“氫能經(jīng)濟(jì)” 提供了一條極具潛力的脫碳路徑

風(fēng)光發(fā)電制氫成本不斷下降，給經(jīng)濟(jì)活動中對于化石能源最為依賴的行業(yè)，例如鋼鐵、重型公路貨運(yùn)、海運(yùn)和水泥等，提供了一條極具潛力的脫碳路徑。

《氫能經(jīng)濟(jì)展望》報告是彭博新能源財經(jīng)全新發(fā)布的獨(dú)立性全球研究。報告指出，未來幾十年內(nèi)清潔氫能的部署有望將全球源自化石燃料和工業(yè)行業(yè)的溫室氣體排放量減少34%，而整體成本處于可接受范圍。不過，前提是必須出臺支持性政策擴(kuò)大氫能的應(yīng)用規(guī)模，以降低其成本。

報告的研究結(jié)果表明，2050年前，全球大部分地區(qū)可再生能源制氫成本可以降至0.8至1.6美元/千克。對應(yīng)的天然氣價格為6至12 美元/百萬英熱單位(MMBtu)，與中國、巴西、印度、德國和斯堪的納維亞半島當(dāng)前的天然氣價格相比是有競爭力的。如果將氫氣存儲和管道基礎(chǔ)設(shè)施的成本也考慮在內(nèi)，到2030年，中國、印度和西歐的可再生制氫用戶側(cè)成本可以降至2美元/千克(相當(dāng)于15美元/百萬英熱單位)，到2050年降至1美元/千克(相當(dāng)于7.4美元/百萬英熱單位)。

BNEF工業(yè)脫碳研究負(fù)責(zé)人、報告的第一作者Kobad Bhavnagri表示：“氫氣最有希望成為推動清潔經(jīng)濟(jì)發(fā)展的燃料。未來，我們可以通過風(fēng)能和太陽能發(fā)電來以很低的成本生產(chǎn)氫氣，將生產(chǎn)的氫氣在地下儲存數(shù)月，在需要的時候通過管道將氫氣輸送到各種應(yīng)用場景，例如驅(qū)動船舶、或者冶煉鋼鐵。”

氫氣本身是一種清潔的燃料，可在眾多應(yīng)用環(huán)節(jié)中替代煤、石油和天然氣。但是，為了實(shí)現(xiàn)整體環(huán)境的正效益，氫氣的生產(chǎn)必須源自清潔的途徑，而非通過當(dāng)前主流的制氫方法，即未采取減排手段的化石燃料制氫。

可再生氫氣可以通過電解水來獲得，而電解過程所需的電能則來自成本低廉的風(fēng)電和太陽能發(fā)電。過去五年中，電解槽的成本下降了40%。如果電解槽的部署規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，成本還將繼續(xù)下降。報告指出，如能采用碳捕獲和封存技術(shù)，通過化石燃料也可制得清潔氫氣，但成本可能會更高。

氫氣儲存和運(yùn)輸仍存挑戰(zhàn)。氫氣若想達(dá)到天然氣現(xiàn)在的普及程度，需要一個規(guī)模宏大、相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)設(shè)施改造和新建計劃。例如，若希望氫氣達(dá)到與天然氣同等的供應(yīng)安全水平，儲氫基礎(chǔ)設(shè)施需要在2050年前新增三至四倍，總投資高達(dá)6,370億美元。然而，經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模備選方案是存在的，可為工業(yè)客戶供應(yīng)清潔氫氣。Bhavnagri說：“如果清潔氫氣產(chǎn)業(yè)的規(guī)模能夠起來，許多難減排的行業(yè)都能以很低的成本通過轉(zhuǎn)用氫氣實(shí)現(xiàn)脫碳。”

報告指出，到2050年，若碳價達(dá)到50美元/噸二氧化碳時，足以讓鋼鐵企業(yè)放棄煤炭，轉(zhuǎn)用清潔氫氣;碳價達(dá)到60美元/噸二氧化碳時，水泥行業(yè)將轉(zhuǎn)用氫能供熱;碳價達(dá)到78美元/噸二氧化碳時，制氨的化工企業(yè)也會轉(zhuǎn)用氫氣供能;碳價達(dá)到145美元/噸二氧化碳且氫氣成本降至1美元/千克，則船只也可通過清潔氫氣提供動力。到2031年，以氫氣為燃料的重型卡車成本可能比柴油更低。但對于乘用車、公共汽車和輕型卡車而言，純電驅(qū)動的成本更低。

來源: 彭博新能源財經(jīng). 注：清潔氫氣既指可再生氫，也指低碳?xì)?經(jīng)過CCS處理的化石燃料重整制取的氫氣)。氫氣的減排成本為 1美元/千克(相當(dāng)于7.4美元/百萬英熱單位)。

政策對于氫能的普及至關(guān)重要。Bhavnagri在報告中提及，“清潔氫氣行業(yè)目前的產(chǎn)業(yè)規(guī)模極小、成本很高。未來的降本潛力極大，但前提是要擴(kuò)大氫氣的應(yīng)用規(guī)模，并建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。”他還補(bǔ)充：“政府各部門之間需要互相協(xié)調(diào)政策，給民營資本一個明確的投資框架，且未來十年內(nèi)需提供約1,500億美元的補(bǔ)貼。”“這聽起來似乎困難重重，但實(shí)際上并非遙不可及。因?yàn)楦鲊壳懊磕杲o予化石燃料消費(fèi)的補(bǔ)貼是這個數(shù)字的兩倍以上。”

但根據(jù)BNEF的研究，由于政策缺位，行業(yè)投資和擴(kuò)張得不到支撐，目前氫能經(jīng)濟(jì)的前景尚不明朗。單靠氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張，也無法解決所有的問題。碳價和碳排放政策對于氫能的推廣仍至關(guān)重要，尤其是在煤炭和天然氣價格低廉的地區(qū)。盡管氫氣成本有望降低，但氫氣依然需要通過生產(chǎn)制造才能獲取。因此，氫氣仍可能是一種價格較高的燃料，工業(yè)領(lǐng)域也不會主動轉(zhuǎn)用氫氣作為燃料，除非我們持續(xù)向凈零排放目標(biāo)前進(jìn)。

Bhavnagri認(rèn)為，“氫氣用途廣泛，潛力巨大、前景光明?？稍偕茉礊榱闾茧娏︿伷搅说缆贰５?，要實(shí)現(xiàn)全面凈零排放，就需要在零碳電力的基礎(chǔ)上，再擁有零碳燃料。氫能的意義就在于此。”