產能小、成本高、電力技術威脅 氫炒作是如何失敗的？

時間:2024-05-21 09:50來源:華爾街見聞 作者:趙雨荷
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       曾幾何時，氫能被視為能源領域的下一個重大突破。然而現在，即便是在歐美政府的補貼之下，氫能項目的成本不斷上調，氫能利用的增長遠比預期緩慢。
 
       此前曾有預計指出，低碳氫氣的需求預測從幾乎為零增長到到2050年每年800百萬噸（Mtpa），約占全球凈零能源混合的20％。若按此發(fā)展軌跡，全球到2030年需要大約70Mtpa的綠色氫能。
 
       于是，大批項目上馬，政府也承諾提供豐厚補貼。但有媒體調查指出，歐洲第一批氫氣項目的成本有些甚至翻倍，補貼也無法提供動力。氫氣的增長遠比預期緩慢，2030年的目標現在看來幾乎無法實現。
 
       分析認為，問題不僅僅是擴大氫氣生產比預期更困難，氫能實際用途日益增長的不確定性也是一大問題。如今，包括電熱電池和熱泵等基于電力的技術已經快速發(fā)展，成為除了氫能以外的可選項。而如果這些電力技術繼續(xù)發(fā)展，2050年碳排放清零目標中氫氣的作用可能只有接近350Mtpa，不到最樂觀估計的一半。也就是說，雖然氫能在碳排放清零目標中仍在發(fā)揮作用，但指望氫能擔當低成本實現碳排放清零主力的愿景已經大幅縮水。
 
產能微小 成本飆升 無法與傳統(tǒng)能源競爭
 
       綠色氫氣面臨的第一個問題是產量非常有限。
 
       目前使用的氫氣主要是所謂的“灰色”氫氣，從天然氣（CH4）中提取，同時排放碳。每年約有100Mtpa的此類氫氣被消耗，主要用于煉油廠和化肥廠。而目前運行的綠色氫氣項目只有示范或試點發(fā)電站，總的年產量不到0.1Mtpa，還沒到2022年預期實現產量的五分之一。 雖然開發(fā)商仍在計劃項目，讓2030年的潛在產能增加到45Mtpa，但投資者不愿意投資，很少有項目能夠落地。 
 
       分析認為，綠色氫氣加速推進的延遲是可以預期的，這部分是因為對這種燃料的期望過高，有些脫離現實。除此之外，第一波項目還因成本上升而受阻。根據麥肯錫的Markus Wilthaner的說法，如今一個電解植物的成本可能高達每千瓦2000美元，各個項目之間因配置不同而存在很大差異。這比氫能委員會預計到目前為止開發(fā)商需要支付的成本高出65%。 
 
       再加上更高的融資成本，項目的資金需求大幅增加。例如，德國Bad Lauchstädt能源園的30MW項目將需要2.1億歐元的投資，比最初預期高出50%。在世界許多地區(qū)，為電解器供電所需的綠色電力也比預期的要貴。所有這些加在一起，預計短期內綠色氫氣的生產成本將在每千克4.50至6.50美元之間。相比之下，最樂觀的估計曾預見成本將在同一時間跌至約3美元/千克。
 
       考慮到1公斤氫氣含有33.3千瓦時能量，大約相當于每兆瓦時216美元（200歐元）。而這僅僅是生產費用。如果項目需要運輸和存儲，成本會迅速增加。相比之下，美國的天然氣成本為每兆瓦時8美元，在歐洲約為30歐元/兆瓦時�；疑珰錃獾某杀究赡転槊空淄邥r80歐元，包括其排放的碳價。這意味著，氫氣的“綠色溢價”——即現有氫氣消費者如煉油廠和化肥生產商轉向綠色的額外成本——是每兆瓦時120歐元。 幾乎沒有人能承擔這樣的氫氣價格。
 
電力技術強勢發(fā)展 氫能優(yōu)勢可能將喪失殆盡
 
       除了產能和成本問題，氫氣的其他用途前景看起來一直都很不穩(wěn)定。例如，氫氣不是為汽車提供動力的能效之選，而熱泵為家庭供暖提供了一個更有效的選擇。
 
       問題在于，即便在運輸和一些工業(yè)部門這些原本認為氫能具有一定優(yōu)勢的領域，機會似乎也在縮小。電力基礎技術的進步威脅到氫氣在工業(yè)熱能中的潛在角色。目前，氫在工業(yè)中的角色正受到電熱電池發(fā)展的威脅，這種技術使用電力加熱磚塊和巖石，然后可用來提供工業(yè)高溫熱。
 
       鑒于電池技術的改進和提供氫氣加油基礎設施的難度，氫氣卡車運輸看起來也更具挑戰(zhàn)性。氫燃料在運輸中的優(yōu)勢本來是，與電池相比，它可以在給定重量內儲存更多能量，更適合那些需要攜帶大量能源的車輛，如飛機、船只和大型卡車。目前電池已經成為小型車輛的首選方案，而隨著電池技術的改進，電動卡車的載重量和行使范圍也將增加，進一步讓氫能的優(yōu)勢減少。同時，隨著應用場景的減少，加氫站基礎設施的部署成本和復雜性也大幅增加。
 
氫氣還能起死回生嗎？
 
       分析認為，雖然氫能的一些優(yōu)勢正在喪失，但電力路線的一些瓶頸也已出現，例如電網過于擁堵。而且在另外一些行業(yè)中，氫氣仍然是最可行的脫碳選擇，包括當前使用灰氫生產氨、肥料等的行業(yè)——這些可能到2050年將需要60-85百萬噸（Mtpa）的綠氫。此外，可能還有120百萬噸的氫氣會在需要將氫氣作為原料而非僅僅提供熱能的行業(yè)中使用，例如鋼鐵制造。
 
       因此，到2050年氫氣需求達到350百萬噸可能是一個合理的估計。此外，隨著可再生電力在能源系統(tǒng)中的角色增加，對能源長期儲存的需求也趨于增加，這為氫氣在穩(wěn)定電網中扮演更大的角色打開了大門。
 
       而即使在350百萬噸的潛在未來市場，也仍是現在我們使用的所有氫氣的三倍多，是世界上所有低碳氫氣的400倍，實現這一目標仍可謂是雄心勃勃。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 氫能
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