新能源新闻资讯
政策|项目|技术

十万亿氢能市场爆发在即

氢作为元素周期表排名第一的元素,在能源转型背景下,氢能成为能源领域全球投资增速最快的行业。全国政协常委、中国科学院院士、新能源动力系统专家欧阳明高去年12月在一个行业论坛上提出了一个观点,认为碳中和目标的实现,必须推进一场新能源革命。这场革命一旦跟工业革命和经济转型结合起来,将在未来二三十年发展出四个10万亿规模的大产业。

这四个10万亿规模的产业分别是:新能源汽车,储能,绿色氢能,车网互联和智慧电网组成的智能物联网。以锂电为主的新能源汽车已初具规模,并催生了万亿市值的上市公司,未来还有更大的空间。储能也处于爆发前夕。绿色氢能和智能物联网,还处于起步阶段,未来如何发展,选择什么样的技术路线和战略发展方向,显得非常重要。

加氢站

新能源革命,不再依赖于自然禀赋的资源,技术创新和路线选择非常关键,不管是一个国家还是一家企业,一旦技术路线选择错了,就会失去未来的竞争力。

日本丰田汽车就是一个很好的例子,二十多年前选择了氢燃料作为乘用车的发展方向,虽然留下一大堆氢燃料汽车专利,却错失了电动汽车发展的黄金时间,被很多新兴造车势力抛在后面。

目前,在氢能这个10万亿赛道上,一些企业同样面临战略选择的问题。我认为,至少存在两个危险的方向:一个是押注氢燃料汽车,特别是氢燃料乘用车,会面临跟电动汽车竞争失败的风险;二是押注建立在化石原料基础上的蓝氢制取,有着锁定和延长本该逐渐淘汰的高碳基础设施的风险。

蓝氢的排放比天然气还高

用氢作为燃料发展乘用车是第一个战略选择错误,那么大力发展蓝氢则是氢能领域的第二个战略错误。很多人认为,如果电动车使用的是煤电,那岂不是达不到减碳目的?只有用氢作为燃料,才是终极清洁能源。

这其实是一个误会。无论是电还是氢,只是能源载体,还是要看来源,是否清洁取决于前面的一次能源是什么。一次能源是可再生能源,它就是绿电或绿氢;如果是煤发的电,煤制的氢、它就不是绿电,也不是绿氢。但相对来说,采用电作为动力,一是转换效率高,二是可以促进绿电的发展,为未来交通运输的脱碳打下基础,铺好路线。

说到绿氢,不得不提及另外两种氢能类别,即灰氢和蓝氢。目前氢气的制取来源和技术路线主要有三条:一是以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢;二是以焦炉煤气、氯碱尾气、炼厂干气和丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢;三是电解水制氢。

化石燃料氢气制取过程中伴随着大量二氧化碳产生,因此,根据对碳是否捕集、利用和封存(CCS/CCUS),又可分为灰氢和蓝氢。工业副产氢是对排放物的循环利用,也被称为蓝氢。而可再生能源电解水制取的氢被称为绿氢。

不管是化石燃料氢气制取过程使用了CCS产生的蓝氢,还是工业副产氢产生的蓝氢,在宣传中都被打上了低排放的标签,但研究发现,蓝氢的主要温室气体包括二氧化碳和未燃烧的甲烷。即使假设捕获的二氧化碳可以永久储存,因存在大量逃逸性甲烷释放,蓝氢制取的温室气体排放量仍然很高。

2021年8月,康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员在《能源科学与工程》发表的一项新研究显示,蓝氢全生命周期温室气体排放强度比燃烧天然气取暖还要高20%。即使将天然气甲烷逃逸率降低到1.54%,蓝氢的温室气体排放仍高于单纯燃烧天然气,仅比灰氢少18%-25%。

工业副产氢比较特殊一点,相较于化石燃料制氢,它既能提高资源利用效率和经济效益,又能在一定程度上降低大气污染,所以被很多人看好。特别是在中国,工业副产氢丰富,占到氢总产量的18%。

从短期来看,支持工业副产氢地区氢能就近高效利用,是一个不错的选择。但如果作为一项长期政策和投资方向,就会跌入陷阱。

工业副产氢的前提是建立在钢铁、化工等工业领域长期使用化石燃料的基础之上的。但在这些领域,产能是不断下降的,化石燃料的使用必定要下降,其副产气也会大幅减少,未来用工业副产气制氢必将遭遇产能瓶颈。

河北省就遇到了这个问题,随着碳达峰、碳中和工作推进,河北焦炭企业数量将在十四五期间减少到40家左右,未来实际可提纯利用的工业副产氢资源总量也将从94万吨/年降低为约45万吨/年。

所以,依托于煤化工业的工业副产氢在短期内可能是个机会,但是过分依赖工业副产氢是危险的,如果企业将用工业副产气制氢视为减碳的手段,反而延长了本该加速淘汰的高碳排放基础设施的寿命。一旦投资错误的基础设施会导致碳锁定效应。

绿氢才是未来发展方向

对于很多化工企业和石油巨头来说,使用CCS技术发展蓝氢,符合他们的利益,是权宜之计。但从全球碳中和目标来看,这些短期措施无法做到净零排放,二氧化碳的储存也有风险,存在很大问题。而且蓝氢策略锁定了高碳基础设施和就业机会,很有可能阻碍绿氢的发展。现在受到很多组织和业界的质疑。

当企业倾注大量的资金去建设基础设施,他们通常期待其能够运营数十年甚至更久的时间,才愿意对他们进行替换或淘汰。如果现在押注蓝氢,在国际大趋势下,很可能造成投资成本沉没风险。

通过可再生能源发展绿氢,才是未来方向。随着可再生能源的技术发展,绿电成本在快速下降,绿电制绿氢的成本也在下降,在非洲中东一些地区,绿氢的成本甚至低于灰氢。而且,在欧洲,碳边境调节机制(CBAM,碳关税)还将把氢和氨纳入关税征收产品,如果不是绿氢,产品还面临关税征收可能。

未经允许不得转载:中国能源资讯网 » 十万亿氢能市场爆发在即