中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：氫氣具有較強(qiáng)的“倫理屬性”，相比有大量碳排放的灰氫和藍(lán)氫，綠氫無疑身份高貴。但價(jià)格同樣昂貴的綠氫如何適應(yīng)市場？它的未來在哪里？
文 | 武魏楠
盡管被無數(shù)的網(wǎng)友和媒體吐槽，但日本東京奧運(yùn)會(huì)也有著很多開創(chuàng)性的第一次。采用氫燃料點(diǎn)燃的奧運(yùn)圣火就是東京奧運(yùn)會(huì)無數(shù)“氫元素”的開端。而火炬與圣火臺(tái)所用的氫氣均來自于太陽能電解水制氫裝置生產(chǎn)的綠氫。
除了奧運(yùn)圣火，氫燃料電池大巴和汽車、超級(jí)加氫站、氫能發(fā)電供暖的奧運(yùn)會(huì)村都為東京奧運(yùn)會(huì)增添了無數(shù)的“氫元素”。
元素周期表中氫被排在第一位元素，具有高熱值、零排放等多重優(yōu)點(diǎn)。但作為能源，氫能難以獲取、成本較高，一直沒有能夠得到廣泛應(yīng)用。除了航天領(lǐng)域之外，氫能在能源行業(yè)的應(yīng)用多年來一直未有大的突破。
2020年9月，中國正式提出了“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”的目標(biāo)（以下簡稱“3060雙碳目標(biāo)”）。與此同時(shí)在過去一兩年的時(shí)間里，世界許多國家都開始提出“碳中和”目標(biāo)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，超過100個(gè)國家已經(jīng)承諾要實(shí)現(xiàn)“碳中和”，這些國家的排放占全球總排放量的73%。其中，甚至有90%以上的國家將2050年設(shè)為“碳中和”節(jié)點(diǎn)。
“碳中和”大潮席卷全球?yàn)闅淠馨l(fā)展帶來了巨大的機(jī)遇?？v觀能源的發(fā)展歷史，從最初使用固態(tài)的木柴、煤炭，到液態(tài)的石油，直至氣態(tài)的天然氣，其分子結(jié)構(gòu)中的氫碳比例一直在不斷地提高：木柴的氫碳比在1:3~10之間，煤為1:1，石油為2:1，天然氣為4:1。從18世紀(jì)中葉至今，氫碳比上升超過6倍。每一次能源的“脫碳”都會(huì)推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步和文明程度的提高，可以預(yù)見未來隨著碳中和的進(jìn)行，氫在能源中的占比將會(huì)繼續(xù)提高。
然而需求的急速增長并不能為氫的制備立刻帶來顛覆性地進(jìn)步。除了高成本問題依然存在，我們在“碳中和”時(shí)代還需要制氫過程的低碳甚至無碳化。
目前，全球氫能產(chǎn)量中，有23%是煤制氫，43%是天然氣制氫，33%是工業(yè)副產(chǎn)品制氫。這些大多屬于灰氫，部分屬于藍(lán)氫。而中國更是有超過60%的氫來自于完全屬于灰氫的煤制氫。
一般來說，我們把使用化石能源燃料制取，且不對(duì)釋放二氧化碳進(jìn)行處理的氫氣，都叫做灰氫。如果對(duì)釋放出的二氧化碳進(jìn)行捕集和封存，這種氫氣則被稱為藍(lán)氫。只有使用可再生能源發(fā)電電解或者光解制取的氫氣，才能被成為綠氫。所以即便是電解水制氫，考慮到目前電力系統(tǒng)的脫碳比例，我們依然無法統(tǒng)稱其為綠氫。而無論是中國的“3060雙碳目標(biāo)”，還是世界各國或早或晚的碳中和目標(biāo)，所需要的氫能都更多是綠氫。
進(jìn)入2021年，中國的“3060雙碳目標(biāo)”逐漸從熱議進(jìn)入了各行業(yè)的實(shí)踐階段。能源行業(yè)是脫碳的主力軍，電力更是主力中的主力，很快就確立了以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。盡管困難重重，但已經(jīng)有了明確的發(fā)展路徑和方向。
但是對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域來說，脫碳受困于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件。因?yàn)槟茉吹氖褂糜袝r(shí)候不僅是提供動(dòng)力，還有熱值、熱能、能量密度等多種因素的考慮。而無論是從人類能源發(fā)展還是化學(xué)性質(zhì)考慮，氫能都是替代化石能源的最佳選擇。也因此有人喊出了“氫能是人類能源終極解決方案”的口號(hào)。
然而綠氫發(fā)展還是不可避免地面臨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)性條件的制約。甚至于在《能源》雜志記者的采訪中，對(duì)于“2021年是否是綠氫元年”這一觀點(diǎn)，業(yè)內(nèi)人士還沒有能夠形成統(tǒng)一的意見。
