今年以来,氢能成为能源领域的热门话题,掘金氢能市场之热度前所未有。
据不完全统计,截至4月11日,今年已有超30家上市公司通过设立氢能子公司、氢能产业基金、联合各方投建氢能项目等方式布局氢能产业,这其中不仅有多家大型能源央企的身影,还有不少其他领域的公司跨界氢能。
因制氢的技术路线不同,目前,氢能主要分为灰氢、蓝氢和绿氢,多位业内人士表示,今后多种路线制氢或并存,没有哪种路线具备绝对的优势,出于经济性的考虑,发展氢能首要的任务是降成本。
制氢环节成本下降尚需时日
氢能源产业链上游是氢气的制备,按制氢过程消耗的能源分类,氢气来源主要包括化石能源制氢、可再生能源制氢、水电解制氢和工业副产氢等。其中,化石能源制氢主要包括煤制氢、天然气制氢、石油制氢等;水电解制氢按电力的不同分为可再生能源水电解制氢、火电水电解制氢等;工业副产氢主要包括丙烷脱氢、乙烷裂解、焦炉煤气和氯碱化工等。除上述方法外,氢气制取技术还包括了甲醇制氢、氨分解制氢等传统方法,以及废旧塑料制合成气提氢、废铝制氢等新兴方向。
其中,电解水(工业用电)制氢成本最贵,达到38元/kg,工业副产物制氢成本为8-14元/kg,不到电解水(工业用电)制氢成本的一半,工业电价成本是制约电解水制氢的重要原因。
电解水制氢成本主要包括电力成本和设备成本两部分,其中,电力成本占比最大,一般为40——80%。设备成本中电解槽成本占比约40——50%,系统辅机占比约50——60%。
4月7日,工信部、国家发改委等六部门联合发布的《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》)提出,加快突破新型催化、绿色合成、功能-结构一体化高分子材料制造、“绿氢”规模化应用等关键技术。
不同于其他制氢工艺,生产绿氢最重要的是选用绿电,例如光伏、风电等,光伏制氢目前因为成本较高,暂不具备经济性。
有观点认为,当电价低于0.3元/kWh,电解水制氢成本将会接近传统化石能源制氢。对此,兴储世纪总裁助理刘继茂分析认为,从长远看,光伏制氢是未来的重要方向,目前光伏组件的价格是虚高的,关键是硅料和硅片供需错配,但这些都是短暂的,随着大量的产能落地,硅料和硅片的价格就会回到成本线附近。
根据国家发改委的《中国2050年光伏发展展望》预测,2035年和2050年光伏发电成本预计约下降50%和70%,达到0.2元/kWh和0.13元/kWh。资料显示,电力成本每下降0.1元/kWh,氢气成本平均下降0.5元/Nm3。
不过,也有观点认为,虽然光伏价格在一些区域已经很便宜,使得光伏制氢、风电制氢或风光互补制氢等商业模式有了一定的经济性。“但是应该清醒地看到,绿氢制备通常是需要连续生产作业的,光伏和风电的两千小时左右的年利用小时数,只能满足一年八千多小时周期内四分之一左右的电力能源,其他四分之三的能源电力如果不是绿电的话,也不是严格意义上的绿氢制备。”北京特亿阳光新能源总裁祁海珅也向记者表示。
因此,上述《意见》还提出,鼓励石化化工企业因地制宜、合理有序开发利用“绿氢”,推进炼化、煤化工与“绿电”、“绿氢”等产业耦合示范。
推动氢能垂直一体化发展
“氢能是一种二次能源、非自然存在,中间有一个加工过程导致能耗比较大,即使目前最具成本优势的灰氢,也主要是跟其他气体产品混合使用,是一种工业副产品。因为氢气的储运较难,如果将氢气做成液体要高温低压,如果做成气体氢气罐比里面的氢气还要重,热值比不一定划算,所以在经济性上有不少问题。”上述相关负责人称。
祁海珅认为,氢能垂直一体化发展非常重要,制氢一定要和储运、用氢来协同、一体式发展,并且最好是在一定的区域范围下实施应用,否则很难有经济性和实操性。一是氢气的长管储运的能量密度偏低,运输半径最好在200公里以内,否则成本增加太高;二是加氢站数量与用氢主体的数量、体量的同步发展问题,加氢方便、快捷、高效率的协同效应也很重要,否则商业化运营压力就会很大。
而如何丰富氢能应用场景,也是至关重要的事情。中国新能源电力投融资联盟秘书长彭澎表示,“现在加氢站其实跟以前充电桩面临的问题是一样的,即先有鸡还是先有蛋的问题,氢燃料电池汽车的大规模商业化,我认为将是在一些特定的场景中,比如一些固定路线或者是矿山中,要先推动氢燃料电池汽车的发展,才能推动更多加氢站的建设。”
“氢燃料电池汽车尤其是氢燃料商用车的商业化路径已经开启,在一些示范城市群有了一定雏形、初步具备了规模化发展的趋势,国家政策的鼓励和支持包括财政补贴、氢能基础设施的配套建设等都是非常重要的,单个企业是很难形成独立的市场化操作运行的。庆幸的是,氢燃料汽车、绿氢制备等已经成为国家长期发展战略了,氢能源作为未来的终极能源,其产业化、规模化发展之路是很值得期待的。”祁海珅表示。