氫能的商業化道路如何才能走通？
時間:2023-08-31 08:41來源:界面新聞 作者:王勇
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實現氫能的商業化還需要等待一個時機。
氫能是一種應用場景豐富的二次能源，具備清潔環保、熱值高等特點，氫能產業鏈主要包括上游制氫、中游氫儲運、加氫站，以及下游多元化的應用場景，可大規模應用于交通、工業、建筑及儲能領域。
中歐美日韓等全球主要經濟體很早就將發展氫能提升到國家能源戰略層面，出臺相應發展規劃、路線圖以及產業政策。
按照各地規劃，到2025年，全國的氫燃料電池汽車將超過11.64萬輛、加氫站將超987座，產值將達到萬億元級別。
8月8日，國家標準委等六部門聯合印發《氫能產業標準體系建設指南（2023版）》，這是國家層面首個氫能全產業鏈標準體系建設指南，明確了近三年國內國際氫能標準化工作重點任務。這被業內認為將極大推動氫能規范化、規模化發展。
但從商業化的角度來看，制氫、儲運、加氫、用氫等產業鏈尚未完善，在經濟性、技術等層面還需要進一步突破，氫能商業化之路該怎么走？除了燃料電池外，氫能的應用前景還有多寬廣？
界面新聞特邀請了兩位行業專家就氫能產業相關議題進行討論，他們分別是畢馬威中國能源及天然資源行業主管合伙人蔡忠銓 、氫楓（中國）首席財務官曹俊。
國外產業進程如何？
近年來，全球氫能政策正在逐漸加碼。
根據國家能源局數據，目前全球已經有42個國家和地區發布了氫能政策，中國、美國、日本、德國、澳大利亞等國家已經明確將氫能規劃上升到國家能源戰略高度，另有36個國家和地區正在籌備氫能政策。
“歐美等發達國家較早意識到了氣候問題與能源危機，并對氫能等二次能源有了比較成熟的認知，”曹俊表示，“中國的氫能產業認知與認同還需要一定時間培養。”
海通國際報告指出，美國是最早將氫能及燃料電池作為能源戰略的國家，其對氫能源的關注可以追溯到上世紀70年代的石油能源危機時期，早在1970年便提出“氫經濟”概念。
2019年，美國燃料電池與氫能協會（FCHEA）發布《氫能經濟路線圖》，目標到2025年，各種應用的氫需求總量將達到1300萬噸，將有12.5萬輛氫燃料電池汽車；2020年美國發布《氫能計劃發展規劃》，制定多項關鍵技術經濟指標；2022年美國通過《通脹削減法案》，為綠氫生產提供最高3美元/kg的稅收抵免，并計劃到2030年成本降至2美元/kg，2035年降至1美元/kg。
日本也在2021年發布《第六次能源基本計劃》，計劃到2030、2050年實現氫氣年供應量300萬噸、2000萬噸，2030年實現制氫成本從目前的100日元/Nm³降至30日元/Nm³。
韓國及歐盟等國家和地區也明確發布了氫能戰略，提出了綠氫需求、產量、費用減免等方面的舉措。
蔡忠銓表示， 全球主要國家和地區在氫能建設方向上，基本一致偏向開發綠氫，但由于資源稟賦和基礎條件差異較大，各國在發展模式、技術路線、國際貿易合作方面都各有側重。
他指出，中國作為能源消費大國和全球唯一具備完善工業體系的國家，氫能產業基礎配套能力強，市場需求潛力大，從頂層設計到產業落地正在全力推進氫能規模化發展。
“從空間角度看，氫能可以分為出口國、進口國或者使用國。”曹俊表示，出口國是指擁有豐富可再生能源資源的國家，比如中東地區有豐富的光照可以通過光電制取氫氣，提供便宜的氫氣出口，蘇格蘭北部地區北海擁有世界上最大的風電自然資源。
除此之外，智利依托長距離海岸線，通過大規模海上風電制氫并實現了低成本出口；澳大利亞憑借太陽能、風能資源以及土地利用強度低等優勢，實現大規模開展可再生能源制氫。
曹俊指出，氫輔助可再生能源電力的發展成為了未來人類可再生能源領域轉型的一個最重要的指標。
國內是怎樣的發展節奏？
在“碳中和+能源安全”的戰略目標下，中國也在近些年推出氫能戰略政策，完善頂層設計，輔助完整產業鏈的形成。
從國內政策看，2019年氫能首次被寫入《政府工作報告》，此后氫能相關支持政策加速出臺。國家專門發布了《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，且氫能作為前沿科技和新興產業被寫進國家“十四五”規劃。截至去年底，已有22個省市制定并發布本地氫能產業規劃。
蔡忠銓表示，中國氫能產業總體處于市場導入期，體現在氫能落地項目多以示范應用項目為主、商業模式仍需進一步探索、氫能產業生態尚未全面建立，未來市場需求主要受下游行業脫碳進程、技術成熟度、政策支持力度三方面因素影響。