中國的綠氫發(fā)展正在呈現(xiàn)出怎樣的格局？面對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)難題，綠氫應(yīng)該如何破局？這些紛紛涌入綠氫產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，又有著怎樣的發(fā)展計(jì)劃？
熱潮源起
中國對(duì)于氫能的研究最早可以追溯到20世紀(jì)50年代，但是在“十三五”之前，對(duì)于氫能的研究局限于航空應(yīng)用和小范圍的燃料電池、電解技術(shù)發(fā)展等領(lǐng)域，商業(yè)化程度較低，而且國家層級(jí)的政策支持也較少。
從“十三五”時(shí)期開始，氫能在國內(nèi)的發(fā)展開始逐漸有了商業(yè)化的突破。產(chǎn)業(yè)鏈開始初具雛形，這側(cè)面反映在國家政策對(duì)于氫能的支持力度開始增大。
“實(shí)際上氫能作為交通領(lǐng)域的清潔能源，在國內(nèi)興起熱潮至少有了5年的時(shí)間。但是氫燃料汽車的覆蓋面還是比較小?！敝锌圃阂晃粴淠芸蒲袑＜腋嬖V《能源》雜志記者，“2021年或許是氫能發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一方面是國家和地方政策越來越開始關(guān)注氫能，另一方面就是越來越多的行業(yè)外企業(yè)—比如光伏企業(yè)—開始進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè)?！?
2021年3月31日，西安隆基氫能科技有限公司（以下簡稱“隆基氫能”）正式注冊。隆基股份的創(chuàng)始人李振國親自擔(dān)任董事長、總經(jīng)理。
6月陽光電源下屬氫能公司——合肥陽光氫能科技有限公司成立（下稱合肥陽光氫能）宣布成立。7月，協(xié)鑫集團(tuán)高調(diào)對(duì)外發(fā)布旗下協(xié)鑫新能源的氫能戰(zhàn)略，具體目標(biāo)為：藍(lán)氫——首期建成年產(chǎn)230萬噸合成氨，逐步擴(kuò)能至每年400萬噸生產(chǎn)規(guī)模，可供應(yīng)國內(nèi)70萬噸藍(lán)氫；綠氫——2025年建設(shè)100座綜合能源站，達(dá)到40萬噸年產(chǎn)能。
對(duì)于光伏企業(yè)開始大規(guī)模進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè)，氫能業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這主要有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面的驅(qū)動(dòng)?！巴庖蚍矫媸菄?060雙碳目標(biāo)的設(shè)定，對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)有了直接的刺激。這必然會(huì)帶來更多地產(chǎn)業(yè)外資本進(jìn)入氫能領(lǐng)域?！鄙鲜鰵淠軐＜艺f，“內(nèi)因的話，更多來自于光伏企業(yè)自身發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期或者平臺(tái)期，需要找到新的發(fā)展方向。”
2021年是中國光伏平價(jià)上網(wǎng)的元年，經(jīng)過十幾年的發(fā)展中國光伏發(fā)電成功實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。在“3060雙碳目標(biāo)”之下，電力系統(tǒng)減排會(huì)要求可再生能源裝機(jī)持續(xù)快速增長。但增長的同時(shí)，由于消納制度、電力市場建設(shè)的相對(duì)滯后，可再生能源的消納也面臨著一定的挑戰(zhàn)。這也是國內(nèi)光伏企業(yè)在解決了平價(jià)上網(wǎng)問題之后的又一個(gè)挑戰(zhàn)。
《能源》記者在采訪中了解到，國內(nèi)光伏企業(yè)進(jìn)軍氫能也并非都是突然的心血來潮，而是都有著一定的積累。陽光電源氫能事業(yè)部營銷總監(jiān)方偉告訴《能源》雜志記者，陽光電源早在2016年就在公司內(nèi)部成立了氫能的研究小組?！瓣柟怆娫醋罱K選擇氫能業(yè)務(wù)有兩個(gè)主要原因，一方面是因?yàn)闅淠艿陌l(fā)展逐漸被大家所關(guān)注，重要性在不斷增強(qiáng)。另一方面就是氫能與我們的主業(yè)——新能源——結(jié)合的非常緊密?！?
