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近日，世界著名會(huì)計(jì)師事務(wù)所普華永道全球戰(zhàn)略咨詢公司發(fā)布了《氫能源行業(yè)前景分析與洞察》報(bào)告。
報(bào)告顯示，2050年，隨著可再生能源發(fā)電成本的不斷降低，綠氫成本將進(jìn)一步下降。經(jīng)計(jì)算，質(zhì)子交換膜電解技術(shù)水電解制氫成本將降至0.7-0.9美元/kg，堿性電解水制氫成本也將降至0.8-1.3美元/kg。整個(gè)生產(chǎn)線綠氫的成本降低了，而灰氫和藍(lán)氫在制氫成本上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈冃枰袚?dān)制氫過(guò)程中的脫碳成本。
長(zhǎng)期以來(lái)，氫能的發(fā)展并沒(méi)有多大改觀，直到《巴黎協(xié)定》提出將地球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)。世界各國(guó)開(kāi)始不斷檢討自己的能源結(jié)構(gòu)，尋求自己的低碳轉(zhuǎn)型方式。氫能的利用重新回到公眾視野，成為各國(guó)破解能源低碳轉(zhuǎn)型的一種方式。根據(jù)國(guó)際能源署可持續(xù)發(fā)展情景預(yù)測(cè)，到2070年，全球氫氣需求量預(yù)計(jì)將從2019年的7000萬(wàn)噸增加到5.2億噸，增長(zhǎng)7倍，市場(chǎng)規(guī)模約1000億美元。
報(bào)告顯示，亞洲氫能市場(chǎng)份額最高，占48%，其次是美洲和歐洲，分別占22%和18%。
氫能市場(chǎng)現(xiàn)狀與潛力
低碳?xì)浔粡V泛認(rèn)為是一種豐富、應(yīng)用廣泛、清潔、方便的能源載體，一直被視為能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。幾十年來(lái)，人類一直在考慮利用氫氣作為燃料的可能性，但發(fā)展仍然有限。近年來(lái)，各國(guó)政府和國(guó)際組織致力于減排和實(shí)現(xiàn)凈零排放，可再生能源裝機(jī)容量的不斷增長(zhǎng)和可再生能源成本的不斷下降帶來(lái)了大規(guī)模應(yīng)用的可能性。這對(duì)于可以替代天然氣的低碳?xì)浠衔镉绕淙绱恕?/span>
根據(jù)國(guó)際能源署可持續(xù)發(fā)展情景預(yù)測(cè)，到2070年，全球氫氣需求量預(yù)計(jì)將從2019年的7000萬(wàn)噸增加到5.2億噸，增長(zhǎng)7倍。如果相應(yīng)減少化石燃料，增加氫的低碳生產(chǎn)要素，到2070年，全球能源工業(yè)和工業(yè)加工領(lǐng)域有望實(shí)現(xiàn)碳中和。
盡管氫能市場(chǎng)發(fā)展迅速，但我們必須關(guān)注氫能制備過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體問(wèn)題。”報(bào)告說(shuō)：“目前消耗的氫氣幾乎95%來(lái)自化石燃料，這兩種燃料是通過(guò)煤氣化和甲烷水蒸氣重整兩種最常見(jiàn)的方法生產(chǎn)的。”在生產(chǎn)過(guò)程中，礦物燃料（即煤或天然氣）的原料與蒸汽反應(yīng)生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣。每生產(chǎn)一公斤氫氣將釋放大約10公斤二氧化碳。如果生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳不能及時(shí)捕獲、利用或儲(chǔ)存，這種傳統(tǒng)的制氫方法將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。”
只有利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等可再生能源和沼氣、核能等清潔能源制氫，才能從根本上解決制氫過(guò)程中產(chǎn)生大量溫室氣體的問(wèn)題。
低碳?xì)淠艿拈_(kāi)發(fā)需要多種增產(chǎn)措施。
低碳的生產(chǎn)和利用是實(shí)現(xiàn)巴黎協(xié)定控溫目標(biāo)的關(guān)鍵。然而，從氫氣工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，低碳?xì)涞纳a(chǎn)和利用還需要通過(guò)不同的手段加以刺激。報(bào)告指出，在發(fā)展低碳?xì)浣?jīng)濟(jì)的過(guò)程中，政府需要注重并遵循主體性原則，而不是試圖覆蓋多個(gè)行業(yè)。
