清洁氢助力全球脱碳仍存在挑战

　　一直以来，清洁氢被称为行业脱碳的灵丹妙药。但业内机构和专业人士表示，清洁氢确实可以帮助全球实现脱碳，其自身发展势头迅猛，但清洁氢发展道路上还面临着规模和成本等因素的挑战，其发展还有多种困难需要克服。

 

　　发展势头正在增强

 

　　据国际氢能委员会统计，截至目前，全球已经有41个国家发布了国家氢战略。根据这些战略内容，2050年前全球氢需求预计将增长3.5倍以上，从2021年的7500万吨/年增至2050年的2.55亿吨/年。埃克森美孚认为，到2050年，全球碳捕集与封存(CCS)及氢的潜在市场规模将分别达到约4万亿美元和1.5万亿美元，氢能将到占全球能源需求的22%。依靠氢能，从现在到2050年，每年可减少800亿吨二氧化碳排放，相当于将全球变暖限制在1.5℃以内所需总减排量的11%。

 

　　各种类氢能中，清洁氢的发展速度很快。据标准普尔全球大宗商品洞察公司的氢市场监测报告显示，目前全球清洁氢产量约为200万吨/年，到2030年，全球清洁氢的生产能力将接近于3000万吨/年。标准普尔全球大宗商品洞察公司未来能源路标团队经理安妮.罗巴表示：“按照计划，2025年前全球有700万吨/年的清洁氢项目将投产。如果按计划完工，这些项目将占全球氢供应的9%。”

 

　　据国际氢能委员会估计，仅在2021年，全球就宣布了130多个大型清洁氢项目，当前全球已经宣布的大规模清洁氢项目总数接近400个。2030年前全球在氢方面的总投资将达到5000亿美元。林德公司负责清洁氢的副总裁大卫·伯恩斯表示：“五六年前，我们考虑的是6兆瓦的生产设施。现在我们正在建设24兆瓦的生产设施。我们的目标是到2030年达到千兆瓦的规模。”

 

　　专家认为，未来8年是实现《巴黎协定》净零目标的关键时期，工业气体领军企业——法国液化空气公司、德国林德公司和美国空气化工产品公司都打算在未来10年投资100亿美元或更多的资金用于清洁氢。

 

　　生产成本是关键

 

　　行业人士普遍认为，尽管清洁氢发展势头良好，但成本问题仍然是行业发展的重要掣肘。林德公司的伯恩斯表示，即使征收碳税，绿氢的成本也需要10年才能接近灰氢的成本。“电力占据清洁氢生产的最大成本，大约75%的清洁氢成本来自可再生电力。”伯恩斯说。

 

　　2021年，美国能源部宣布了其“111”计划，即在十年内将清洁氢的成本降低80%以上，达到灰氢的每千克1美元大关。然而，伯恩斯认为，除非政府的政策、激励措施和惩罚措施能够降低前置生产成本或增加需求，否则这种成本削减不可能实现。伯恩斯对此表示赞同：“显然，我们需要将政策、激励和惩罚结合起来。为碳排放设定一个现实的价格是很重要的。”

 

　　法液空美洲公司首席执行官兼董事长迈克·格拉夫表示：“为了充分发挥氢经济的潜力，进一步加快低碳、可再生氢的发展和部署，最为重要的是各国政府需要尽快制定新的政策，促进市场增长和渗透，并为在运输和储存等多个能源领域使用氢提供激励。”

 

　　基础设施同样缺乏

 

　　尽管清洁氢发展迅速，但其整体发展仍处于初期阶段，仍然面临着基础设施缺乏的挑战。100多年来，石油和天然气行业的基础设施配套已经十分完善。但是由于紧迫的气候和地缘政治问题，清洁氢的发展不能是缓慢的和渐进的，只能是快速的和跨越式的，这就为其相关基础设施的配套工作带来了新的挑战。配套的完善程度直接影响着行业的规模化程度和生产成本。

 

　　除了规模化以降低成本，清洁氢行业还需要电解槽容量的快速发展。电解槽是达到碳中和所需的数千吉瓦清洁氢产能的关键基础设施，但业内发现，目前电解槽产能缺乏，而且并没有实现标准化生产。为了达到适当的成本效益以及碳中和社会所需的清洁氢生产能力，电解槽需要标准化、大规模生产。电解槽制造预计不会出现瓶颈，但关键材料的供应链持续中断会对清洁氢供应的时间表造成压力。根据标准普尔全球氢生产资产数据库，欧洲在电解槽产能方面遥遥领先，在全球宣布2025年前新建19吉瓦电解槽产能中，欧洲占据了近15吉瓦，这帮助欧洲在绿氢发展中处于全球领先地位。