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發(fā)布時間:2021-08-09作者:科谷摘編
隨著近年來全球主要經(jīng)濟(jì)體陸續(xù)提出長期碳中和目標(biāo),預(yù)計氫氣的能源屬性將逐漸顯現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅鸩酵卣怪岭娏?、交通、建筑等場景?/p>
近年來,全球主要經(jīng)濟(jì)體陸續(xù)提出氫能發(fā)展規(guī)劃與目標(biāo),將氫能的發(fā)展上升至戰(zhàn)略高度。
美國能源部2020年底發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展計劃,從技術(shù)、開發(fā)、應(yīng)用等多個角度對氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了戰(zhàn)略規(guī)劃,預(yù)計到2050年氫能在美國能源消費(fèi)總量中的占比可達(dá)到14%。
歐盟則于2020年8月提出氫能發(fā)展戰(zhàn)略,重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫,計劃在2024/2030年前部署6/40GW以上的可再生能源電解水制氫設(shè)備,分別實(shí)現(xiàn)可再生能源制氫量100/1000萬噸。
我國的《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中也將氫能和儲能列入前瞻謀劃的未來產(chǎn)業(yè),未來將重點(diǎn)進(jìn)行發(fā)展布局。
可再生能源制氫是長期方向
1.目前化石能源仍是氫氣的主要來源
目前成熟的制氫手段主要包括化石能源重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫以及電解水制氫三種。雖然通過碳捕捉與封存技術(shù)(CCS)可有效降低化石能源制氫過程中產(chǎn)生的碳排放,但長期來看只有可再生能源電解水制備的“綠氫”才能實(shí)現(xiàn)真正的零碳排放。
目前可再生能源制氫占比較小,化石能源制氫仍是主要的氫氣來源。在“富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)下,目前國內(nèi)煤制氫的占比超過60%,電解水制氫的比例則不到2%。因此,可再生能源制氫仍然任重道遠(yuǎn),未來的發(fā)展空間巨大。
2.成本是制約可再生能源制氫大規(guī)模發(fā)展的主要因素
目前可再生能源制氫的成本仍然較高。全球范圍內(nèi),化石能源制氫的成本基本低于2美元/kg,而電解水制氫的成本則通常高達(dá)4-5美元/kg。因此,從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā),可再生能源制氫大規(guī)模發(fā)展的條件尚不具備。
電費(fèi)與設(shè)備投資是可再生能源電解水制氫主要的成本構(gòu)成。理論上,電解水產(chǎn)生1kg氫氣所需的耗電量約為30kWh,當(dāng)前電解水制氫的能量轉(zhuǎn)換效率一般為60%上下,因此實(shí)際的耗電量大致為50kWh/kg左右。
對不同電價與設(shè)備投資成本下電解水制氫的成本進(jìn)行了測算,結(jié)果表明即便不考慮其他費(fèi)用,在大多數(shù)情況下電解水制氫的成本都超過2美元/kg,明顯高于化石能源制氫的成本。