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展，成為除了氫能以外的可選項。而如果這些電力技術繼續發展，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，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。灰色氫氣的成本可能為每兆瓦時80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。
 
電力技術強勢發展 氫能優勢可能將喪失殆盡
 
       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部門這些原本認為氫能具有一定優勢的領域，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熱能中的潛在角色。目前，氫在工業中的角色正受到電熱電池發展的威脅，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性。氫燃料在運輸中的優勢本來是，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——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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