中国可再生能源制氢成本有望在2030年实现平价

澎湃新闻记者 杨漾 实习生 李强

为应对气候变化,全球积极推进低碳清洁能源发展,零碳排、能量密度大且可持续的氢能成为最受青睐的能源品种。近日由中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟(以下简称“中国氢能联盟”)在京举行的“十四五”氢能产业发展论坛上,多位专家表示,脱碳愿景已成为全球氢能大规模部署的最重要驱动力。

会上发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》显示,仅2020年,就有德国、西班牙、加拿大等11个国家或区域发布氢能发展战略。截至去年底,占全球GDP总量52%的27个国家中,16个已制定全面的国家氢能战略,还有11个国家正在制定国家氢能战略。

白皮书预测,我国可再生能源制氢有望在2030年实现平价。

氢能供给结构须向可再生能源制氢过渡

国家能源局监管总监李冶表示,氢能是中国能源革命重要的探索方向。“目前,我国已经有23个省市自治区发布了氢能规划和指导意见,关键核心技术的攻关效果比较显著,全产业链发展的总体态势良好。”他透露,能源局正在组织编制的“十四五”规划中,将氢能和燃料电池技术列为“十四五”期间能源技术装备的主攻方向和重点任务。

白皮书显示,当前,我国氢气生产主要在化工和钢铁等领域,具体分布在石化、化工、焦化等行业。氢气多作为原料用于生产甲醇、合成氨等化工产品,少量作为工业燃料使用。

根据中国氢能联盟与石油和化学规划院的统计,当前我国氢气产能约4100万吨/年,产量约3342万吨。其中,氢气纯度达到99%以上的工业氢气质量标准的产量约为1270万吨/年。

从生产原料看,主要包括煤炭、天然气等化石能源以及工业副产气。其中,煤制氢产量最大,达到2124万吨,占比63.54%;其次为工业副产氢和天然气制氢,产量分别为708万吨和460万吨,电解水制氢产量约50万吨。

从区域分布看,我国氢气产能主要集中在西北、华北和华东地区,合计占比75%。

但是,要助力中国2060年碳中和目标,必须更大规模发展以可再生能源制氢的“绿氢”。

据白皮书测算,为实现2060年碳中和目标,我国氢气的年需求量将从目前的3342万吨增加至1.3亿吨左右,在终端能源体系中占比达到20%。随着深度脱碳的需求增加和低碳清洁氢经济性的提升,氢能在工业、交通、建筑与发电等领域逐步渗透,氢能供给结构从化石能源为主的非低碳氢逐步过渡到以可再生能源为主的清洁氢,并将提供80%氢能需求,电解槽装机有望达到500GW(1GW=1000MW)。

2060年,低碳清洁氢供氢体系二氧化碳减排量约15亿吨/年,约占当前我国能源活动二氧化碳总排放量的13%。

氢能之于碳中和的三种角色

“氢能将在重工业等难以脱碳的行业发挥重要作用。” 中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学教授余卓平在发布上述白皮书时说道。

余卓平认为,氢能在碳中和目标中的作用可划分为三个层次:

第一是脱碳,实现交通、工业领域的脱碳,这是氢能能够发挥的重要作用;第二是固碳作用,将碳捕捉与制氢相结合,“实际上现在北欧提出绿色甲醇计划,就是可再生能源电解水制氢,制氢以后通过其他地方碳捕捉到的二氧化碳生成甲醇”;此外,将生物质制氢与碳捕捉相结合,可形成负碳的概念。

多位与会专家认为,我国可再生能源迅猛发展,但可再生能源存在着不稳定性和电网兼容问题,氢作为能源互联媒介,可通过可再生能源电解制取,实现大规模储能及调峰,耦合电网与气网,有效解决电力不易长期储存问题,实现不同能源网络之间的协同优化,促进可再生能源的发展。

余卓平指出,依托我国丰富的可再生资源,未来氢能产业在供应侧保障上有足够的保障。“未来1.3亿吨的氢气需求,其中一亿吨的氢来自可再生能源,只要用掉可再生能源里的5%到10%。”

中国氢能联盟专家委员会委员、大连化学物理研究所研究员俞红梅认为,工业制氢中三分之二是特定目的制氢,在碳中和的发展目标下,指望工业发展氢是不现实的,一定发展可再生能源的绿氢。

余卓平介绍,未来氢能第一个应用是交通部门的脱碳。到2060年,商用车领域中燃料电池汽车占比将到达65%,乘用车领域燃料电池汽车占比较少,大概在15%左右。另外未来在船舶领域和短途航空领域,燃料电池也有望得以大规模应用。

白皮书提出,“十三五”至今,全球氢能都处于导入期,低碳清洁氢刚刚起步,处于技术准备期。“到2030年电解水制氢装备累计市场预计会超过三千亿,‘绿氢’市场规模将达到一万亿。”余卓平说。

竞争力几何?

经济性是直接决定氢能应用范围的关键因素。氢能未来能不能实现平价?与现有主流能源品种相比如何产生经济性竞争力?

对此,白皮书预测,2030年我国可再生能源制氢有望实现平价。

中国氢能联盟发布的《氢能平价之路》中提到,在不考虑技术突破带来的任何其它影响的条件下,扩大氢能产业规模将是降低氢能源应用成本的最大动力。在氢能供应链较短的行业,低碳氢能源的交付成本最多可降低90%。到2030年,在35个具有代表性的氢能应用案例中,有22个案例氢能的总体拥有成本将与其它低碳代替品持平,这些氢能源应用领域总共约占全球能耗的15%。

“到2030年,这个成本价格我们应该能够实现平价,甚至比平价还要低的这样一个水平。到2060年我们氢能在终端能源里面的占比将达到20%,把我们国家对石油这个能源的依赖大幅度降低了。” 余卓平接受央视采访时表示。

李冶在会上发言中提到,总体看来,全球氢能产业处于全产业链关键技术初期示范和商业模式的探索阶段,我国也大致如此。“我国具有丰富的氢源和广阔的市场,但是也要清醒认识我国氢能产业发展还存在一些突出问题,比如部分地区发展氢能产业相对薄弱,氢能和燃料电池关键技术装备发展滞后,相关技术标准和检测认证和监管体系也不健全。”

他建议,须继续提升关键技术核心装备的水平,结合我国氢能产业发展和重点示范,围绕氢能存储、运输、加注、多元应用等产业链,加速突破关键材料和核心技术装备,全面提升基础研究、前沿技术和原始创新能力,逐步降低用氢成本,改善有关技术标准和检测认证和监管体系。同时,积极开展氢能领域的国际合作。

白皮书建议,加强低碳清洁氢气市场建设。大力推动低碳清洁氢气市场基础能力建设,做好不同种类氢气标准、计量、检测和认证体系,逐步构建统一开放、竞争有序的低碳清洁氢能市场体系,着力清除各类政策壁垒,提升绿色发展的可持续性。

中国可再生能源制氢成本有望在2030年实现平价

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