隆基的氫能戰(zhàn)略也有著類似的考慮。據(jù)《能源》雜志了解，隆基股份從2018年開始就對(duì)氫能的技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)備。隆基氫能副總經(jīng)理王英歌對(duì)《能源》雜志記者說：“隆基拓展氫能業(yè)務(wù)有兩個(gè)方面的考慮，作為光伏企業(yè)，隆基擁有全套的光伏解決方案，我們希望利用光伏的技術(shù)優(yōu)勢與電解水制氫結(jié)合。另外一點(diǎn)是中國在提出雙碳目標(biāo)之后，除了電力領(lǐng)域需要深化清潔能源對(duì)化石能源的替代，還有很多領(lǐng)域是目前可再生能源難以實(shí)現(xiàn)脫碳的。”
的確，在“3060雙碳目標(biāo)”涉及整個(gè)國家方方面面的前提下，電力系統(tǒng)脫碳實(shí)際上是相對(duì)容易的領(lǐng)域。但很多領(lǐng)域依然十分依賴化石能源。例如鋼鐵生產(chǎn)中的高爐就產(chǎn)生了大量的碳排放。
當(dāng)前，我國煉鋼企業(yè)大多使用鐵礦石為鐵源、煉焦煤作為碳源的長流程高爐生產(chǎn)技術(shù)，通過焦炭燃燒提供還原反應(yīng)所需要的熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳（CO），在高溫下利用一氧化碳將鐵礦石中的氧發(fā)生反應(yīng)生成CO2，將鐵礦石還原得到鐵，這個(gè)過程帶來了大量的二氧化碳排放。除了提高能源利用率、發(fā)展CCS技術(shù)，電鍋爐是鋼鐵行業(yè)碳減排的主要手段。但如果想要做到更深層次、高效率的“零排放”，通過綠氫作為還原劑的直接還原技術(shù)（DRI）是最佳方案。
除此之外，工業(yè)與建筑供熱也很難通過單一的電氣化改造來實(shí)現(xiàn)完全的脫碳。綠氫的應(yīng)用已經(jīng)超越了最初的燃料電池領(lǐng)域，擴(kuò)展到整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的應(yīng)用，包括將氫轉(zhuǎn)化成其他能源載體和產(chǎn)品，例如氨、甲醇和合成液體燃料。
“可再生能源發(fā)電或者說綠電可以保證我們的電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)100%的脫碳。但并不是全世界所有的工業(yè)門類以及生產(chǎn)生活的所有領(lǐng)域都可以實(shí)現(xiàn)電氣化?！蔽鏖T子能源股份公司新能源業(yè)務(wù)全球首席戰(zhàn)略官兼新能源亞太區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人趙作智博士對(duì)《能源》雜志記者說，“飛機(jī)、工業(yè)用熱等等很多門類我們都無法實(shí)現(xiàn)電氣化。在無法實(shí)現(xiàn)電氣化的領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)脫碳的一個(gè)必經(jīng)之路就是使用綠氫?！?
