風(fēng)光發(fā)電制氫成本不斷下降 溫室氣體排放問(wèn)題有望提前解決

風(fēng)光發(fā)電制氫成本不斷下降，為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中對(duì)于化石能源最為依賴(lài)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。3月30日，彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）發(fā)布全新的獨(dú)立性全球研究《氫能經(jīng)濟(jì)展望》報(bào)告指出，未來(lái)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(guò)，前提是必須出臺(tái)支持性政策擴(kuò)大氫能的應(yīng)用規(guī)模，以降低其成本。

 

該研究結(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 - 1.6美元/千克。對(duì)應(yīng)的天然氣價(jià)格為6 - 12美元/百萬(wàn)英熱單位，與中國(guó)、巴西、印度、德國(guó)和斯堪的納維亞半島當(dāng)前的天然氣價(jià)格相比是有競(jìng)爭(zhēng)力的。如果將氫氣存儲(chǔ)和管道基礎(chǔ)設(shè)施的成本也考慮在內(nèi)，到2030年，中國(guó)、印度和西歐的可再生制氫用戶(hù)側(cè)成本可以降至2美元/千克（相當(dāng)于15美元/百萬(wàn)英熱單位），到2050年降至1美元/千克（相當(dāng)于7.4美元/百萬(wàn)英熱單位）。

 

BNEF 工業(yè)脫碳研究負(fù)責(zé)人、報(bào)告的第一作者 Kobad Bhavnagri 表示：“氫氣最有希望成為推動(dòng)清潔經(jīng)濟(jì)發(fā)展的燃料。未來(lái)，我們可以通過(guò)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)以很低的成本生產(chǎn)氫氣，將生產(chǎn)的氫氣在地下儲(chǔ)存數(shù)月，在需要的時(shí)候通過(guò)管道將氫氣輸送到各種應(yīng)用場(chǎng)景，例如驅(qū)動(dòng)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(guò)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(guò)電解水來(lái)獲得，而電解過(guò)程所需的電能則來(lái)自成本低廉的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電。過(guò)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(bào)告指出，如能采用碳捕獲和封存技術(shù)，通過(guò)化石燃料也可制得清潔氫氣，但成本可能會(huì)更高。

 

氫氣儲(chǔ)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(gè)規(guī)模宏大、相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)設(shè)施改造和新建計(jì)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(chǔ)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(hù)供應(yīng)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(lái)，許多難減排的行業(yè)都能以很低的成本通過(guò)轉(zhuǎn)用氫氣實(shí)現(xiàn)脫碳。”

 

報(bào)告指出，到2050年，若碳價(jià)達(dá)到50美元/噸二氧化碳時(shí)，足以讓鋼鐵企業(yè)放棄煤炭，轉(zhuǎn)用清潔氫氣；碳價(jià)達(dá)到60美元/噸二氧化碳時(shí)，水泥行業(yè)將轉(zhuǎn)用氫能供熱；碳價(jià)達(dá)到78美元/噸二氧化碳時(shí)，制氨的化工企業(yè)也會(huì)轉(zhuǎn)用氫氣供能；碳價(jià)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(guò)清潔氫氣提供動(dòng)力。到2031年，以氫氣為燃料的重型卡車(chē)成本可能比柴油更低。但對(duì)于乘用車(chē)、公共汽車(chē)和輕型卡車(chē)而言，純電驅(qū)動(dòng)的成本更低。

 

政策對(duì)于氫能的普及至關(guān)重要。Bhavnagri 在報(bào)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(lái)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(mén)之間需要互相協(xié)調(diào)政策，給民營(yíng)資本一個(gè)明確的投資框架，且未來(lái)十年內(nèi)需提供約1,500億美元的補(bǔ)貼。”“這聽(tīng)起來(lái)似乎困難重重，但實(shí)際上并非遙不可及。因?yàn)楦鲊?guó)政府目前每年給予化石燃料消費(fèi)的補(bǔ)貼是這個(gè)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(wú)法解決所有的問(wèn)題。碳價(jià)和碳排放政策對(duì)于氫能的推廣仍至關(guān)重要，尤其是在煤炭和天然氣價(jià)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(guò)生產(chǎn)制造才能獲取。因此，氫氣仍可能是一種價(jià)格較高的燃料，工業(yè)領(lǐng)域也不會(huì)主動(dòng)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?。但是，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。