自2019年以來，至少有12個省（自治區、直轄市）制定了到2025年的氫能發展量化目標。在氫能將迎來廣泛應用的確定趨勢下，各地對氫能發展普遍持積極態度。蔡忠銓同時指出，國家發改委也針對氫能發展規劃提出明確的方向，要科學評估本地產業基礎和發展空間，嚴防“跑馬圈地“、“互相攀比”。
具體來看，主要涉及三個方面，一是從中央到地方政策制定的協調合作機制還需要加強，堅持根據產氫能產業發展實際情況制定更詳盡的階段性目標和具體路徑；二是區域性的具有針對性的氫能產業政策還需要加強，地方政府應有限考慮打造區域內的產業生態；三是在預算有限情況下，不斷提高氫能產業補貼的運行效率。
曹俊對此表示：“若統計所有地方政府的規劃總數，實際數據并沒有達到規劃目標，核心原因在于技術和成本這兩個點尚未突破，但政策導向能夠發揮核心的帶頭作用。”
他舉例稱，2016年國內只有三個加氫站，2023年全國已經有超過300座的加氫站，接近百倍的增長。但由于加氫站基數較少，再高的年復合增長率也無法說明整體發展已經很快了。
從燃料電池系統成本這一方面看，2017年佛山地區一公交線采購了國內第一批氫能公交車，一輛氫能公交車的價格接近600萬元，現在最貴的車僅需一半價格。
曹俊表示，“中國整體氫能發展節奏是‘小步快走’，并不像鋰電產業在過去十年一飛沖天，而是更理性地尋找突破口，等待技術、成本優化到更好的階段。”
他認為，鋰電池汽車產業的崛起路徑不太可能復制到氫能汽車產業，最終要通過市場化的方式，讓氫能行業在未來逐步體現出優勢。
各環節如何更快商業化？
氫能產業鏈包括上游氫能制取，中游氫能儲存運輸，下游交通領域、儲能領域和工業領域應用等。
其中，上游制氫包括化石能源制氫、電解水制氫、工業副產氫等；儲運環節分為液氫儲運、高壓儲運、固態儲運、有機液態儲運；下游利用包括交通運輸、儲能、工業應用等。
針對氫能制取環節來看，根據生產來源和制備過程的碳排放情況，將氫能分為灰氫、藍氫和綠氫三種主要類型，灰氫是通過化石燃料燃燒產生的氫氣，在生產過程中會有二氧化碳等排放；藍氫是在灰氫的基礎上，應用碳捕集、利用與封存技術，實現低碳制氫；綠氫，是通過使用再生能源制造的氫氣，
“氫的制備方式中，最簡單、最直接的是用傳統化石能源制氫，”曹俊表示，未來一定是用可再生能源的方式來制取氫氣，即綠氫，目前有堿性電解水制氫、質子交換膜、固態氧化物等多種方式。
火石創造數據顯示，2022年化石能源制氫、工業副產制氫、電解水制氫的產值規模分別為3271億元、1120億元、435億元；占比分別為68% 、23%、9%。由此可見，化石能源制氫依然是當前規模最大的制氫方式。
曹俊認為，把綠氫作為制氫的支柱并不是現在要考慮的事情。應先通過藍氫或者灰氫實現降本，將整個產業鏈的生態環境打造好，再把未來的綠氫技術嫁接進來，最終形成綠氫可持續發展形態。
蔡忠銓對此表示認同并指出，長遠看綠氫技術仍要加大投入。無論是堿性電解水的可再生能源電力耦合問題，還是質子交換膜電解槽對稀有金屬銥的依賴等，都會隨著市場參與者的擴大，技術路線得到逐漸完善。
相較于氫能產業鏈的其他環節，儲運是產業鏈中最令人關注的環節。“氫能產業最有瓶頸的地方就是儲運。”曹俊表示，目前市面上主要有高壓氣、液氫、固態儲運三種方式。
他表示，長管拖車高壓氫氣是最簡單且工藝成熟的方式，適用于終端用量較小的情況；液氫受制于液化和運維成本問題，溢價過高，目前僅適用于如航天等特殊場景；固態儲氫是目前看相對容易產業化的技術。固態儲氫產品不僅適用于運輸，也可以在未來完美解決儲能領域的安全性和成本問題。
蔡忠銓對此補充稱，未來氫的管道運輸也有望得到進一步發展，比如西氫東輸，“這需要與氫能產業的大規模商業化相輔相成，國家戰略層面也會有一定準備。”
針對未來的氫能應用，蔡忠銓表示根據中國氫能聯盟預測，到2060年工業領域和交通領域氫氣使用量分別占比60%和31%。短期看，氫燃料電池車保有量有望在2025年達到5萬輛，保持樂觀高速增長的預期。
“氫能作為解決雙碳、解決氣候問題的重要抓手之一，是高碳排放企業低碳轉型的剛需，在‘雙碳’目標下對此有迫切的需求，”曹俊表示，“未來氫能產業的蛋糕非常大，或許各行各業都將與氫有所關聯。”
文章標簽：
氫能
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