看起來綠氫正是一片廣袤的藍(lán)海，光伏企業(yè)涉足其中不僅可以積極拓展自身主業(yè)的發(fā)展，還可以搶占未來能源轉(zhuǎn)型的全新制高點(diǎn)。但綠氫發(fā)展的諸多障礙依然不能被我們所忽視。遲遲無法大規(guī)模商業(yè)化的綠氫依然還處于發(fā)展的最初階段。那么這個(gè)被寄予厚望的未來能源，又正在走著怎樣的商業(yè)化之路呢？
技術(shù)路徑的選擇
如果說東京奧運(yùn)會(huì)增加了氫能源在奧運(yùn)會(huì)場景中的應(yīng)用，那么即將到來的北京冬奧會(huì)將使氫能的應(yīng)用進(jìn)一步拓寬。北京延慶是2022年冬奧會(huì)的三大賽區(qū)之一。2016年，國家電投與延慶區(qū)政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，以冬奧會(huì)為契機(jī)，共同推進(jìn)綠色制氫、加氫項(xiàng)目落地，探索氫能創(chuàng)新技術(shù)，促進(jìn)氫能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并配合北京市交通委、冬奧組委開展氫能交通示范應(yīng)用，共同推動(dòng)綠色智慧園區(qū)和低碳示范村莊建設(shè)，著力打造新能源應(yīng)用示范區(qū)。
作為國家電投的綠氫合作伙伴，西門子能源將為國家電投位于延慶的中國電力氫能創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園提供一套橇裝式質(zhì)子交換膜（PEM）純水電解制氫系統(tǒng)“Silyzer200”。而質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)正是能夠生產(chǎn)綠氫的制氫技術(shù)—電解水技術(shù)—的三大類技術(shù)路徑之一。除了質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)外，電解水制氫技術(shù)還有堿性水電解、固體氧化物水電解兩種。
“水電解制氫實(shí)際上并不是一個(gè)新鮮的技術(shù)，而是一個(gè)成熟了幾十年的技術(shù)。最早來源于航天領(lǐng)域，用于給宇航員制氧，產(chǎn)生了氫氣這樣的副產(chǎn)品。”上述氫能專家說，“目前的水電解技術(shù)路線中，堿水電解和質(zhì)子交換膜技術(shù)應(yīng)用最多。其中堿水電解更加成熟、成本更低。但是在安全和品質(zhì)上還存在問題，產(chǎn)量、效率也有限。質(zhì)子交換膜技術(shù)更簡單，理論上效率更高，但是成本也更高，部分關(guān)鍵設(shè)備還需要進(jìn)口?！?
看起來制氫技術(shù)的發(fā)展遭遇了和當(dāng)年太陽能發(fā)電類似的境況：多種技術(shù)路線并存的情況下，是選擇當(dāng)下低成本的技術(shù)通過大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化降低成本，還是押注高成本而更具技術(shù)含量的技術(shù)？對(duì)于這個(gè)問題，西門子能源的思考結(jié)合了現(xiàn)實(shí)性和前瞻性?！百|(zhì)子交換膜制氫是我們研發(fā)的重點(diǎn)之一。”趙作智說，“質(zhì)子交換膜水電解槽的啟停非常靈活，可以成為電網(wǎng)調(diào)節(jié)負(fù)荷的重要參與者。這一點(diǎn)已經(jīng)在西門子能源位于法蘭克福的制氫項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)踐。這種特性也讓質(zhì)子交換膜技術(shù)能夠很好地與可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性相耦合，從而降低用電成本。從氫能應(yīng)用的角度來說，質(zhì)子交換膜制氫也可以與下游的氫燃料電池應(yīng)用實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的互通，更具競爭力。”但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，西門子能源對(duì)于制氫技術(shù)路線的選擇不僅僅考慮制作綠氫本身，在不同的場景，結(jié)合不同的國情，需要不同的技術(shù)路線。
相比于西門子能源對(duì)未來技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新的期待，國內(nèi)的光伏企業(yè)或許更加“謹(jǐn)慎”。王英歌告訴《能源》雜志記者，隆基選擇產(chǎn)業(yè)化的制氫路線依然是目前更加成熟的堿水電解制氫。“從性價(jià)比的角度來說，堿水電解制氫更符合大規(guī)模可再生能源制氫的應(yīng)用。隆基會(huì)更加注重技術(shù)是否適應(yīng)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！钡瑫r(shí)王英歌也強(qiáng)調(diào)，隆基對(duì)于其他的電解水技術(shù)也在進(jìn)行關(guān)注和研究?！霸诋a(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，保持對(duì)新技術(shù)研究與創(chuàng)新的領(lǐng)先，這是隆基的一貫作風(fēng)。一旦新技術(shù)成熟，我們就會(huì)立刻將其產(chǎn)業(yè)化。”
