此同時(shí)，汽車、化工、石油和天然氣以及供暖等行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)都將低碳?xì)錃庾鳛橐环N重要的替代能源，以實(shí)現(xiàn)其日益重要的可持續(xù)性目標(biāo)。

　　國際氫能委員會先前的報(bào)告《氫的規(guī)模擴(kuò)大》顯示了氫在全球工業(yè)脫碳中的關(guān)鍵作用。從那時(shí)起，技術(shù)進(jìn)步和早期示范項(xiàng)目顯著降低了許多氫應(yīng)用的成本。然而，盡管近年來發(fā)展迅速，并且有進(jìn)一步降低成本的明確前景，但許多人仍不清楚競爭軌跡和達(dá)到具有競爭力的規(guī)模所需的投資。

　　該報(bào)告為35種應(yīng)用中使用的40種氫技術(shù)的成本競爭力途徑提供了依據(jù)。對于政策制定者而言，這種觀點(diǎn)為提供財(cái)政和非財(cái)政支持提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這些支持將釋放氫的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并制定適當(dāng)?shù)恼呖蚣堋τ诠I(yè)決策者來說，它帶來了整個(gè)價(jià)值鏈成本動態(tài)的圖景，使他們能夠?qū)⒆约旱呐Ψ诺礁鼜V闊的視野中。

　　擴(kuò)大氫價(jià)值鏈以進(jìn)一步降低成本

　　我們的發(fā)現(xiàn)表明，擴(kuò)大規(guī)模將是降低成本的最大驅(qū)動力，特別是在氫氣的生產(chǎn)和分配以及系統(tǒng)組件的制造中。在考慮技術(shù)突破帶來的任何其他影響之前，這將顯著降低成本。例如，以每年約60萬輛的制造規(guī)模計(jì)算，每輛車的總成本（TCO）<1>將下降約45％。成本下降的30%歸因于制造規(guī)模的擴(kuò)大，5%歸因于低碳和/或可再生氫生產(chǎn)成本的下降，10%歸因于氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施布局的擴(kuò)大。

　　非運(yùn)輸應(yīng)用場景90％的成本削減來自擴(kuò)大供應(yīng)鏈

　　對于非運(yùn)輸應(yīng)用場景，供應(yīng)的氫氣的平均費(fèi)用占總成本的70％以上。預(yù)計(jì)在未來十年，低碳?xì)錃獾慕桓冻杀緦⒋蠓陆?，將占?020年至2030年TCO下降總量的90％。較低的生產(chǎn)和分配成本都將有助于降低交付的氫氣成本。

　　在未來十年中，低碳和/或可再生氫生產(chǎn)的成本將大幅下降多達(dá)60％。這可以歸因于可再生能源發(fā)電成本的下降，電解槽制造規(guī)模的擴(kuò)大以及低成本碳儲存設(shè)施的開發(fā)。

　　其次，隨著運(yùn)輸系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施利用率的提高，運(yùn)輸成本將大大下降。例如，隨著規(guī)模和利用率的提高，單次卡車行駛300公里的成本將降低40％。如果充分利用，現(xiàn)有管道網(wǎng)絡(luò)的使用可以進(jìn)一步削減這些成本。天然氣或可再生能源有限的國家尋求增加低成本氫氣的使用，將受益于較低的國際運(yùn)輸成本，這使其成為替代本地生產(chǎn)的可行選擇。

　　多達(dá)70%的運(yùn)輸成本削減來自終端設(shè)備的制造規(guī)模擴(kuò)大

　　擴(kuò)大制造規(guī)模是降低許多氫應(yīng)用成本的一種方法，因?yàn)榻K端設(shè)備的成本占總成本的大部分（例如運(yùn)輸中的燃料電池和儲氫罐）。零部件的大規(guī)模工業(yè)化和車輛集成以及低成本氫燃料將在這些和類似應(yīng)用場景的早期階段將車輛的總成本降低一半。設(shè)備制造規(guī)模將占這一消減的70％。

