文|車百智庫 陳重山
編輯|阿峰
氫能被稱為“21世紀的終極能源”，據(jù)國際氫能源委員會發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)研報告》，2050年，全球氫能源需求將增至目前的10倍，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元。
另據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計，至2025年，我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬億元。2050年，氫能在我國終端能源體系中占比超過10%，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達到12萬億元。
目前，氫能產(chǎn)業(yè)已吸引很多企業(yè)來分一杯羹。據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，目前全國氫能相關(guān)企業(yè)有3060余家。其中，2022年新增注冊企業(yè)580余家，增速達24.8%。尤其是進入2023年，氫能開始“狂飆”，1~5月新增氫能企業(yè)130余家，國鴻氫能、捷氫科技、國富氫能、中鼎恒盛等四家氫能公司正在排隊IPO。
發(fā)展氫能，不僅基于市場需求，更基于國家發(fā)展。
中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉就曾表示，發(fā)展氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)是我國應(yīng)對能源安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑和重要歷史機遇。
目前，隨著綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展成為國際共識，ESG（環(huán)境、社會、治理）越來越受到人們的重視，在氫能中，相較于灰氫、藍氫，利用可再生能源制成的綠氫，才是更為清潔的能源，才堪稱“21世紀的終極能源”。
對此，國際氫能學(xué)會副主席、清華大學(xué)教授毛曾強曾強調(diào)：“綠氫是發(fā)展氫能的初衷?！卑l(fā)展氫能就是為了能源的“去碳化”，只有通過無碳能源生產(chǎn)“綠色的氫”，才能實現(xiàn)這一目標。
綠氫的重要性不言而喻，但目前綠氫的發(fā)展，依然遭遇一系列障礙。
基于此，本文圍繞綠氫行業(yè)，試圖回答三個方面的問題：
1、世界及我國的綠氫發(fā)展概況如何？
2、發(fā)展綠氫的重要性體現(xiàn)在哪？
3、綠氫降本的障礙有哪些？
一、我國綠氫滲透率約2%
氫能，是指氫和氧進行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，是一種二次清潔能源。
氫能將被廣泛地應(yīng)用于交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域。尤其是在燃料電池領(lǐng)域這一塊，在8月17日中國電動汽車百人會組織召開的“風(fēng)光儲氫高質(zhì)量落地應(yīng)用高端研討會”（下簡稱“研討會”）上，有專家預(yù)計到2025、2026年，很有可能把氫燃料電池成本做到跟現(xiàn)在鋰電池的成本一樣。
氫能，按照制備方法的不同，目前分為三類，分別是灰氫、藍氫與綠氫。其中，灰氫是利用化石能源，如煤炭制備的氫氣，多碳；藍氫主要由天然氣等化石燃料產(chǎn)生而來，通過碳捕捉、碳封存等技術(shù)進行處理所得，少碳。
綠氫是指由可再生資源（如太陽能、風(fēng)、水等）制成的氫氣。綠氫的生產(chǎn)過程環(huán)保，不易排放二氧化碳等空氣污染物。
因此，相較于灰氫、藍氫來說，綠氫更為環(huán)保，可作為綠色能源的持續(xù)動力，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。在全球新能源轉(zhuǎn)型中，綠氫扮演著重要角色。
據(jù)德勤公司的報告，目前，由于成本問題，可再生能源制成的綠氫將占氫能產(chǎn)量的比重不到1%。目前，藍氫的供應(yīng)不斷增多，但從2040年起，將逐漸讓位于綠氫。到那時，綠氫將成為全球最具競爭力的能源之一。到2050年，綠氫將占氫能產(chǎn)量的比重將達到85%；屆時，以綠氫為主的氫能年貿(mào)易額或?qū)⑦_到2800億美元。
對于我國來說，據(jù)車百智庫與百人會氫能中心發(fā)布的《開啟氫能在交通、工業(yè)、建筑、儲能領(lǐng)域的多場景應(yīng)用》（下簡稱研報），在碳達峰碳中和目標下，發(fā)展氫能已成為我國能源行業(yè)減碳共識。
氫能在我國終端能源消費中的占比，也在逐年提升。目前，國內(nèi)氫能需求以化工領(lǐng)域為主，其中合成氨行業(yè)對氫氣的需求基本穩(wěn)定在1000萬噸左右，交通、冶金等行業(yè)氫氣需求還有明顯增長空間。預(yù)計到 2030 年、2050年，中國氫氣的產(chǎn)量將分別達到3715萬噸、6000萬噸，在終端能源消費中的占比將分別達到5%、10%。
受限于“富煤少氣”的能源結(jié)構(gòu)，我國天然氣制氫成本較高，但煤制氫技術(shù)成熟，傳統(tǒng)煤化工和焦炭行業(yè)已形成完整的制氫工藝體系和完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。盡管煤制氫過程排放強度較高，但原料煤炭來源穩(wěn)定，經(jīng)濟性顯著，目前已占全國氫氣產(chǎn)量 60%以上。由于基數(shù)較大，煤制氫在今后一段時期內(nèi)仍將是中國氫能供應(yīng)體系的重要組成部分，也是近中期低成本氫氣的主要來源。