據(jù)了解，電力成本占綠氫可變成本的60%-70%。因此，獲得低成本、充足的可再生能源為電解槽供電顯得尤為重要。報(bào)告預(yù)測(cè)，綠氫需求的激增將有力促進(jìn)可再生能源裝機(jī)容量的增長(zhǎng)。到2030年，電解生產(chǎn)1000萬(wàn)噸氫氣將消耗約550太瓦時(shí)的可再生能源。
發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)的要素
一、刺激低碳?xì)湫枨?/span>
在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，政府需要關(guān)注并遵循主體性原則，而不是試圖覆蓋多個(gè)行業(yè)。
重點(diǎn)關(guān)注脫碳困難、具有規(guī)模效應(yīng)（大型多元化企業(yè)）、能夠利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施（如管網(wǎng)）的產(chǎn)業(yè)集群；
如果產(chǎn)業(yè)集群位于港口和海岸線附近，可以更好地與日益增長(zhǎng)的國(guó)際氫物流終端連接；
希望建設(shè)氫氣產(chǎn)能、分擔(dān)投資成本和風(fēng)險(xiǎn)的企業(yè)可以建立合作伙伴關(guān)系；地方政府也可以在支持氫解決方案方面發(fā)揮作用。
許多行業(yè)可以想象低碳?xì)浠衔锏奈磥?lái)。個(gè)別行業(yè)的應(yīng)用可能會(huì)發(fā)展得更快，特別是那些沒(méi)有可行的替代技術(shù)來(lái)加速脫碳的行業(yè)。有鑒于此，該行業(yè)的優(yōu)先事項(xiàng)可能如下：
煉化工業(yè)：以低碳?xì)淙〈鷤鹘y(tǒng)的煤、天然氣制氫，探索生產(chǎn)低碳?xì)洹⒉都己铣扇剂系牟煌瑧?yīng)用途徑；現(xiàn)行可再生能源法規(guī)（歐盟可再生能源指令I(lǐng)I）的要求和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施可以加速這一轉(zhuǎn)變。
鋼鐵工業(yè)：根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)的高爐煉鋼方式中，每噸鋼鐵將產(chǎn)生1.85噸二氧化碳。利用氫氣直接從固體鐵礦石中除氧是鋼鐵工業(yè)中一種很有前途的脫碳方法。鋼鐵制造商已經(jīng)通過(guò)示范項(xiàng)目對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，預(yù)計(jì)將在2025年左右成熟，然后進(jìn)行推廣。
發(fā)電行業(yè)：純凈氫氣或氫氣與天然氣的混合物可為燃?xì)廨啓C(jī)提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)發(fā)電工業(yè)的脫碳。目前，燃?xì)廨啓C(jī)制造商正在解決氫氣燃燒引起的火焰?zhèn)鞑タ臁⒍趸欧鸥叩募夹g(shù)難題，力爭(zhēng)到2030年發(fā)展完全兼容氫氣的燃?xì)廨啓C(jī)，這將為發(fā)電企業(yè)開(kāi)辟一條新的脫碳途徑，加快脫碳步伐，避免因排放法規(guī)收緊而導(dǎo)致設(shè)備擱置、無(wú)法使用的風(fēng)險(xiǎn)。
水泥工業(yè)：該工業(yè)三分之一的二氧化碳排放來(lái)自加熱過(guò)程和引發(fā)煅燒反應(yīng)所需的燃料源。在這種情況下，氫可以作為主要的燃料來(lái)源；剩下的三分之二的二氧化碳排放來(lái)自煅燒過(guò)程本身。水泥行業(yè)已經(jīng)找到了多種碳減排手段，包括提高能效、降低熟料配比、添加粘結(jié)材料、捕獲生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放、長(zhǎng)期儲(chǔ)存或利用等。最后，對(duì)于水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，機(jī)會(huì)尤其巨大：綠氫加上水泥生產(chǎn)商捕獲的碳，可以用來(lái)生產(chǎn)氨或甲醇等化合物，這也凸顯了低烴市場(chǎng)跨行業(yè)合作的潛力。
