綠色氫能：到2030年將更具成本競(jìng)爭(zhēng)力

　　近期，繼德國(guó)單獨(dú)推出國(guó)家氫能戰(zhàn)略之后，歐盟委員會(huì)也推出了歐盟氫能戰(zhàn)略，將“綠氫”作為歐盟未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，并分階段實(shí)施。2025~2030年在歐盟范圍內(nèi)建成近40吉瓦的電解制“綠氫”產(chǎn)能，將“綠氫”產(chǎn)量進(jìn)一步提升至1000萬(wàn)噸；2030~2050年使得“綠氫”技術(shù)完全成熟，并將大規(guī)模用于難以通過(guò)電氣化實(shí)現(xiàn)零碳排放的領(lǐng)域。

　　近年來(lái)，氫能作為推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的一種可行性技術(shù)路線，正逐漸成為世界能源領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)，從歐美、韓國(guó)、日本、中國(guó)政府到國(guó)際能源署等重要國(guó)際組織，都對(duì)氫能經(jīng)濟(jì)給予了高度關(guān)注。據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，到2050年全球范圍內(nèi)氫能占全部能源消費(fèi)的比重將提高到18%，氫經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.5萬(wàn)億美元。

　　在氫能成為多國(guó)能源轉(zhuǎn)型重要抓手的背景下，發(fā)展期氫能就是為了實(shí)現(xiàn)能源的“去碳化”，因此利用清潔的可再生能源制備的“綠氫”，是未來(lái)氫能應(yīng)用的主要戰(zhàn)場(chǎng)。據(jù)IHS Markit的最新分析預(yù)測(cè)，到2030年用可再生能源生產(chǎn)的“綠氫”可能會(huì)比天然氣為原料生產(chǎn)的氫更具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。

　　目前，全球制氫的最主要原料仍然是化石能源，全球氫年產(chǎn)量約為7000萬(wàn)噸，其中76%以天然氣為原料，剩余部分23%幾乎都以煤炭為原料，電解法制氫僅占1%。每年氫生產(chǎn)共消耗天然氣約2050億立方米（占全球天然氣總消耗量6%），煤炭1.07億噸（占全球煤炭總消耗量的2%）。

　　據(jù)介紹，在氫能領(lǐng)域最為干凈的是可再生能源電解水制氫形成的“綠氫”，其從制備到使用完全“零碳”排放；通過(guò)煤炭、天然氣等化石燃料制取的是“灰氫”，其制備過(guò)程有一定的碳排放；如果將化石燃料制氫過(guò)程中的“碳”捕捉封存起來(lái)，獲得的即為“藍(lán)氫”。

　　基于全球減碳目標(biāo)，這些大多數(shù)采用化石燃料制取的氫需加裝碳捕捉與封存裝置來(lái)緩解碳排放。隨著可再生能源發(fā)電成本的降低以及碳捕集與封存技術(shù)的發(fā)展，低碳?xì)涞某杀締?wèn)題正在持續(xù)降低。據(jù)IHS Markit分析稱，自2015年以來(lái)全球生產(chǎn)“綠氫”的成本下降了50％?；谝?guī)模擴(kuò)大和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的利好，到2025年這一成本可能還會(huì)再降低30％。

　　據(jù)IHS Markit的說(shuō)法，電解是一種利用電力將水分解成氫和氧以產(chǎn)生“綠氫”的過(guò)程，該過(guò)程正在迅速地從試點(diǎn)項(xiàng)目發(fā)展為商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。這種發(fā)展正在創(chuàng)造規(guī)模經(jīng)濟(jì)，可以降低“綠氫”的成本價(jià)格。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“綠氫”發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，是風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的大規(guī)模發(fā)展。通過(guò)電解制氫技術(shù)，可以將大量太陽(yáng)能和風(fēng)能生產(chǎn)的綠色電能有效整合到現(xiàn)有能源網(wǎng)之中。

　　據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去10年全球建成的電解制氫項(xiàng)目有230個(gè)，裝機(jī)容量約100MW，主要用于交通運(yùn)輸和工業(yè)生產(chǎn)。全球正在推進(jìn)中的可再生能源制氫項(xiàng)目規(guī)模迅速擴(kuò)大，從2019年10月份的320萬(wàn)千瓦提高到2020年3月底的820萬(wàn)千瓦，近期新增在建項(xiàng)目的單個(gè)容量都在10萬(wàn)千瓦及以上。

　　從成本角度考慮，電價(jià)占電解水制氫成本的60%~70%，若電價(jià)大幅度下降，將極大地影響電解水制氫成本。根據(jù)國(guó)內(nèi)棄光、棄風(fēng)、棄水的發(fā)電成本降至0.15元/度時(shí)，電解水制氫成本為1~1.5元/標(biāo)準(zhǔn)立方米，遠(yuǎn)低于利用上網(wǎng)電量電解水制氫的成本，且與化石燃料制氫的成本上限接近。

　　數(shù)據(jù)顯示，在0.25~0.85元/千瓦時(shí)的電價(jià)運(yùn)行區(qū)間，100標(biāo)方/小時(shí)的氫氣價(jià)格約為33~63元/公斤，1000標(biāo)方/小時(shí)氫氣價(jià)格約為18~47元/公斤。對(duì)此，業(yè)內(nèi)專家表示，氫氣制備規(guī)模越大，其成本越低，因此大力推廣可再生能源制氫并形成規(guī)模效應(yīng)，將更快速推動(dòng)綠氫制備的成本下降。

　　Grand View Research的最新報(bào)告顯示，到2027年全球“綠氫”市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到22.8億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為14.24%。業(yè)內(nèi)人士指出，注重規(guī)模經(jīng)濟(jì)以降低成本，開(kāi)發(fā)專用的可再生能源以提高電解槽的負(fù)荷率，有效應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)電的間歇性和消納問(wèn)題，促進(jìn)可再生能源成本的不斷下降，從而形成“綠氫”生產(chǎn)的良性循環(huán)，是未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)“綠氫”生產(chǎn)的有效途徑。

　　“綠氫”作為高載能、多用途、零排放的清潔能源，可實(shí)現(xiàn)非化石能源與化石能源的無(wú)縫銜接，電能與熱能的靈活轉(zhuǎn)換，是構(gòu)成未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)可再生能源在能源消費(fèi)中占比的不斷提升，到2030年“綠氫”的成本優(yōu)勢(shì)將日益突顯，具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力“綠氫時(shí)代”也即將到來(lái)。