陽光電源也表示正在同時(shí)推進(jìn)堿水電解制氫技術(shù)和質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)的發(fā)展?！暗莾烧叩亩ㄎ煌耆煌?，前者是立馬可以做到的，后者是基于未來3到5年需求的發(fā)展?！狈絺フf。
而將多種技術(shù)路線齊頭并進(jìn)做到極致的，或許就是協(xié)鑫了。在2021年6月的SNEC大會(huì)上，協(xié)鑫集團(tuán)與西門子中國、東芝中國、中船派瑞氫能科技、國家電投北京綠氫科技公司正式牽手，締結(jié)氫能源戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。這其中西門子能源押注質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)，東芝在水電解的研究上正積極推進(jìn)固體氧化物電解池的研發(fā)。中船派瑞氫能科技公司是中國船舶重工集團(tuán)第718研究所（以下簡稱718所）的子公司，而718所正式國內(nèi)主要研究水電解氫的機(jī)構(gòu)，掌握著成熟的堿水電解技術(shù)。
在采訪中《能源》雜志記者發(fā)現(xiàn)，所有的企業(yè)對(duì)于綠氫制造技術(shù)未來發(fā)展的預(yù)判幾乎都借鑒了光伏成本下降的路徑：技術(shù)創(chuàng)新與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化讓成本得以快速下降。從宏觀的角度來看，這并沒有問題。但對(duì)于綠氫的制造成本，也必須有更為細(xì)致的分析。
“目前綠氫項(xiàng)目的固定成本中，有三分之一屬于工程、項(xiàng)目管理、風(fēng)險(xiǎn)成本，這部分成本與選擇哪一種技術(shù)路線沒有關(guān)系?！壁w作智告訴《能源》雜志記者說，“剩余三分之二的硬件成本中，對(duì)于堿水電解的技術(shù)路線，大約四分之一屬于電解槽的成本。也就是說整體固定成本中只有大約16%~17%由技術(shù)路線來決定。相對(duì)來說，目前質(zhì)子交換膜的硬件成本則達(dá)40%到50%，但隨著技術(shù)研發(fā)與進(jìn)步，未來有巨大的成本降幅空間。此外，電解水制氫還有大量的變動(dòng)成本，也就是電價(jià)。”
所以實(shí)際上綠氫的制造成本必須要綜合考慮電解槽成本、電價(jià)和運(yùn)行時(shí)間三個(gè)重要的因素。
這樣看起來，國內(nèi)蜂擁而上的光伏企業(yè)制氫似乎存在了邏輯上的問題：雖然光伏發(fā)電的成本幾乎可以降到最低，但考慮到光伏發(fā)電只有1000多小時(shí)的利用小時(shí)數(shù)，似乎光伏制氫在成本上存在很大問題。再加上光資源豐富的西北地區(qū)水資源緊缺，似乎同時(shí)包含了海水資源、風(fēng)電資源和東部發(fā)達(dá)地區(qū)條件的海上風(fēng)電制氫更具潛力。
事實(shí)果真如此么？綠氫的發(fā)展還存在著哪些我們沒有發(fā)現(xiàn)的隱形限制呢？
有限制的解決方案
從數(shù)據(jù)上看，中國可再生能源制氫的潛力無疑是巨大的。2020年全國棄風(fēng)電量166.1億千瓦時(shí)，棄光電量52.6億千瓦時(shí)，主要河流棄水電量301億千瓦時(shí)。
但是中國風(fēng)資源、光資源和水電資源分布都呈現(xiàn)出極強(qiáng)的地域特征。西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富且開發(fā)潛力巨大，但水資源相對(duì)較少。西南地區(qū)水資源和水電資源都十分豐富，看起來適合發(fā)展電解水。但西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較低，人口密度相對(duì)較少。缺乏廣泛的氫能應(yīng)用市場。東南沿海地區(qū)海上風(fēng)電資源、水源充足，并且工業(yè)門類齊全、城市密集，同時(shí)具備綠氫的制造和應(yīng)用潛力。
“但是目前海上風(fēng)電成本下降的幅度不僅低于陸上風(fēng)電，更遠(yuǎn)低于光伏。”上述業(yè)內(nèi)人士說，“再加上氫氣或者電力的運(yùn)輸成本、海水淡化成本，目前的海上風(fēng)電制氫幾乎沒有經(jīng)濟(jì)上的競爭力。”
西北地區(qū)雖然看起來風(fēng)光利用小時(shí)數(shù)少、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、氫能需求不足，并不是完美的綠氫發(fā)展區(qū)域。但在綠氫的起步階段，西北地區(qū)依然吸引了大量的企業(yè)進(jìn)入。
“寧夏的寧東、河北的張家口、內(nèi)蒙的鄂爾多斯、陜西的榆林，這些都是西北地區(qū)氫能發(fā)展火熱的地方?！狈絺フf，“這其中有三個(gè)煤化工基地，具備絕佳的消納條件?！?
