中國儲能網(wǎng)訊：很多研究認(rèn)為可再生能源制氫的成本有望很快下降，美國能源部提出的hydrogen shot倡議想要在十年內(nèi)把清潔制氫成本打掉八成，達(dá)到1美元1噸，復(fù)制過去十年的光伏神話。集合幾篇最近發(fā)表的文章討論一下這個技術(shù)進(jìn)步的問題。
可再生能源氫能的成本正在下降，而且這一趨勢會持續(xù)。問題是能下降到多少？
光伏和氫能成本有很多不同，光伏系統(tǒng)小，自身相對簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度可以很高；光伏的運(yùn)行成本很低，但綠氫電力則需要電力，而且綠氫成本的大頭還在電力上；光伏的軟成本已經(jīng)在上升，但是光伏安全性高，爭議少；氫能更為復(fù)雜，其軟成本上升還是下降仍未可知。
此外，生產(chǎn)端的成本和消費(fèi)端的價格是兩回事。光伏電力越來越便宜的同時，整體來看1度電的價格仍在上漲（即使去掉通脹因素）。如果這個歷史規(guī)律能夠遷移到氫能，也就是1kg氫的價格也有可能長期不會下降，所以很難說綠氫有一天能比今天的灰氫還便宜。
因此，制氫成本應(yīng)該至少分三類看待，一是設(shè)備成本，二是氫能化工廠的成本和其他軟成本，三是用電成本。
第一類，制氫設(shè)備成本的下降會和光伏設(shè)備成本的下降一樣，都會很快。Glenk （2023）根據(jù)過去20年歷史數(shù)據(jù)得出的結(jié)果是制氫設(shè)備的成本的learning rate在15%左右（見下圖三種制氫設(shè)備的歷史成本下降情況），也就是裝機(jī)量高一倍，成本下降15%。這和20%的光伏成本下降情況已經(jīng)比較接近了。如果這一趨勢保持，在2030年制氫設(shè)備成本有望繼續(xù)比2020年下降60-80%。
第二類，是清潔氫的軟成本、系統(tǒng)成本。這些部分的成本下降就更復(fù)雜一些。Klemun 2023還發(fā)現(xiàn)軟成本已經(jīng)開始對光伏成本進(jìn)一步下降卡脖子。而對于制氫廠，這個問題更復(fù)雜，下如圖，電解設(shè)備可以標(biāo)準(zhǔn)化、也很簡單，但是系統(tǒng)平衡設(shè)備、工程成本等等系統(tǒng)和軟成本的下降空間就一般比較有限。
而這部分軟成本和系統(tǒng)成本在占比并不低，如下圖所示，制氫廠是一個化工廠，設(shè)備成本只是一部分成本。這部分成本怎么下降？能下降多快？至少要比設(shè)備成本的下降難度大的多。
第三類，是電力。便宜大量低碳的電力未來是否真的可獲得仍然存疑，而這部分成本是制氫成本的關(guān)鍵因素（如下圖）。到2023年，制氫成本主要都是電力等運(yùn)行成本。氫能、電池、需求響應(yīng)相互競爭，這三者都存在一種buffering effect，也就是越便宜就越貴（[Nature]光伏、風(fēng)電未來越建越便宜？還是越建越貴？）。這里面的不確定性還很大。
此外，氫能更復(fù)雜的地方在與上游要和電力關(guān)聯(lián)，下游還有其他產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)。簡單來看，如果氫能設(shè)備的利用小時數(shù)越高、生產(chǎn)越穩(wěn)定，可能需要的儲氫輸氫成本、與下游協(xié)調(diào)成本都越低，但是一般單位kg的氫也越貴。所以這變成更復(fù)雜的上下游供應(yīng)鏈整合問題。
總的來看，對于氫能成本的下降，仍需要審慎樂觀看待。