運(yùn)輸業(yè)：貨運(yùn)等重型運(yùn)輸為氫燃料的大規(guī)模使用提供了市場(chǎng)機(jī)遇，其消耗量足以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。大車隊(duì)和固定的計(jì)劃運(yùn)輸路線有助于避免在短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模建設(shè)加氫站網(wǎng)絡(luò)。盡管一些汽車制造商在輕型汽車方面投入了大量資金，但仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。比如在私家車領(lǐng)域，推出了更便宜的低碳電動(dòng)車。由于汽油和柴油的成本通常高于其他行業(yè)使用的天然氣，氫氣有望在運(yùn)輸領(lǐng)域率先獲得成本優(yōu)勢(shì)。隨著氫氣和合成燃料逐漸成為車用燃料，各國(guó)政府可能會(huì)改變目前對(duì)汽柴油銷售的征稅方式，轉(zhuǎn)而對(duì)氫氣征稅，從而削弱氫氣的成本優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，思略特認(rèn)為，政府無(wú)意放緩交通運(yùn)輸業(yè)的脫碳步伐。只有當(dāng)氫氣已經(jīng)確立了它作為燃料來(lái)源的地位時(shí)，這種情況才會(huì)發(fā)生。
二、刺激低碳?xì)涔?yīng)
一些可再生能源潛力巨大的國(guó)家不僅可以為電解槽供電提供綠色能源，還可以生產(chǎn)綠氫并出口到其他國(guó)家（未來(lái)全球氫氣貿(mào)易市場(chǎng)的主要潛在進(jìn)出口國(guó)）。
三、拉動(dòng)供需：傳輸、分配和存儲(chǔ)
四、監(jiān)管框架支持市場(chǎng)
歐洲各地也有類似的氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃。歐盟氫氣發(fā)展路線圖和一些國(guó)家最近制定的國(guó)家氫氣戰(zhàn)略是確保充分開(kāi)發(fā)綠氫市場(chǎng)潛力的重要環(huán)節(jié)，它為市場(chǎng)提供了長(zhǎng)期的可預(yù)測(cè)性，使供需雙方的利益相關(guān)者能夠進(jìn)行必要的投資。各國(guó)之間的合作與協(xié)調(diào)對(duì)于確保公平競(jìng)爭(zhēng)至關(guān)重要。
而且，在氫能的儲(chǔ)運(yùn)方面，利用現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行氫氣的運(yùn)輸和配送，可以節(jié)省大量氫能領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施投資。11家歐洲天然氣輸配系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)表了一份關(guān)于歐洲氫氣骨干網(wǎng)的研究報(bào)告，并展望了氫氣輸配基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展：基于氫氣樞紐周圍的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，到2040年，將逐步開(kāi)發(fā)總長(zhǎng)2.3萬(wàn)公里的泛歐天然氣管網(wǎng)，其中約75%將由現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施改造而成。
為支持綠色氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，報(bào)告建議，政府應(yīng)為處于起步階段的綠色氫能市場(chǎng)提供資金支持，對(duì)生產(chǎn)者和使用者提供適當(dāng)?shù)募?lì)，鼓勵(lì)其轉(zhuǎn)向低碳?xì)浼夹g(shù)。激勵(lì)可以采取多種形式，或?qū)Y本性支出或經(jīng)營(yíng)性支出提供直接的財(cái)政補(bǔ)貼，或采取補(bǔ)償機(jī)制。
除上述措施外，監(jiān)管也是推動(dòng)向綠氫轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。增加碳稅，為工業(yè)過(guò)程中的氫氣使用設(shè)定約束性目標(biāo)或強(qiáng)制性配額，將有助于創(chuàng)造大量的氫氣需求，支持市場(chǎng)的快速發(fā)展。
各國(guó)氫能戰(zhàn)略分析
一、法國(guó)
二、德國(guó)
四條建議為中國(guó)氫能發(fā)展鋪路