另一方面，我國的綠氫發(fā)展也非常迅速。
據(jù)光大證券研報顯示，2020年，我國綠氫滲透率約2%。2021年以來，我國綠氫示范項目數(shù)量持續(xù)增長，電解水制氫進入大規(guī)模示范新階段。隨著大容量電解槽的出現(xiàn)，部分項目開始探索商業(yè)化運營模式。大規(guī)模示范有利于提高國內(nèi)可再生能源制氫的工程能力，擴大綠氫生產(chǎn)規(guī)模，降低綠氫成本。預(yù)計到2025年，堿性和PEM電解槽成本將在目前的水平上降低35-50%，從而推動氫能在下游多元場景的創(chuàng)新應(yīng)用，加快綠氫對灰氫的替代進程。
另據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計預(yù)測，到2030年我國綠氫占比將達到15%，2050年將大幅提升至70%。
二、綠氫重要，但成本高
目前，氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)爆發(fā)，據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計，至2025年，我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬億元。2050年氫能在我國終端能源體系中占比超過10%，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達到12萬億元。
據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，目前全國氫能相關(guān)企業(yè)有3060余家。尤其是進入2023年，氫能開始“狂飆”，1~5月新增氫能企業(yè)130余家，國鴻氫能、捷氫科技、國富氫能、中鼎恒盛等四家氫能公司正在排隊IPO。
但是，綠氫才是發(fā)展氫能的初衷。國際氫能學(xué)會副主席、清華大學(xué)教授毛曾強曾強調(diào)，發(fā)展氫能就是為了能源的“去碳化”，只有通過無碳能源生產(chǎn)“綠色的氫”，才能實現(xiàn)這一目標。
而對于我國來說，發(fā)展氫能，尤其是發(fā)展綠氫，不僅基于市場需求，更基于國家發(fā)展。
中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉就曾表示，發(fā)展氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)是我國應(yīng)對能源安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑和重要歷史機遇。
在研討會上，有專家表示，我國若出現(xiàn)石油短缺，如果“有了氫了，氫能轉(zhuǎn)化成綠氨，綠色甲烷，綠色甲醇，可以替代燃料，這樣就更安全了?！?/p>
另一方面，綠氫產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展起來，可以大量把風(fēng)光資源轉(zhuǎn)化成能源載體平臺，再往下游傳導(dǎo)，會帶動整個工業(yè)各個體系和整個能源革命。
譬如，我國的內(nèi)蒙，以及沿河西走廊地區(qū)是風(fēng)光資源富集地區(qū)，最大的優(yōu)勢就是有風(fēng)有光，均可以轉(zhuǎn)化為綠氫。但是，這些地區(qū)的經(jīng)濟不發(fā)達、產(chǎn)業(yè)落后。因此，如果內(nèi)蒙的綠電制綠氫的項目走通，就可以形成了一個綠氫制儲運的完整產(chǎn)業(yè)鏈，從而盤活當?shù)亟?jīng)濟。
目前，綠氫產(chǎn)業(yè)鏈最大的問題是成本問題。據(jù)研報預(yù)測，“十四五”期間，中國將在積極利用工業(yè)副產(chǎn)氫，并大力開展可再生能源電解水制氫示范，氫氣平均制備成本降至25元/kg，但是，依然高于灰氫、藍氫。據(jù)研討會上專家所述，山西地區(qū)的美錦加氫站，采用的是非綠氫，其價格最低能做到9元/kg。
低成本供應(yīng)，是氫能規(guī)模化應(yīng)用的前提。研討會的專家也表示，若沒有頂層設(shè)計，我國的綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年內(nèi)都沒有經(jīng)濟性。
這是因為，目前，相較于其他國家，我國對綠氫的補貼等支持措施較為滯后。
影響綠氫成本的，最主要還是電價。研討會上，有代表表示，綠氫中的電解水制氫，大概42%-43%的成本來自于電，所以電價直接影響氫價。電價滯后，對綠氫產(chǎn)業(yè)扶持和培育的作用很有限。因此，綠氫低成本的重要實現(xiàn)路徑，就是低電價。
另外，綠氫是低碳、甚至零碳，若參與碳交易，也可以降低成本。中國氫能聯(lián)盟理事長劉國躍此前撰文表示，綠氫在碳減排方面優(yōu)勢顯著，是推動交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業(yè)脫碳的重要解決方案。
總之，氫能，尤其是綠氫，前景依然十分廣闊。在研討會上，北京億華通公司常務(wù)副總經(jīng)理于民表示，氫能最早期商用之一就是氫燃料電池，預(yù)計到2025、2026年，很有可能把氫燃料電池成本做到跟現(xiàn)在鋰電池的成本一樣。
而且，據(jù)研報預(yù)測，綠氫受益于新能源發(fā)電的快速發(fā)展，制氫成本將不斷降低。到2030年，國內(nèi)電解水制氫規(guī)模將達到75GW左右，氫氣平均制備成本20元/kg左右；到2050年，中國將以可再生能源發(fā)電制氫為主，氫氣平均制備成本降至10元/kg。