風光發(fā)電制氫成本不斷下降 溫室氣體排放問題有望提前解決

風光發(fā)電制氫成本不斷下降，為經(jīng)濟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、海運和水泥等，提供了一條極具潛力的脫碳路徑。3月30日，彭博新能源財經(jīng)（BNEF）發(fā)布全新的獨立性全球研究《氫能經(jīng)濟展望》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大氫能的應用規(guī)模，以降低其成本。

 

該研究結果表明，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 - 1.6美元/千克。對應的天然氣價格為6 - 12美元/百萬英熱單位，與中國、巴西、印度、德國和斯堪的納維亞半島當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設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（相當于15美元/百萬英熱單位），到2050年降至1美元/千克（相當于7.4美元/百萬英熱單位）。

 

BNEF 工業(yè)脫碳研究負責人、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)濟發(fā)展的燃料。未來，我們可以通過風能和太陽能發(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，可在眾多應用環(huán)節(jié)中替代煤、石油和天然氣。但是，為了實現(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)模進一步擴大，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，通過化石燃料也可制得清潔氫氣，但成本可能會更高。

 

氫氣儲存和運輸仍存挑戰(zhàn)。氫氣若想達到天然氣現(xiàn)在的普及程度，需要一個規(guī)模宏大、相互協(xié)調(diào)的基礎設施改造和新建計劃。例如，若希望氫氣達到與天然氣同等的供應安全水平，儲氫基礎設施需要在2050年前新增三至四倍，總投資高達6,370億美元。然而，經(jīng)濟的大規(guī)模備選方案是存在的，可為工業(yè)客戶供應清潔氫氣。Bhavnagri 表示：“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)用氫氣實現(xiàn)脫碳。”

 

報告指出，到2050年，若碳價達到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。

 

政策對于氫能的普及至關重要。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，但前提是要擴大氫氣的應用規(guī)模，并建設相應的基礎設施網(wǎng)絡。”他還補充：“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1,500億美元的補貼。”“這聽起來似乎困難重重，但實際上并非遙不可及。因為各國政府目前每年給予化石燃料消費的補貼是這個數(shù)字的兩倍以上。”

 

但根據(jù) BNEF 的研究，由于政策缺位，行業(yè)投資和擴張得不到支撐，目前氫能經(jīng)濟的前景尚不明朗。單靠氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴張，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)向凈零排放目標前進。

 

Bhavnagri 認為，“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?，要實現(xiàn)全面凈零排放，就需要在零碳電力的基礎上，再擁有零碳燃料。氫能的意義就在于此。