中国能源资讯网3月22日，“2023绿电、绿氢与化工耦合发展论坛”在常州召开。来自煤化工、石化和化工行业项目业主，工程公司、绿电和绿氢技术与设备产业链的约300位参会代表齐聚一堂，共商行业大计。
江苏天合元氢科技有限公司（以下简称天合元氢）副总经理卞铁铮应邀出席，并带来主题为《绿氢成本竞争力分析》的演讲。从全球氢能现状、绿氢发展现状及成本、绿氢下游应用三个角度对绿氢成本竞争力进行了深度分析，并向嘉宾介绍了天合元氢的行业解决方案。
（天合元氢副总经理卞铁铮做分享）
从全球氢能现状来看，目前已有42个国家发布氢能战略，其中EMEA（欧洲、中东、非洲三地区的合称）共计27个国家已经发布氢能战略，美洲地区8个，亚太地区7个。另36个国家正在进行战略准备。从政策指引方面分析，美国在《降低通胀法案》中承诺为清洁氢生产商提供至少130亿美元的支持，欧盟REPowerEU计划引入了碳差价合约(CCfD)机制。卞铁铮表示：“全球氢能相关政策引导，有助于绿氢实现成本下降，推动行业可持续发展。以美国为例，2022年8月，IRA方案为绿氢提供开创性税收减免和可直接用于付款的条款，法案中根据碳排放量不同有不同抵免。”澳大利亚也提出了清洁氢项目，未来将大力推动氢能发展。全球目前各国政府宣布至2030年电解槽总装机容量目标90GW，意味着氢能市场空间巨大。
目前全球氢气的主要生产、消费领域都来自于化石能源。2021年，全球氢气产量9400万吨，主要为化石能源制氢。2021年，天然气制氢占比62%，煤制氢占比19%，工业副产品制氢占比18%，电解水制氢占比0.04%。纵观国内市场，目前国内仍旧以煤制氢为主。中国是全球最大的氢气生产国，也是最大的氢气消费国，生产和消费领域的氢能大多来源于化石燃料。2020年，我国氢气产能约为4100万吨，氢气产量约为3342万吨，主要来自于石化、炼焦等行业。其中煤制氢占总量62%，天然气制氢19%，工业副产氢18%，电解水制氢仅占1%。
针对不同的制氢方法，卞铁铮分析了化石燃料制氢、工业副产制氢、电解水制氢、生物质能、光解水等制氢的优缺点。其中，电解水制氢具备技术成熟、成本较低、操作灵活、装备尺寸小、输出压力大、适用于可再生发电的波动性、转化效率高等优点。电解水制氢中主要分为碱性电解、PEM电解、SOEC电解。三种电解方式的技术成熟度也有差异，碱性电解大规模应用，PEM电解小规模应用，SOEC电解尚未商业化。
在谈到绿氢发展现状及成本时，卞铁铮表示，目前主流的碱性电解水制氢设备中，制氢效率约5kWh/Nm?，电费成本约占85%，因此其经济性受电价影响较大。目前天合元氢已经量产的天擎碱性水制氢设备的直流电耗可以达到4.3kWh/Nm?，可以提升制氢效率，助力行业降本增效。另一方面，随着弃光率逐年上升，需要寻找合理存储无法消纳电量的方向，这也有利于降低制氢成本，同时为光伏制氢提供了更多发展空间。
具体而言，一是目前我国光伏风电装机量的不断提升，弃光弃风率逐年上升，维持在1%-4%之间，无法并网消纳的电量高企，叠加光伏发电的波动性，需要寻找合理存储无法消纳电量的方向。二是西北地区拥有丰富的光伏资源，但是存在严重弃光现象，大量光伏发电因为消纳不足只能成为“垃圾电”，影响企业经济效益。三是光伏制氢是降低制氢成本的重要路径之一，10MW光伏每小时可制造2000Nm?的氢气，在光照好的地方，制氢的光伏发电成本大幅度低于现在制氢的电力成本，有利于提升制氢经济性。四是随着重卡、船舶、商用车、热电联供、工业冶金等对氢气的需求不断提升，终端用氢市场的不断拓展，绿氢未来发展前景广阔。
在成本持续下降的趋势下，绿氢的应用也值得关注，卞铁铮提到，2021全球氢能利用结构中，炼化用氢占比42%、合成氨用氢占比36%、甲醇用氢占比15%、钢铁用氢占比6%；2021年中国氢能利用结构中，合成氨用氢占比37%、甲醇用氢占比19%、其他工业用氢占比19%、直接燃烧占比15%、炼油用氢占比10%。未来，合成氨用氢、甲醇用氢有较大市场机遇。
另一方面，碳市场的成熟，也将驱动下游市场发展。2023年10月欧盟“碳边境税”将正式生效，进一步提升钢铁、电解铝行业成本。2023年2月9日欧洲议会环境、公共卫生和食品安全委员会正式通过欧洲碳边界调整机制（CBAM）协议，具体生效日期为2023 年10月1日，将对进口的钢、水泥、化肥以及铝等碳密集型产品征税，自2026年1月1日起，欧盟免费配额也将逐步削减，到2034年全部取消。同时对于进口产品也根据产品生产过程中产生的碳排放支付碳费用。
从全球氢能现状、绿氢发展现状及成本、绿氢下游应用三个角度对绿氢成本竞争力进行了深度分析后，卞铁铮总结道：“随着可再生能源电力下降，碳市场成熟，终端用氢市场不断拓展，绿氢成本竞争力价值将进一步显现，也需要更多解决方案推动氢能市场健康发展。”作为以电解水制氢技术为核心的装备制造企业，目前涵盖了制氢设备、制氢系统、移动式制氢站以及行业解决方案四大业务板块。其中已量产的天擎电解槽额定产氢能力1000Nm?/h，同系列产品单槽产氢量最高可达2000Nm?/h。具有环境友好无污染、高密度低能耗、灵活可移动、适应多场景、智能化、模块化等特性，通过标准化生产保持产品质量，可减少30%设备投资，使用寿命长达20年。
未来天合元氢将不断探索产品智能化，应用“数据+算法”实现数据价值生成与实现，将数据价值转化为智慧供应链的服务价值，同时坚持长期投入对绿色、低碳模式的探索与实践，在清洁低碳转型中推动氢能高质量发展，为实现碳达峰碳中和目标贡献更多力量。
