氫能也分顏色，相較于利用化石燃料生產(chǎn)的灰氫，利用可再生能源電解水獲得的氫被稱(chēng)為綠氫，由于其全生命周期幾乎沒(méi)有碳排放，因此成為氫能最理想的應(yīng)用形態(tài)。綠氫是碳中和目標(biāo)下未來(lái)能源體系的重要支柱，被稱(chēng)為“綠色石油”。近年來(lái)，我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展按下快進(jìn)鍵。
數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)累計(jì)規(guī)劃建設(shè)綠氫項(xiàng)目超400個(gè)，合計(jì)規(guī)劃綠氫產(chǎn)能突破800萬(wàn)噸/年。氫能企業(yè)加速融資，制氫裝備成本不斷降低，氫能應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓展，綠氫正在撬動(dòng)未來(lái)能源版圖的跑道上加速滑行，但起飛的臨界點(diǎn)還未到來(lái)。
●本報(bào)記者鄭萃穎
國(guó)產(chǎn)綠氫快速上量
2023年6月，我國(guó)首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)光伏制氫項(xiàng)目——中國(guó)石化新疆庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目成功貫通綠氫生產(chǎn)、輸送、利用全流程，成為全球規(guī)模最大的光伏制綠氫項(xiàng)目。該項(xiàng)目滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以將庫(kù)車(chē)豐富的日照資源轉(zhuǎn)化為每年2萬(wàn)噸的綠氫產(chǎn)能，就近供給中國(guó)石化煉化公司，替代煉油過(guò)程中使用的灰氫，預(yù)計(jì)每年將減少二氧化碳排放48.5萬(wàn)噸。
在山東省青島市膠州市李哥莊鎮(zhèn)毛家莊村，當(dāng)?shù)乩?800畝坑塘水面建設(shè)“漁光互補(bǔ)+制氫”項(xiàng)目，這是山東省首個(gè)光伏配建制氫項(xiàng)目，按計(jì)劃將于今年底全容量并網(wǎng)。該項(xiàng)目制成的綠氫有望實(shí)現(xiàn)“就近用氫”，降低周邊產(chǎn)業(yè)成本，預(yù)計(jì)每年將減少碳排放16萬(wàn)噸。
隆基綠能副總裁、首席可持續(xù)發(fā)展官?gòu)埡鹘赵诎蛶?kù)氣候大會(huì)上發(fā)言時(shí)，將綠氫形容為推動(dòng)更加清潔、高效、可持續(xù)的能源體系發(fā)展的重要引擎。他認(rèn)為，綠氫將助力工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)完成深度脫碳的任務(wù)。
迄今為止，在全球計(jì)劃開(kāi)發(fā)的綠氫產(chǎn)能中，約三分之一是在過(guò)去一年中增加的。中國(guó)作出最終投資決策的綠氫項(xiàng)目產(chǎn)能已占同時(shí)期全球規(guī)劃產(chǎn)能的40%以上。國(guó)際能源署(IEA)今年10月發(fā)布的《全球氫能評(píng)論(2024)》稱(chēng)，得益于清潔能源生產(chǎn)設(shè)備大規(guī)模制造方面的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)擁有全球60%的電解槽制造產(chǎn)能。電解槽作為綠氫生產(chǎn)的最核心設(shè)備，就像光伏行業(yè)的光伏板、電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的新能源電池，決定了綠氫生產(chǎn)規(guī)模。
“中國(guó)已有200多家服務(wù)于制綠氫的電解槽制造商，并且綠氫項(xiàng)目數(shù)量持續(xù)增加。”碳能科技董事長(zhǎng)、天津大學(xué)教授康鵬對(duì)記者表示。
中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心全球環(huán)境處處長(zhǎng)張賢告訴記者，截至2023年底，我國(guó)累計(jì)建成運(yùn)營(yíng)綠氫項(xiàng)目近60個(gè)，覆蓋21個(gè)省份，近3年內(nèi)綠氫投產(chǎn)項(xiàng)目主要集中在工業(yè)和交通領(lǐng)域，其中工業(yè)領(lǐng)域綠氫產(chǎn)能占總產(chǎn)能的比例接近70%。
在化工領(lǐng)域，根據(jù)亞化咨詢的盤(pán)點(diǎn)，2023年至2024年，國(guó)內(nèi)將綠電、綠氫及化工生產(chǎn)耦合發(fā)展的項(xiàng)目，包括新疆天池能源煤制天然氣項(xiàng)目、新疆山能化工準(zhǔn)東五彩灣煤制烯烴項(xiàng)目、中煤條湖煤制天然氣項(xiàng)目、國(guó)家能源集團(tuán)包頭煤制烯烴升級(jí)示范項(xiàng)目等，均配備了電解水制氫裝置。
氫能在我國(guó)未來(lái)能源版圖中占據(jù)重要位置。《中華人民共和國(guó)能源法》首次將氫能納入國(guó)家能源管理體系。2022年我國(guó)出臺(tái)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》提出，到2025年，可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬(wàn)噸/年，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬(wàn)噸/年；到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