2021年，作為中國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的“碳達(dá)峰”和“碳中和”首次寫入兩會(huì)政府工作報(bào)告，表明了中國(guó)堅(jiān)持走低碳發(fā)展道路的決心。氫能作為一種綠色能源，也面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2018年中國(guó)氫氣產(chǎn)量約2100萬(wàn)噸，占終端能源總量的2.7%；預(yù)計(jì)到2030年和2050年，需求量將分別達(dá)到3500萬(wàn)噸和6000萬(wàn)噸，終端能源占比將分別達(dá)到5%和10%。
雖然發(fā)展前景光明，但氫能的技術(shù)路線還不夠成熟，許多技術(shù)問(wèn)題亟待解決，離大規(guī)模市場(chǎng)化還有很長(zhǎng)的路要走。為了促進(jìn)未來(lái)十年市場(chǎng)的真正騰飛，中國(guó)需要借鑒歐洲市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，在以下幾個(gè)方面采取行動(dòng)：
1、戰(zhàn)略指導(dǎo)：盡快在國(guó)家層面啟動(dòng)氫能戰(zhàn)略和路線圖，按照實(shí)現(xiàn)碳中和、碳達(dá)峰的原則，確立氫能在長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略中的作用，明確階段性目標(biāo)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)氫能的廣泛應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展，加快我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)騰飛。
2、降本增效：提高低碳?xì)涞某杀靖?jìng)爭(zhēng)力，一方面鼓勵(lì)和推進(jìn)光伏儲(chǔ)風(fēng)示范工程建設(shè)，提高可再生能源在制氫中的比重，實(shí)現(xiàn)制氫規(guī)模效益，降低低碳?xì)渖a(chǎn)成本；另一方面，要加大公共資金對(duì)氫能技術(shù)研發(fā)的投入，鼓勵(lì)和吸引企業(yè)積極進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)燃料電池、氫燃料、電解槽及配套設(shè)備的降本增效。
3、需求挖掘：積極挖掘煉油、鋼鐵、交通等重點(diǎn)行業(yè)脫碳機(jī)遇，通過(guò)創(chuàng)新拉動(dòng)需求；同時(shí)，鼓勵(lì)在能源生產(chǎn)和加工轉(zhuǎn)化過(guò)程中逐漸增加藍(lán)氫或低碳?xì)浠衔镒鳛槿剂虾驮系谋壤瑸榈吞細(xì)浠衔锏膹V泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
4、合作共贏：推進(jìn)跨行業(yè)合作和國(guó)際合作，特別是在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、先進(jìn)技術(shù)和最佳實(shí)踐共享、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)發(fā)展和完善；同時(shí)，通過(guò)融資模式創(chuàng)新，以風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的形式，打消先行者的后顧之憂，鼓勵(lì)民營(yíng)企業(yè)加大對(duì)氫能領(lǐng)域的投資。
報(bào)告指出：在正確的引導(dǎo)和政策支持下，新啟動(dòng)的低碳?xì)涫袌?chǎng)有望在2030年突圍起飛，并在10年內(nèi)具備成本競(jìng)爭(zhēng)力。世界上許多國(guó)家都制定了雄心勃勃的綠色氫能計(jì)劃，中國(guó)以其豐富的可再生能源和水資源等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有機(jī)會(huì)引領(lǐng)低碳?xì)浣?jīng)濟(jì)。通過(guò)抓住綠氫產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇，中國(guó)政府和企業(yè)可以在脫碳趨勢(shì)下為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)，在低碳發(fā)展領(lǐng)域建立可持續(xù)的影響。
