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氢不是万能的
打印 2021-09-03 11:41:12 字体: [大] [中] [小]

  近几年来,在氢能和燃料电池产业链上,技术进步并未看到有明显突破,但行业发展的热情却有增无减。基于对新兴产业未来发展趋势的判断,我国数十个地方政府出台了支持氢能产业发展的规划,而在碳中和概念作用下,新能源巨头纷纷入局“氢能俱乐部”,尤其是隆基、协鑫、阳光电源等光伏企业的介入,让氢能产业“零碳”的特性进一步凸显。

  而在资本市场上,氢能和燃料电池概念也被轮番炒作,尽管多数企业没有基本面和业绩的支撑,但很多概念股的价格依然屡创新高。

  在“双碳目标”的背景下,我国碳减排路径并不多,因此氢能被人为赋予了重任。由于零排放、无污染、热能高,往往会给人造成一种错觉:氢无所不能!

  事实上,氢能有非常明显的自身局限性,在能源转型的过程中,氢可能只适用于很有限的一部分应用场景,而这些应用场景通常是不容易被电力取代的情形。

  因此,有必要对氢能产业的发展重新定位——氢不是万能的,让氢能回归至“必要的领域”,且不是所有的区域和行业都适合发展氢能。精准的定位可以防止大量的重复建设,避免造成不必要的资源浪费。

  首先应当明确,氢是一种昂贵的二次能源,且利用效率极其低下,因此只适用于电力无法企及的特殊场景。

  氢能在自然界并不以自然状态存在,它是由其他能源转化而来,因此氢是一种较为昂贵的二次能源。当前按照不同的技术路线,氢气制备可分为化石能源制氢、化工副产氢、电解水制氢等,但无论哪种路线,氢能的制备过程中都有能量的大量损失,例如,电解水制氢一般需要5度电制备一方氢气,而一方氢气用于发电,所发出的电还不到两度。因此,氢能由于利用效率低而变得较为昂贵。

  而在氢能的储运环节,目前成本也非常高昂。在氢能完整的产业链中,即在氢能生产-储运-加注的几个环节中,储运成本占到产业链全成本的一半以上,尽管液氢等储运技术也在进步,但价格的居高不下一直制约着整个产业的快速发展。

  在应用环节,目前最受关注的无疑是交通领域。与氢能燃料电池汽车相比,纯电动汽车无论在价格上还是在效率上,都具备压倒性优势。燃料电池汽车价格一般是同等级别电动汽车的2-3倍,而在转化效率上,前者仅为后者的40%,也就是说,同样一度电可以驱动电动汽车5公里,而转化成氢用在燃料电池汽车上,只能驱动2公里。

  其次,氢能讲究出身,具有较强的“伦理”属性,不以减排为目的的氢能都将受到低碳道德的谴责。

  氢能与低碳相伴而生,在当前的环境下更是如此。如果氢能的生产会带来碳排放的增加,那么发展氢能就会与“双碳目标”背道而驰,不仅不鼓励,还会受到严格的限制。目前,根据不同的碳排放强度,氢能一般分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢来源于化石能源,且伴随着较高的碳排放,蓝氢被认为从天然气重整而来,并配有碳捕捉和封存装置,而绿氢主要来自于电解水,其中的电来自于可再生能源。

  当前,上述制氢的成本也各自不同。毫无疑问,绿氢的制备价格最高,其次是蓝氢,灰氢价格最低。一般而言,制备一方绿氢耗费的成本大概是灰氢的3-5倍,专家预测,只有在可再生能源度电成本在0.3元/千瓦时以内时,绿氢才具备经济性。而当前,包括光伏和风电在内的可再生能源,其综合成本约在0.54元/千瓦时。

  在欧盟、英国等地,当前大规模发展的是蓝氢,即天然气重整制氢之后,将排出的二氧化碳进行捕捉和封存,也就是通常所说的CCUS技术。这项技术建立在天然气成本相对较低和CCUS价格不断下降的基础上,目前在中国这两个条件短期内都难以满足。

  事实上,在全球范围内,当前九成以上的氢气源自于灰氢和蓝氢,只有不到1%来自可再生能源制氢。这在减少碳排放成为全球共识的当下,显然是不可持续的。

  第三,地方政府的热情应当降温,并非所有地域适合发展氢能,而且相当长时期内氢能产业还需要政府的大量补贴。

  当前我国氢能发展的热情,很大程度上跟地方政府的助推有直接关系。在一些地方政府看来,氢能是一个清洁低碳且值得长期布局的产业,在目前普遍缺少可持续性新兴产业的背景下,一些地方政府便在氢能方面加大了押注的力度。

  但并非所有的地方适合发展氢能产业。实际上,在中国氢能只适合于较少的区域。

  在已经公布了氢能发展规划的区域中,有煤炭产业聚集区,有化工产业园区,也有可再生资源富集的三北地区,当然也有珠三角、长三角等应用场景较多的发达地区。

  在煤炭富集的山西、内蒙等地,地方政府发展氢能的动力来自于当地丰富的煤炭资源,以及基于对资源城市转型的需求。但如果用煤炭大量生产氢气,尽管成本较低,却明显有悖于氢能伦理,大量的碳排放亦不符合中国碳中和的目标。这显然不是氢能发展的未来方向。

  而可再生能源富集的三北地区,可以获取较低价格的绿电,但氢能的消纳又较为有限,这也严重限制了氢能在该区域的大规模发展。若以长距离输送氢气,运输环节增加的成本可能大大高于氢气制备本身。这一地区氢能的大规模发展,还有待于产业链各环节成本的进一步下降。

  由于成本较高,氢能产业当前和今后相当长的时期还需要政府的补贴。以加氢站为例,专家称,按照当前氢气70元/公斤的价格计算,一个新建加氢站每天需要加注400辆车次才能达到盈亏平衡点,按照这个数字估算,在没有政府补贴的前提下,目前全国200多个已建成的加氢站没有一个可以盈利。

  而政府补贴又需要地方政府具备相当的财政实力。当前大部分地区只是小规模的氢能示范项目,补贴支出相对有限,如果按照很多地方公布的发展规划,到2025年无论是氢车还是氢气环节,全国绝大部分区域的补贴将难以为继。

  毫无疑问,氢能是一种优质能源,在化工、炼油、钢铁、交通等领域应用广泛,在碳减排背景下,有着较大的发展潜力。但氢能的发展更需要重视规划和发展定位,一哄而上将会形成产业的乱局,而各地各区域的重复建设,也将造成巨大的资源浪费。

2021-09-03 11:41:12 来源: 责任编辑: