风光发电制氢成本不断下降 温室气体排放问题有望提前解决

风光发电制氢成本不断下降，为经济活动中对于化石能源最为依赖的行业，例如钢铁、重型公路货运、海运和水泥等，提供了一条极具潜力的脱碳路径。3月30日，彭博新能源财经（BNEF）发布全新的独立性全球研究《氢能经济展望》报告指出，未来几十年内清洁氢能的部署有望将全球源自化石燃料和工业行业的温室气体排放量减少34％，而整体成本处于可接受范围。不过，前提是必须出台支持性政策扩大氢能的应用规模，以降低其成本。

 

该研究结果表明，2050年前，全球大部分地区可再生能源制氢成本可以降至0.8 - 1.6美元/千克。对应的天然气价格为6 - 12美元/百万英热单位，与中国、巴西、印度、德国和斯堪的纳维亚半岛当前的天然气价格相比是有竞争力的。如果将氢气存储和管道基础设施的成本也考虑在内，到2030年，中国、印度和西欧的可再生制氢用户侧成本可以降至2美元/千克（相当于15美元/百万英热单位），到2050年降至1美元/千克（相当于7.4美元/百万英热单位）。

 

BNEF 工业脱碳研究负责人、报告的第一作者 Kobad Bhavnagri 表示：“氢气最有希望成为推动清洁经济发展的燃料。未来，我们可以通过风能和太阳能发电来以很低的成本生产氢气，将生产的氢气在地下储存数月，在需要的时候通过管道将氢气输送到各种应用场景，例如驱动船舶或者冶炼钢铁。”

 

氢气本身是一种清洁的燃料，可在众多应用环节中替代煤、石油和天然气。但是，为了实现整体环境的正效益，氢气的生产必须源自清洁的途径，而非通过当前主流的制氢方法，即未采取减排手段的化石燃料制氢。

 

可再生氢气可以通过电解水来获得，而电解过程所需的电能则来自成本低廉的风电和太阳能发电。过去五年中，电解槽的成本下降了40％。如果电解槽的部署规模进一步扩大，成本还将继续下降。报告指出，如能采用碳捕获和封存技术，通过化石燃料也可制得清洁氢气，但成本可能会更高。

 

氢气储存和运输仍存挑战。氢气若想达到天然气现在的普及程度，需要一个规模宏大、相互协调的基础设施改造和新建计划。例如，若希望氢气达到与天然气同等的供应安全水平，储氢基础设施需要在2050年前新增三至四倍，总投资高达6,370亿美元。然而，经济的大规模备选方案是存在的，可为工业客户供应清洁氢气。Bhavnagri 表示：“如果清洁氢气产业的规模能够起来，许多难减排的行业都能以很低的成本通过转用氢气实现脱碳。”

 

报告指出，到2050年，若碳价达到50美元/吨二氧化碳时，足以让钢铁企业放弃煤炭，转用清洁氢气；碳价达到60美元/吨二氧化碳时，水泥行业将转用氢能供热；碳价达到78美元/吨二氧化碳时，制氨的化工企业也会转用氢气供能；碳价达到145美元/吨二氧化碳且氢气成本降至1美元/千克，则船只也可通过清洁氢气提供动力。到2031年，以氢气为燃料的重型卡车成本可能比柴油更低。但对于乘用车、公共汽车和轻型卡车而言，纯电驱动的成本更低。

 

政策对于氢能的普及至关重要。Bhavnagri 在报告中提及，“清洁氢气行业目前的产业规模极小、成本很高。未来的降本潜力极大，但前提是要扩大氢气的应用规模，并建设相应的基础设施网络。”他还补充：“政府各部门之间需要互相协调政策，给民营资本一个明确的投资框架，且未来十年内需提供约1,500亿美元的补贴。”“这听起来似乎困难重重，但实际上并非遥不可及。因为各国政府目前每年给予化石燃料消费的补贴是这个数字的两倍以上。”

 

但根据 BNEF 的研究，由于政策缺位，行业投资和扩张得不到支撑，目前氢能经济的前景尚不明朗。单靠氢能产业规模的扩张，也无法解决所有的问题。碳价和碳排放政策对于氢能的推广仍至关重要，尤其是在煤炭和天然气价格低廉的地区。尽管氢气成本有望降低，但氢气依然需要通过生产制造才能获取。因此，氢气仍可能是一种价格较高的燃料，工业领域也不会主动转用氢气作为燃料，除非我们持续向净零排放目标前进。

 

Bhavnagri 认为，“氢气用途广泛，潜力巨大、前景光明。可再生能源为零碳电力铺平了道路。但是，要实现全面净零排放，就需要在零碳电力的基础上，再拥有零碳燃料。氢能的意义就在于此。