綠氫經(jīng)濟(jì)性難題何解？

近年來(lái)，在相關(guān)政策推動(dòng)和產(chǎn)業(yè)積極參與下，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。但整體來(lái)看，由于尚處發(fā)展初期，綠氫成本相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)性成為制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

日前，國(guó)家能源局印發(fā)的《2024年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，要加快能源新業(yè)態(tài)新模式。編制加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策，有序推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步開展氫能試點(diǎn)示范，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，拓展氫能應(yīng)用場(chǎng)景。

作為一種清潔零碳能源，氫能被認(rèn)為是未來(lái)較具潛力的脫碳燃料。近年來(lái)，在相關(guān)政策推動(dòng)和產(chǎn)業(yè)積極參與下，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。但整體來(lái)看，由于尚處發(fā)展初期，綠氫成本相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)性成為制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

項(xiàng)目持續(xù)增長(zhǎng)

浙商證券研報(bào)指出，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建及傳統(tǒng)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型雙輪驅(qū)動(dòng)下，未來(lái)綠氫市場(chǎng)增量巨大。“預(yù)計(jì)到2060年左右，我國(guó)氫氣年均總需求約1.3億噸，可再生能源電解水制氫占比將超過(guò)70%，成為有效供氫主體。以可再生能源為主體的電力系統(tǒng)長(zhǎng)周期、大容量?jī)?chǔ)能與調(diào)峰對(duì)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)的電力輸出，疊加鋼鐵、化工、水泥、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)通過(guò)與綠氫產(chǎn)業(yè)耦合釋放大規(guī)模氫能消費(fèi)需求潛力，將成為未來(lái)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大主要驅(qū)動(dòng)力。”

得益于較大的未來(lái)市場(chǎng)需求預(yù)期，近年來(lái)，我國(guó)綠氫示范項(xiàng)目數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，電解水制氫進(jìn)入大規(guī)模示范新階段。

2023年8月，我國(guó)首個(gè)萬(wàn)噸級(jí)光伏發(fā)電直接制綠氫項(xiàng)目——新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目全面建成投產(chǎn)。據(jù)了解，隨著配套的光伏電站實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)，該項(xiàng)目可以滿負(fù)荷生產(chǎn)綠氫，每年生產(chǎn)2萬(wàn)噸綠氫，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫耦合低碳發(fā)展，全面建成投產(chǎn)標(biāo)志著我國(guó)綠氫工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破。截至去年12月21日，新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目已平穩(wěn)運(yùn)行4200小時(shí)，累計(jì)向用戶端塔河煉化輸送綠氫2236萬(wàn)方。

中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國(guó)簽約、獲批及公示的綠氫項(xiàng)目數(shù)量累計(jì)達(dá)74個(gè)，項(xiàng)目規(guī)劃總投資突破4700億元，全部投產(chǎn)后新增綠氫產(chǎn)能將達(dá)280萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)到2024年底，綠氫項(xiàng)目新增數(shù)量將超過(guò)100個(gè)。

降本是首要問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)仍處在發(fā)展初期，主要以示范項(xiàng)目為主，并不具備經(jīng)濟(jì)性。在業(yè)內(nèi)看來(lái)，綠氫偏高的成本是目前制約氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的主要問(wèn)題。

清華大學(xué)化工系副研究員唐城此前接受記者采訪時(shí)指出，目前電解水制氫成本仍偏高，是化石能源制氫的3—5倍，且現(xiàn)有成熟的電解槽裝備對(duì)波動(dòng)性光伏和風(fēng)電的適應(yīng)性較差，主要還是以市電為主，并不是真正意義上的綠氫。

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王集杰指出，整體來(lái)看，在綠氫的成本構(gòu)成中，電費(fèi)占70%，設(shè)備投入、其他運(yùn)行成本占30%。在西部風(fēng)光資源較好的內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、青海、新疆一帶，光伏發(fā)電每度已經(jīng)低于2角錢，風(fēng)電略高一點(diǎn)。如果按1方氫耗5度電來(lái)算，制1方氫氣的整體成本為1.4元左右，而煤制氫的成本大概是每方0.6—0.8元。另外，由于可再生能源發(fā)電存在間歇性，無(wú)法保證生產(chǎn)的連續(xù)性。因此，現(xiàn)在一些項(xiàng)目會(huì)使用部分市電讓電解槽盡量連續(xù)運(yùn)行，這樣一來(lái)，成本就更高了，而且這也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的氫并不是真正意義上的綠氫。

北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長(zhǎng)、水木明拓（達(dá)茂）氫能源科技有限公司總經(jīng)理付小龍日前接受《中國(guó)能源報(bào)》等媒體采訪時(shí)指出，在整體行業(yè)投入中，資本缺環(huán)或投資不足的情況還是非常明顯。“在行業(yè)發(fā)展前期，企業(yè)付出高額投資成本時(shí)，誰(shuí)來(lái)為綠氫的綠色溢價(jià)買單，目前這樣的資本是缺乏的。”

因此，在付小龍看來(lái)，目前首先需要解決綠氫的成本問(wèn)題，盡可能降低成本，同時(shí)要跟全球市場(chǎng)去談綠色溢價(jià)，只有這兩件事情解決了，綠氫的商業(yè)邏輯才會(huì)成立。

持續(xù)推動(dòng)技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新

如何破解目前制約綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性難題？

多位業(yè)內(nèi)人士指出，首先在生產(chǎn)端，要持續(xù)推動(dòng)電解水制氫技術(shù)創(chuàng)新，提高綠氫制取的規(guī)模、效率和穩(wěn)定性；另外，應(yīng)更完整地關(guān)注生產(chǎn)和應(yīng)用的整體關(guān)系，持續(xù)探索創(chuàng)新的商業(yè)模式，從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度推動(dòng)生產(chǎn)側(cè)和應(yīng)用側(cè)的共同發(fā)力。

“為適應(yīng)大規(guī)模可再生能源制氫，電解槽大型化、降低制氫電耗、提高運(yùn)行調(diào)節(jié)范圍、提高壽命是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。”中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院氫能技術(shù)部主任王金意指出，核心材料的基礎(chǔ)研發(fā)在PEM電解槽實(shí)現(xiàn)低電耗、耐高壓和大型化過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色。

另外，從應(yīng)用側(cè)來(lái)看，要降低綠氫成本，中間的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)降本至關(guān)重要。在付小龍看來(lái)，氫作為分子量最輕的元素，非常難以運(yùn)輸，而甲醇、氨等都是很好的氫載體，在中間環(huán)節(jié)將氫轉(zhuǎn)換為方便運(yùn)輸?shù)募状蓟虬保僭诮K端應(yīng)用環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為氫，是一個(gè)很好的解決方案。

上汽集團(tuán)原總工程師、陽(yáng)氫集團(tuán)董事長(zhǎng)程驚雷也表示，發(fā)展氫能的基礎(chǔ)邏輯是尋找到能夠鏈接傳統(tǒng)能源、可再生風(fēng)光電源和氫能的主流解決方案，這個(gè)方案必須是碳循環(huán)、可再生的大宗能源，以綠色甲醇為代表的氫基能源是首選。“在生產(chǎn)側(cè)，以能源化工將綠氫和二氧化碳耦合大規(guī)模制備綠色甲醇，以綠色能源、綠色工藝生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，在流通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸及大規(guī)模、高效率、低成本應(yīng)用；在應(yīng)用側(cè)，通過(guò)甲醇重整高效制取氫氣實(shí)現(xiàn)‘即產(chǎn)即用’，形成有效的商業(yè)閉環(huán)，低成本促進(jìn)氫能廣泛應(yīng)用。”