“2030年和2060年，中國(guó)綠氫在氫能產(chǎn)業(yè)中占比將分別達(dá)到8%-15%和75%-90%，二氧化碳減排規(guī)模將分別達(dá)到1億噸/年和16-18億噸/年。”張賢認(rèn)為，氫能是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵能源之一。
綠氫制備成本下降
高工氫電產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年10月底，國(guó)內(nèi)在建及規(guī)劃中的綠氫項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的電解槽市場(chǎng)需求超過(guò)1000億元，電解槽及核心材料市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
IEA發(fā)布的報(bào)告稱(chēng)，多家中國(guó)太陽(yáng)能電池板制造巨頭紛紛涉足電解槽制造領(lǐng)域，它們目前約占中國(guó)電解槽制造產(chǎn)能的三分之一。“中國(guó)持續(xù)擴(kuò)大電解槽制造產(chǎn)能，預(yù)計(jì)將降低電解槽生產(chǎn)成本。”國(guó)際能源署寫(xiě)道。
近日，陽(yáng)光氫能智能制造中心正式建成投產(chǎn)。2024年10月末，隸屬于天合集團(tuán)的江蘇天合元?dú)淇萍荚趽P(yáng)州投資的制氫裝備生產(chǎn)基地投產(chǎn)。隆基氫能2023年推出首套單槽產(chǎn)氫量達(dá)到3000標(biāo)方/小時(shí)的堿性電解槽，并發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，稱(chēng)其制氫產(chǎn)能占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的兩成。
“電解水制氫整套設(shè)備的單價(jià)，從去年的1000萬(wàn)元，降至今年的600萬(wàn)元左右。其核心部件電解槽的單價(jià)從去年的600萬(wàn)元降至今年的300萬(wàn)元左右。”康鵬告訴記者。
一位業(yè)內(nèi)人士表示，綠氫生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格下行主要原因在于規(guī)?；a(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)也來(lái)自同業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和階段性供需失衡。同時(shí)，綠氫生產(chǎn)廠要控制項(xiàng)目總投資，導(dǎo)致目前上游電解槽制造商利潤(rùn)微薄。
來(lái)自券商的行業(yè)研究數(shù)據(jù)顯示，今年1月至11月，已公開(kāi)招標(biāo)電解槽的綠氫項(xiàng)目共17個(gè)，電解槽合計(jì)招標(biāo)量1.2GW，已超去年全年水平，近期招標(biāo)落地提速。2024年項(xiàng)目第一中標(biāo)候選人的堿性電解槽平均價(jià)格和價(jià)格中位數(shù)分別為680.6萬(wàn)元/套、616.3萬(wàn)元/套。
“有的電解槽企業(yè)競(jìng)標(biāo)價(jià)格與成本幾乎持平。最低價(jià)競(jìng)標(biāo)使得一些企業(yè)選用更便宜的零部件、電極等材料，影響到電解槽產(chǎn)品質(zhì)量。一些綠氫項(xiàng)目運(yùn)行以來(lái)，工人一直在調(diào)試設(shè)備，有的電解槽甚至需要返廠維修三四次。”上述業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)。
清潔電力價(jià)格和硬件設(shè)備價(jià)格構(gòu)成了綠氫制備的主要成本。應(yīng)對(duì)價(jià)格壓力，一方面，需要上游綠氫設(shè)備企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。例如，通過(guò)改進(jìn)核心材料，提升電解槽能效和單體產(chǎn)氫量?？爹i表示，碳能科技通過(guò)研發(fā)生產(chǎn)先進(jìn)的電極和隔膜材料，降低制氫的用電量，同時(shí)使得電解槽小室數(shù)減少。“去年主流廠家生產(chǎn)1立方米氫氣需要4.5度直流電，今年多數(shù)降到4.3度甚至4度直流電；以前產(chǎn)氫量1000標(biāo)方/小時(shí)的電解槽需要360個(gè)小室，現(xiàn)在只要260個(gè)甚至220個(gè)小室，減少了電解槽部件，從而大幅降低造價(jià)。”康鵬說(shuō)。
另一方面，綠氫項(xiàng)目方需要更廉價(jià)的清潔電力作為生產(chǎn)能源。“目前新的綠氫項(xiàng)目開(kāi)始大比例采用波動(dòng)性綠電，有的項(xiàng)目則建設(shè)專(zhuān)線，將自建光伏電廠的電力輸送到制氫廠用于生產(chǎn)。這省去了綠電上網(wǎng)費(fèi)用，制綠氫的電力成本可以節(jié)約一半。”康鵬說(shuō)，這類(lèi)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”(指電源、電網(wǎng)、負(fù)荷和儲(chǔ)能四個(gè)環(huán)節(jié)整合在一起協(xié)同工作)項(xiàng)目仍需要大幅改進(jìn)傳統(tǒng)電解槽技術(shù)，以適應(yīng)風(fēng)光能源的波動(dòng)性，同時(shí)配備儲(chǔ)氫、儲(chǔ)能裝置，提升綠氫制備系統(tǒng)的安全性和效能。