在現(xiàn)代煤化工的生產(chǎn)工藝流程中，氫不僅僅是重要的產(chǎn)品，更是重要的化工原料。在“3060雙碳目標(biāo)”的嚴(yán)苛要求之下，煤化工如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的低碳乃至脫碳，是西北煤化工基地必須要解決的問題。這也為西北地區(qū)綠氫的發(fā)展提供了市場潛力。
對(duì)于光伏發(fā)電小時(shí)數(shù)較低的問題，光伏企業(yè)則正在通過風(fēng)光儲(chǔ)結(jié)合等方式來解決?！澳壳爸茪溥€是要使用一部分網(wǎng)電。但使用網(wǎng)電制氫在電力系統(tǒng)脫碳之前沒有解決制氫的碳排放問題?！蓖跤⒏枵f，“目前來看風(fēng)光儲(chǔ)結(jié)合的可再生能源制氫是主流的制造綠氫方向?！?
而水資源的制約對(duì)于綠氫來說也是有限的。制造綠氫的水消耗主要分為綠氫的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和綠電的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。氫生產(chǎn)而言，電解水的最小消耗大約是9千克水/千克氫氣。考慮到水的脫礦過程，這一比例大約為18~24千克水/千克氫氣。而上游的綠電用水更少，光伏發(fā)電的用水量在2.4~19千克水/千克氫氣（50~400L/MWh）之間變化，風(fēng)力發(fā)電的用水量在0.2~2.1千克水/千克氫氣（5~45L/MWh）之間?？傮w來講，利用光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生氫氣的總耗水量平均為32kg千克水/千克氫氣和22千克水/千克氫氣。
“實(shí)際上從化學(xué)上來說，不管是煤制氫、天然氣制氫還是電解水制氫，都是將氫元素與氧元素進(jìn)行結(jié)合?！鄙鲜鲋茪鋵＜艺f，“反而是電解水的耗水是最少的。水對(duì)于綠氫制造的約束性沒有那么強(qiáng)。”
對(duì)于涉足綠氫的企業(yè)來說，電價(jià)還是最大的限制性因素。“在所有影響成本的因素中，電價(jià)是第一位的。第二就是設(shè)備的運(yùn)行小時(shí)數(shù)?！壁w作智說。
盡管綠氫在水資源相對(duì)貧瘠的西北地區(qū)也可以發(fā)展，但這依然無法掩蓋綠氫發(fā)展過程中受到多種條件限制的現(xiàn)實(shí)。當(dāng)下的光伏企業(yè)選擇西北地區(qū)也是看中龐大的煤化工作為消納市場。除了制氫，氫的儲(chǔ)運(yùn)、加注成本也在全口徑成本中占據(jù)了重要部分。
“目前氫氣通過管道運(yùn)輸還存在技術(shù)上的難題?！眹鴥?nèi)一家氫氣運(yùn)輸設(shè)備制造商負(fù)責(zé)人對(duì)《能源》雜志記者說，“除非對(duì)現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行大規(guī)模的改造，否則管輸氫氣很可能存在較大隱患。而用罐車運(yùn)輸氫氣，較為經(jīng)濟(jì)的輻射半徑大概在以氫氣制造為中心的500公里范圍內(nèi)?！?
顯然，對(duì)于當(dāng)下有關(guān)氫氣成為未來“終極能源解決方案”的看法，更多只是側(cè)面反應(yīng)出當(dāng)下氫能市場的火熱。對(duì)于真正踏足綠氫制造的企業(yè)來說，它們不約而同的選擇了將氫氣作為低碳電力在未來能源體系中的補(bǔ)充?！懊撎嫉碾娏ο到y(tǒng)始終是能源產(chǎn)業(yè)碳中和的首選和最主要目標(biāo)，使用綠氫更多地是為了補(bǔ)全能源系統(tǒng)中無法進(jìn)行電氣化的部分。讓整個(gè)能源產(chǎn)業(yè)的碳中和完整地實(shí)現(xiàn)?！?
