文|市值觀察 泰羅
編輯|小市妹
根據(jù)第一財(cái)經(jīng)報(bào)道,11月15日舉辦的2022年中國氫能產(chǎn)業(yè)大會上,共計(jì)17個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行了啟動、投產(chǎn)、簽約儀式,覆蓋氫能交通、發(fā)電、儲能以及智慧能源系統(tǒng)、氫水種養(yǎng)殖等多個(gè)領(lǐng)域。
中國氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì),2020年至2025年間,中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)1萬億元,2026年至2035年產(chǎn)值達(dá)到5萬億元。
豐田章男曾不止一次的強(qiáng)調(diào)氫能才是終極能源,而在馬斯克眼里,氫動力汽車是一個(gè)“愚蠢得令人難以置信”的想法。
其實(shí),不管是用作燃料電池,還是用于儲能,氫能源都大有前途,這主要基于其三大優(yōu)點(diǎn)。
首先,氫氣熱值是常見燃料中最高的,可達(dá)142KJ/g,這一水平大約是石油的3倍、煤炭的4.5倍。這意味著,消耗相同質(zhì)量的能源,氫氣所提供的能量是最大的,順應(yīng)汽車輕量化的大趨勢。
其次,氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,完全無污染,能夠真正實(shí)現(xiàn)理論意義上的零碳排放。
最后,儲量豐富,氫元素是宇宙中含量最多的元素,水資源中蘊(yùn)藏著大量可供開發(fā)的氫能。
1970年,通用汽車最早提出了“氫經(jīng)濟(jì)”的概念,希望利用氫的化學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)清潔能源的循環(huán)利用。燃料電池是氫能源應(yīng)用的一個(gè)重要場景,其原理就是氫氣與氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。需要強(qiáng)調(diào)的是,該過程只是一個(gè)電化學(xué)過程,并非氫氣和氧氣的燃燒過程,因此安全性很高。
而儲能為氫能發(fā)展帶來了新的想象空間,風(fēng)電、光伏等新能源具有天然波動性和不可預(yù)測性,除了高波動性將導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)增加,儲能系統(tǒng)不僅可以平抑新能源發(fā)電的波動性,還能減少能源浪費(fèi),是風(fēng)、光并網(wǎng)的剛需和標(biāo)配。
按照能量存儲形式,目前儲能可分為電儲能、熱儲能和氫儲能,其中氫儲能在理論上是非常有前途的。
氫氣是一種極佳的能量存儲介質(zhì),既能以氣、液態(tài)的形式存儲在高壓罐中,也能以固相的形式儲存在儲氫材料中。除此之外,氫儲能的能量密度高,是少有的能夠儲存百GWh以上的能量儲備技術(shù),而且可同時(shí)適用于極短或極長時(shí)間供電。
2021年7月,國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確到2025年我國新型儲能裝機(jī)規(guī)模超過30GW,未來五年,我國新型儲能的裝機(jī)規(guī)模將有八倍的增長空間。
但成本是制約一項(xiàng)技術(shù)普及的核心壁壘,在廣義新能源領(lǐng)域,光伏、風(fēng)電、鋰電池等之所以能夠大行其道,根本原因就是在降本層面取得了跨越式的勝利。
十年之前,國內(nèi)光伏的標(biāo)桿電價(jià)為1.15元/千瓦時(shí),遠(yuǎn)高于火電成本,而到了2020年,光伏競價(jià)項(xiàng)目的加權(quán)平均電價(jià)降到了0.372元/千瓦時(shí),較2011年大幅下滑了67.7%。BloombergNEF的數(shù)據(jù)顯示,在2010年到2020年的十年間,全球鋰離子電池組平均價(jià)格從1100美元/kWh降至137美元/kWh,降幅近90%。
相比之下,氫能源的商業(yè)化依然沒能越過成本的藩籬。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為制氫、儲運(yùn)、加氫站、氫燃料電池等環(huán)節(jié),要想推動氫能的普及,每一環(huán)的成本均需要大幅下滑。目前主要的制氫技術(shù)包括工業(yè)尾氣副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、化石燃料制氫等,用化石燃料制氫效率高,但碳排放高,可再生能源電解水制氫無污染,但效率低。
按照制氫的清潔程度,可將得到的氫氣分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫,理論上綠氫才是未來真正的清潔能源,但成本也高得多,綠氫的生產(chǎn)成本約4美元/kgH2,而灰氫和藍(lán)氫的生產(chǎn)成本在1.5-2美元/kgH2左右。
由于中國大部分加氫站沒有站內(nèi)制氫的能力,因此又多了一層運(yùn)送環(huán)節(jié)的成本,而運(yùn)送氫氣的工業(yè)氫卡車的運(yùn)輸費(fèi)用是相對比較高的,根據(jù)東北證券測算的數(shù)據(jù),當(dāng)前不同形式的氫氣運(yùn)輸成本大致為2美元/千克。
加氫站的固定建設(shè)成本同樣非常高,要知道,我國建設(shè)一個(gè)日均加氫量500kg的35MPa固定式加氫站的建設(shè)成本約1200萬元,大型加氫站的建設(shè)成本甚至能達(dá)到4000萬元。
各環(huán)節(jié)的成本加總使得氫氣的終端使用價(jià)格高居不下,在和其他能源的對比中處在比較劣勢的地位。
2019年,氫能源被首次寫入《政府工作報(bào)告》,隨后便出臺了《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》,根據(jù)規(guī)劃,力爭到2030年是實(shí)現(xiàn)加氫站數(shù)量1000座,燃料電池車200萬輛。
2020年,氫能在我國能源體系中的占比不足1%,根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)測,到2030年,中國氫氣需求量將達(dá)到3500萬噸,在終端能源體系中占5%,到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比將達(dá)到10%。
站在商業(yè)競爭的角度,豐田章男和馬斯克的理念走向兩個(gè)極端并不奇怪。而從客觀現(xiàn)實(shí)出發(fā),二人的觀點(diǎn)都是錯(cuò)的,氫能源在未來是新能源大家庭的重要補(bǔ)充,但前提是完成有效降本。