　　到2030年，在22種應(yīng)用場景中氫能將是具有競爭力的低碳選擇

　　大規(guī)模的氫氣生產(chǎn)和運(yùn)輸系統(tǒng)將比以前預(yù)期的更快地釋放氫氣在許多應(yīng)用中的競爭力。這項(xiàng)分析集中于35個(gè)代表性的使用案例，并顯示到2030年，其中22個(gè)案例的總成本將與其他低碳替代品達(dá)到同等水平。這22種氫的應(yīng)用非常重要：總共約占全球能源消費(fèi)的15％。這并不意味著氫能在2030年之前滿足所有這些能源需求，但是它明確了氫將在未來的能源結(jié)構(gòu)中扮演清潔能源載體的角色。一些具有競爭力的應(yīng)用示例包括：

　　—到2030年，在商用車輛，火車和遠(yuǎn)程運(yùn)輸應(yīng)用中，氫能將因設(shè)備和加氫成本較低而更具有競爭力。

　　—氫鍋爐將是一種具有競爭力的低碳建筑供暖替代方案，特別是對于當(dāng)前由天然氣網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的現(xiàn)有建筑而言。

　　—在某些情況下的工業(yè)加熱中，氫氣將是唯一可行的脫碳選擇。

　　—隨著氫氣生產(chǎn)成本的下降和需求的增加，氫氣將在平衡電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來越大的作用。

　　—隨著成本下降和碳價(jià)上漲，今天低碳和可再生氫對于用作工業(yè)原料的灰氫是具有競爭力的。

　　在我們研究的35個(gè)用例中，有9個(gè)用例表明，到2030年低碳或可再生氫解決方案將比傳統(tǒng)方案更具競爭力。例如，重型卡車，具有長程要求的客車和叉車。

　　結(jié)論與建議

　　到2030年，擴(kuò)大現(xiàn)有的氫技術(shù)將為廣泛的應(yīng)用提供具有競爭力的低碳解決方案，在某些領(lǐng)域可以為傳統(tǒng)燃料提供具有競爭力的低碳替代品。然而，要達(dá)到這一規(guī)模，還需要進(jìn)行投資、政策調(diào)整和需求創(chuàng)造。

　　1、投資需求：需要約700億美元才具備競爭力

　　實(shí)現(xiàn)氫能在未來能源中的作用這一偉大愿景并不是平白無故實(shí)現(xiàn)的，需要在當(dāng)前承諾之外進(jìn)行投資。具體而言，氫技術(shù)成本與其最低成本的低碳替代品之間需要資金促使氫氣規(guī)?；?，并因此實(shí)現(xiàn)成本平價(jià)。我們確定了幾個(gè)領(lǐng)域到2030年投資將使其產(chǎn)生最大的變化：

　　—在生產(chǎn)中，從電解中獲得具有競爭力的可再生氫需要規(guī)劃總計(jì)70 GW的電解槽產(chǎn)能，其累積資金缺口達(dá)200億美元。2030年后，在經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)方面具有競爭力后，可再生氫的成本將進(jìn)一步降低。為了利用碳捕集與封存（CCS）從天然氣重整中獲得低碳?xì)?，假設(shè)使用現(xiàn)有資源，到2030年，與灰氫相比我們估計(jì)在生產(chǎn)成本上需要額外60億美元的支持。

　　—在運(yùn)輸中，燃料電池和氫罐與低碳替代品相比所需的加油和分配網(wǎng)絡(luò)以及成本差異意味著還需要300億美元的額外投資來彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)缺口。

　　—在建筑和工業(yè)供暖中，氫氣和天然氣之間的成本差異，以及建立或重新利用第一個(gè)氫氣管道網(wǎng)絡(luò)的投資到2030年達(dá)到170億美元。

　　盡管這些數(shù)字相當(dāng)可觀，但與全球能源支出相比卻相形見絀。它們合計(jì)僅占全球年度能源支出不到5％，與2019年德國為可再生能源提供的近300億美元的支持相當(dāng)。與產(chǎn)業(yè)投資相比，支持氫能發(fā)展的明確政策方向?qū)⒏芗涌飚a(chǎn)業(yè)進(jìn)度?，F(xiàn)在采取行動就變得更加關(guān)鍵，因?yàn)榧铀贁U(kuò)大規(guī)模將彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)赤字。

　　2、需要調(diào)整政策：提供公平的競爭環(huán)境加速擴(kuò)大規(guī)模

　　政府的有效法規(guī)將加速行業(yè)投資，最終導(dǎo)致規(guī)模擴(kuò)大。我們認(rèn)為，政府可以通過六種方式來創(chuàng)造公平的競爭環(huán)境：