然而任何一項(xiàng)新技術(shù)從出現(xiàn)、興起到最終的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；家?jīng)歷一番艱難的波折。綠氫恐怕也難以逃脫這一循環(huán)。
未來的考驗(yàn)
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）在制氫與燃料電池技術(shù)技術(shù)方面在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。近一兩年來，大連物化所可以說是門庭若市。“我們接待了很多很多的企業(yè)?！贝筮B化物所的一位專家說，“到最后我都會(huì)提醒企業(yè)，綠氫是很好的技術(shù)方向，但是它要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有很大的難度，很長的時(shí)間?！?
每一個(gè)企業(yè)都想當(dāng)先行者，但是沒有一家企業(yè)想做先烈。然而，一個(gè)產(chǎn)業(yè)從無到有、從默默無聞到長成參天大樹，總會(huì)有人犧牲。中國光伏產(chǎn)業(yè)過去十幾年的降本過程中，無數(shù)曾經(jīng)顯赫一時(shí)的明星企業(yè)都是“眼見他高樓起，又眼見他樓塌了”。
“即便是企業(yè)沒有成為行業(yè)發(fā)展過程中的“先烈”，綠氫行業(yè)未來不可預(yù)期的大量投入—包括時(shí)間投入和資本投入—都需要企業(yè)有充足的的思想準(zhǔn)備?！?
據(jù)大連化物所專家介紹，現(xiàn)在的電解水成本正在進(jìn)入成本劇烈下降的階段。“用于實(shí)驗(yàn)的1兆瓦設(shè)備成本近期就下降了三分之一左右。如果是規(guī)模化生產(chǎn)，成本還能更低?！钡鎸?duì)灰氫和藍(lán)氫，綠氫依然缺乏經(jīng)濟(jì)上的競爭力。
現(xiàn)階段綠氫最大的優(yōu)勢是零碳排放，但碳排放偏偏對(duì)用戶缺乏經(jīng)濟(jì)性約束?！艾F(xiàn)在單純讓綠氫和煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)品制氫相比，成本還是相對(duì)較高的?！蓖跤⒏枵f，“未來中國各地區(qū)會(huì)有更強(qiáng)的碳排放約束，以及逐漸完善的覆蓋全行業(yè)的碳市場。歐洲的碳價(jià)已經(jīng)達(dá)到每噸50歐元，中國未來的碳價(jià)是可以預(yù)見會(huì)上漲。這些因素都會(huì)增加化石能源制氫的成本，有利于綠氫的發(fā)展。”
在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，國家補(bǔ)貼發(fā)揮了巨大作用。綠氫有可能會(huì)延續(xù)這一發(fā)展路徑么？對(duì)于這一問題，光伏企業(yè)普遍表達(dá)了對(duì)于綠氫直接補(bǔ)貼的期待。不過它們同時(shí)也表示，補(bǔ)貼并不應(yīng)該成為企業(yè)生存的基礎(chǔ)?！皬墓夥慕?jīng)驗(yàn)來看，如果依靠補(bǔ)貼解決企業(yè)生存問題也是不正確的?！狈絺フf，“國家補(bǔ)貼證明了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和趨勢沒有錯(cuò)，表明了國家對(duì)這個(gè)行業(yè)的支持。最終還是要依靠企業(yè)自身的投入和創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)行業(yè)的健康發(fā)展?！?
對(duì)于補(bǔ)貼，有專家預(yù)測國家可能會(huì)更加傾向于支持氫能的用能端，而且不再過多地使用直接補(bǔ)貼?！袄绮糠殖鞘谐雠_(tái)對(duì)于氫燃料汽車的支持政策或者是其他使用綠氫工業(yè)項(xiàng)目可以得到其他政策。”上述大連化物所專家說，“從技術(shù)角度來看，我們已經(jīng)應(yīng)用到了元素周期表的第一個(gè)元素。在目前的人類認(rèn)知下，可能幾乎無法找到更清潔的能源。從這個(gè)角度來說，把氫能稱為終極能源也不算過分。”
這個(gè)“終極能源”未來會(huì)又怎樣的發(fā)展空間呢？當(dāng)《能源》雜志記者問出對(duì)“十四五”綠氫產(chǎn)能規(guī)模預(yù)測這一問題的時(shí)候，所有的企業(yè)專家都表示很難預(yù)判。而最大的阻礙就是氫能“十四五”規(guī)劃的未知。也許只有當(dāng)未來5年政策導(dǎo)向這只“靴子”真正落地，我們才能夠更加看清楚綠氫未來的發(fā)展方向與路徑。
