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氫氣革命面臨的最大障礙是成本
日期:2021-07-16   [復制鏈接]
責任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
幾乎所有人都認為,氫氣將在未來的無碳能源系統(tǒng)中扮演不可或缺的角色,但對2050年氫氣在能源消費中的占比預測卻相差懸殊。國際可再生能源署認為是12%,氫能理事會認為是18%,歐盟宣布的目標是24%。

但無論結(jié)果如何,分析人士一致認為,要想推進氫能技術,必須降低成本??稍偕茉闯杀具^去十年已大幅降低,但仍需繼續(xù)下降。而電解水制氫成本,包括基本硬件電解槽,必須遵循類似路徑下降。

實際上,這兩者是相互聯(lián)系的,運營費用和基本建設成本都被考慮到電解槽運行的總成本中。隨著可再生能源進入電網(wǎng)的加速部署,可再生能源電價將繼續(xù)下跌。而且由于電解設備的制造速度更快、成本更低,基本建設成本也將下降。

光伏發(fā)電價格過去10年已下跌90%,但還需進一步下降,各國政府已決定出手相助。3月,美國能源部宣布,公用事業(yè)規(guī)模的光伏發(fā)電成本將從目前的每千瓦時4.6美分降至2025年的3美分,2030年的2美分。美國能源部還公布了一系列研發(fā)項目,并將提供創(chuàng)業(yè)資金用于改進光伏發(fā)電技術,降低發(fā)電成本。

現(xiàn)在的問題是,電解水制氫能否遵循光伏發(fā)電過去10年一直遵循的成本下降曲線。因為電解水制氫將不得不與藍氫競爭,而后者的成本更低。

擴大生產(chǎn)規(guī)模

人們普遍認為,氫能將在全球主要工業(yè)應用中起步,首先以藍氫的形式出現(xiàn),然后以綠氫的形式出現(xiàn)。對于綠氫來說,電解槽至關重要,全球電解槽制造商正計劃擴大生產(chǎn)規(guī)模,以降低成本。

德國工業(yè)巨頭蒂森克虜伯是鋼鐵制造商和氫氣生產(chǎn)商,其從生產(chǎn)商和用戶兩個角度看待氫氣問題。該公司的標準電解裝置是一個20兆瓦的模塊,每小時可生產(chǎn)4000立方米氫氣。蒂森克虜伯副總裁馬爾科姆·庫克表示,“我們已降低成本,并將基本模塊的規(guī)格提高到20兆瓦”。

美國發(fā)動機制造商康明斯公司兩年前收購了加拿大氫化公司,擴大氫氣生產(chǎn)能力??得魉构倦娊獠廴驑I(yè)務開發(fā)負責人丹尼斯·托馬斯表示,“就項目規(guī)模而言,幾年前我們的目標是10兆瓦,現(xiàn)在我們在加拿大已有一個20兆瓦的電解槽在運行。下一個目標是100~500兆瓦的項目”。

托馬斯稱,“主要問題在于時間,因為我們正在提高產(chǎn)能,但產(chǎn)能全部到位沒有意義,因為很多氫氣項目都處于開發(fā)階段??蛻粼谝粋€模塊中不太可能需要1吉瓦的電解能力,他們將分階段開發(fā)多數(shù)項目,第一階段可能需要100~200兆瓦的電解能力。公司的目標是2025年達到吉瓦水平的產(chǎn)能”。

其他旨在提升至吉瓦規(guī)模產(chǎn)能的大公司還包括英國儲能和清潔燃料公司ITM Power,其正在規(guī)劃一個新的大型電解槽工廠的早期階段。另一個是挪威氫能技術公司Nel ASA,今年將電解槽產(chǎn)能擴大至500兆瓦,并計劃進一步擴大。Nel ASA最近宣布了2025年前以每千克1.5美元的價格生產(chǎn)綠氫的目標,這將使綠氫成本與灰氫成本相當。

降低生產(chǎn)成本

如今,綠氫的存在感微乎其微,成本至少是灰氫的兩倍,基本上沒有市場,所以還處于早期發(fā)展階段。

美國每年約生產(chǎn)1000萬噸氫氣,全球約生產(chǎn)1.2億噸氫氣(中國是最大的氫氣生產(chǎn)國)。幾乎所有氫氣都是在高碳排放的過程中產(chǎn)生的。

據(jù)估計,如果美國綠氫產(chǎn)量達到1000萬噸,需要海上風電裝機容量達到115吉瓦。而考慮到美國當前正努力2030年實現(xiàn)30吉瓦的海上風電裝機容量目標,難度就可想而知了。

國際可再生能源署在2050年能源轉(zhuǎn)型路線圖中估計,如果全球綠氫產(chǎn)量達到4億噸,將需要2050年前電解槽產(chǎn)能達到5太瓦。目前全球已安裝的電解槽產(chǎn)能約8吉瓦。

這些數(shù)字表明,要想實現(xiàn)政府和國際機構設定的綠氫目標,必須大幅提高電解槽產(chǎn)能,而這將需要持續(xù)設定綠氫發(fā)展目標和降低生產(chǎn)成本。

咨詢公司Dii沙漠能源公司首席執(zhí)行官科利尼厄斯·馬休斯表示,“隨著新技術的到來,電解槽方面將有很多創(chuàng)新,正從人工組裝轉(zhuǎn)向大規(guī)模自動化生產(chǎn)”。

馬休斯列出了全球19個氫氣項目,這將需要140吉瓦的電解槽產(chǎn)能。他認為,這些項目將刺激更高的電解槽生產(chǎn)水平,從而降低生產(chǎn)成本。但如果沒有援助,這是不可能發(fā)生的。“從監(jiān)管角度看,我們應該采取一切可能的措施來加速發(fā)展,制定標準,并為市場創(chuàng)造先決條件”。 

原標題:氫氣革命面臨的最大障礙是成本
 
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來源:中國石化報
 
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