　　—國家戰(zhàn)略。各國政府已經(jīng)在制定國家目標(biāo)方面發(fā)揮作用，就像在全球制定的18個(gè)氫能路線圖那樣。

　　—協(xié)作。各國政府可以很好地作為行業(yè)利益中立方來協(xié)調(diào)潛在的本地投資機(jī)會。

　　—法規(guī)。各國政府可以幫助消除目前在氫能經(jīng)濟(jì)方面可能存在的投資障礙，例如，通過促進(jìn)獲得新加氫站許可的程序來實(shí)現(xiàn)并且可以制定法規(guī)以限制市場特殊性。

　　—標(biāo)準(zhǔn)化。政府還可以支持行業(yè)協(xié)調(diào)國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，例如壓力水平和安全性。

　　—基礎(chǔ)設(shè)施。政府可以選擇投資發(fā)展新基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)有管網(wǎng)的再利用（例如天然氣網(wǎng)絡(luò)）。

　　—激勵措施。最后，政府可以決定采取激勵措施，例如減稅或補(bǔ)貼，以鼓勵氫的加速使用。

　　3、創(chuàng)造市場的需求：建立市場的五個(gè)推動因素

　　即使有了正確的扶持性投資和政策支持，在氫能發(fā)展的關(guān)鍵拐點(diǎn)做出的選擇也將有助于或抑制該行業(yè)的增長。下面是利益相關(guān)者用來創(chuàng)建需求和建立市場的五個(gè)因素。這些可以使氫能解決方案在不久的將來更具有成本競爭力：

　　—減少市場不確定性。利益相關(guān)者可以從可再生能源中獲得靈感:長期排放協(xié)議的制定消除了安裝項(xiàng)目的市場風(fēng)險(xiǎn)，只留下了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。另一個(gè)例子是促進(jìn)向端到端零排放車隊(duì)物流解決方案的轉(zhuǎn)變，該解決方案可以滿足固定的重復(fù)需求。

　　—專注拓展能創(chuàng)造最大“投資回報(bào)”的應(yīng)用場景和技術(shù)。在我們的分析中出現(xiàn)了臨界轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在臨界點(diǎn)之后成本急劇下降。例如，將燃料電池的產(chǎn)量從10,000臺擴(kuò)大到200,000臺，無論任何重大技術(shù)突破，都可以將單位成本降低多達(dá)45％，并可能影響多個(gè)最終使用案例。擴(kuò)大到70 GW的電解量將導(dǎo)致電解槽成本低于每千瓦400美元。

　　—尋求氫能解決方案的互補(bǔ)性。某些氫能解決方案的開發(fā)會產(chǎn)生一個(gè)良性循環(huán)，使其他氫能應(yīng)用場景成為可能。例如，利用機(jī)場周圍的氫氣基礎(chǔ)設(shè)施為公交車加氫，機(jī)場供暖，當(dāng)?shù)毓I(yè)原料和未來可能的飛機(jī)加氫，將降低每種應(yīng)用的成本。

　　—優(yōu)先提高運(yùn)輸網(wǎng)的利用率。將運(yùn)輸和加氫網(wǎng)絡(luò)的利用率從20％提高到80％可以將運(yùn)輸成本削減多達(dá)70％，例如，可以減少20％的氫能為基礎(chǔ)的家用供暖成本。這將要求規(guī)劃最低限度的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)確保管網(wǎng)滿足用戶需求。

　　—投資于低碳和可再生氫的生產(chǎn)。低成本氫氣對于每種氫氣應(yīng)用場景都是位列前三的削減成本的方式，并且將是促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展，創(chuàng)造額外需求中最重要的一項(xiàng)。

　　氫氣已經(jīng)在擴(kuò)大規(guī)模，并且正在全球范圍內(nèi)進(jìn)行大量投資。它將為各行各業(yè)提供重要的低碳選擇。然而，氫能的發(fā)展仍需要適當(dāng)?shù)呢?cái)政，基礎(chǔ)設(shè)施和政策支持，以使其能夠通過商業(yè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展和規(guī)?；?。鑒于全球脫碳挑戰(zhàn)的緊迫性，社會必須利用氫能的優(yōu)勢。氫能產(chǎn)業(yè)可以幫助實(shí)現(xiàn)能源向純凈世界的過渡，該報(bào)告清楚地闡明了眾多應(yīng)用場景的成本軌跡，帶來了眾多機(jī)遇。