張賢表示，現(xiàn)階段綠氫相比灰氫仍無(wú)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。“目前灰氫成本為10-20元/公斤，綠氫和網(wǎng)電制氫成本均為30元/公斤左右。從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看，考慮到低碳技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)，綠氫成本將大幅降低。到2030年，綠氫成本將下降約40%；到2035年前后綠氫將具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。”張賢說(shuō)。
推動(dòng)形成價(jià)格激勵(lì)機(jī)制
張海濛表示，全球?qū)G色產(chǎn)品的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)仍不統(tǒng)一，使得低碳產(chǎn)品難以獲得綠色溢價(jià)，無(wú)法與高碳產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。例如，在鋼鐵行業(yè)，灰氫煉鋼的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于綠氫煉鋼，鋼鐵企業(yè)很難因?yàn)槭褂镁G氫獲得產(chǎn)品溢價(jià)。碳稅的懲罰措施無(wú)法形成閉環(huán)，削弱了企業(yè)采用綠氫的動(dòng)力。
“在國(guó)際上，對(duì)于利用綠氫生產(chǎn)的甲醇和合成航煤等綠色化學(xué)品，買(mǎi)方可給予高達(dá)百分之百的產(chǎn)品溢價(jià)，形成足夠的市場(chǎng)推動(dòng)力。而目前國(guó)內(nèi)綠氫制成的化工產(chǎn)品，還沒(méi)有享受到足夠的價(jià)格激勵(lì)機(jī)制。”康鵬告訴記者。
一位從事新能源投資與開(kāi)發(fā)的業(yè)內(nèi)人士表示：“綠氫產(chǎn)業(yè)剛剛起步。氫能的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題沒(méi)有解決，應(yīng)用端需求也沒(méi)有提升，整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展難以被帶動(dòng)起來(lái)。”
目前，綠氫主要用于工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)方面，綠氫既被用作燃料，也被用于制造化學(xué)品，未來(lái)用綠氫制甲醇、制氨的項(xiàng)目有望增加。在交通運(yùn)輸方面，氫燃料車(chē)輛、船舶、無(wú)人機(jī)的研發(fā)正在加速推進(jìn)。
據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，今年1-10月國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)上牌量合計(jì)達(dá)到5723輛，同比增長(zhǎng)29%。其中，燃料電池客車(chē)848輛，占比14.8%；燃料電池專(zhuān)用車(chē)4874輛，占比85.2%，主要為燃料電池重卡(3385輛)。同時(shí)，山西呂梁、重慶、北京、河北唐山、湖南湘潭等地已為部分氫能車(chē)輛放開(kāi)路權(quán)。
氫能無(wú)人機(jī)正在進(jìn)入貨運(yùn)、巡檢、救援等領(lǐng)域。在今年的珠海航展上，哈工大重慶研究院氫動(dòng)力及低碳能源研究中心下屬翌翔團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的青鷗30B無(wú)人機(jī)亮相，這款氫動(dòng)力復(fù)合翼長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)于今年初正式定型，現(xiàn)已開(kāi)始定制化批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)首架配置氫動(dòng)力系統(tǒng)的FC30大疆運(yùn)載無(wú)人機(jī)近日在浙江舟山實(shí)現(xiàn)跨海島物資運(yùn)輸飛行，該無(wú)人機(jī)的氫動(dòng)力系統(tǒng)由浙江氫航科技股份有限公司研制生產(chǎn)。今年3月，我國(guó)首列氫能源市域列車(chē)在長(zhǎng)春的中車(chē)長(zhǎng)客試驗(yàn)線開(kāi)展運(yùn)行試驗(yàn)，其每公里實(shí)際運(yùn)行平均能耗僅為5千瓦時(shí)。9月，由中車(chē)青島四方股份公司自主研制的氫能源智能城際動(dòng)車(chē)組CINOVA H2正式發(fā)布，該車(chē)最快運(yùn)行速度可達(dá)200公里/小時(shí)。
張賢表示，降低氫能產(chǎn)業(yè)成本分為四個(gè)環(huán)節(jié)，除了制氫、用氫，還有運(yùn)氫、儲(chǔ)氫。氫能儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)可將綠氫的生產(chǎn)端與需求端連接起來(lái)。
業(yè)內(nèi)人士表示，目前中石化、中石油等企業(yè)正在加大氫能投資，布局加氫站，推動(dòng)天然氣管道摻氫運(yùn)輸。為推動(dòng)我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展，需不斷激發(fā)上游制造企業(yè)創(chuàng)新潛能，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域完善配套設(shè)施，解決氫能儲(chǔ)運(yùn)痛點(diǎn)，培育市場(chǎng)需求。
來(lái)源：中國(guó)證券報(bào)
評(píng)論