文 | 王高峰
近幾年來,在氫能和燃料電池產業(yè)鏈上,技術進步并未看到有明顯突破,但行業(yè)發(fā)展的熱情卻有增無減?;趯π屡d產業(yè)未來發(fā)展趨勢的判斷,我國數十個地方政府出臺了支持氫能產業(yè)發(fā)展的規(guī)劃,而在碳中和概念作用下,新能源巨頭紛紛入局“氫能俱樂部”,尤其是隆基、協(xié)鑫、陽光電源等光伏企業(yè)的介入,讓氫能產業(yè)“零碳”的特性進一步凸顯。
而在資本市場上,氫能和燃料電池概念也被輪番炒作,盡管多數企業(yè)沒有基本面和業(yè)績的支撐,但很多概念股的價格依然屢創(chuàng)新高。
在“雙碳目標”的背景下,我國碳減排路徑并不多,因此氫能被人為賦予了重任。由于零排放、無污染、熱能高,往往會給人造成一種錯覺:氫無所不能!
事實上,氫能有非常明顯的自身局限性,在能源轉型的過程中,氫可能只適用于很有限的一部分應用場景,而這些應用場景通常是不容易被電力取代的情形。
因此,有必要對氫能產業(yè)的發(fā)展重新定位——氫不是萬能的,讓氫能回歸至“必要的領域”,且不是所有的區(qū)域和行業(yè)都適合發(fā)展氫能。精準的定位可以防止大量的重復建設,避免造成不必要的資源浪費。
首先應當明確,氫是一種昂貴的二次能源,且利用效率極其低下,因此只適用于電力無法企及的特殊場景。
氫能在自然界并不以自然狀態(tài)存在,它是由其他能源轉化而來,因此氫是一種較為昂貴的二次能源。當前按照不同的技術路線,氫氣制備可分為化石能源制氫、化工副產氫、電解水制氫等,但無論哪種路線,氫能的制備過程中都有能量的大量損失,例如,電解水制氫一般需要5度電制備一方氫氣,而一方氫氣用于發(fā)電,所發(fā)出的電還不到兩度。因此,氫能由于利用效率低而變得較為昂貴。
而在氫能的儲運環(huán)節(jié),目前成本也非常高昂。在氫能完整的產業(yè)鏈中,即在氫能生產-儲運-加注的幾個環(huán)節(jié)中,儲運成本占到產業(yè)鏈全成本的一半以上,盡管液氫等儲運技術也在進步,但價格的居高不下一直制約著整個產業(yè)的快速發(fā)展。
在應用環(huán)節(jié),目前最受關注的無疑是交通領域。與氫能燃料電池汽車相比,純電動汽車無論在價格上還是在效率上,都具備壓倒性優(yōu)勢。燃料電池汽車價格一般是同等級別電動汽車的2-3倍,而在轉化效率上,前者僅為后者的40%,也就是說,同樣一度電可以驅動電動汽車5公里,而轉化成氫用在燃料電池汽車上,只能驅動2公里。
其次,氫能講究出身,具有較強的“倫理”屬性,不以減排為目的的氫能都將受到低碳道德的譴責。
氫能與低碳相伴而生,在當前的環(huán)境下更是如此。如果氫能的生產會帶來碳排放的增加,那么發(fā)展氫能就會與“雙碳目標”背道而馳,不僅不鼓勵,還會受到嚴格的限制。目前,根據不同的碳排放強度,氫能一般分為灰氫、藍氫和綠氫?;覛鋪碓从诨茉?,且伴隨著較高的碳排放,藍氫被認為從天然氣重整而來,并配有碳捕捉和封存裝置,而綠氫主要來自于電解水,其中的電來自于可再生能源。
當前,上述制氫的成本也各自不同。毫無疑問,綠氫的制備價格最高,其次是藍氫,灰氫價格最低。一般而言,制備一方綠氫耗費的成本大概是灰氫的3-5倍,專家預測,只有在可再生能源度電成本在0.3元/千瓦時以內時,綠氫才具備經濟性。而當前,包括光伏和風電在內的可再生能源,其綜合成本約在0.54元/千瓦時。
在歐盟、英國等地,當前大規(guī)模發(fā)展的是藍氫,即天然氣重整制氫之后,將排出的二氧化碳進行捕捉和封存,也就是通常所說的CCUS技術。這項技術建立在天然氣成本相對較低和CCUS價格不斷下降的基礎上,目前在中國這兩個條件短期內都難以滿足。
事實上,在全球范圍內,當前九成以上的氫氣源自于灰氫和藍氫,只有不到1%來自可再生能源制氫。這在減少碳排放成為全球共識的當下,顯然是不可持續(xù)的。
第三,地方政府的熱情應當降溫,并非所有地域適合發(fā)展氫能,而且相當長時期內氫能產業(yè)還需要政府的大量補貼。
當前我國氫能發(fā)展的熱情,很大程度上跟地方政府的助推有直接關系。在一些地方政府看來,氫能是一個清潔低碳且值得長期布局的產業(yè),在目前普遍缺少可持續(xù)性新興產業(yè)的背景下,一些地方政府便在氫能方面加大了押注的力度。
但并非所有的地方適合發(fā)展氫能產業(yè)。實際上,在中國氫能只適合于較少的區(qū)域。
在已經公布了氫能發(fā)展規(guī)劃的區(qū)域中,有煤炭產業(yè)聚集區(qū),有化工產業(yè)園區(qū),也有可再生資源富集的三北地區(qū),當然也有珠三角、長三角等應用場景較多的發(fā)達地區(qū)。
在煤炭富集的山西、內蒙等地,地方政府發(fā)展氫能的動力來自于當地豐富的煤炭資源,以及基于對資源城市轉型的需求。但如果用煤炭大量生產氫氣,盡管成本較低,卻明顯有悖于氫能倫理,大量的碳排放亦不符合中國碳中和的目標。這顯然不是氫能發(fā)展的未來方向。
而可再生能源富集的三北地區(qū),可以獲取較低價格的綠電,但氫能的消納又較為有限,這也嚴重限制了氫能在該區(qū)域的大規(guī)模發(fā)展。若以長距離輸送氫氣,運輸環(huán)節(jié)增加的成本可能大大高于氫氣制備本身。這一地區(qū)氫能的大規(guī)模發(fā)展,還有待于產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本的進一步下降。
由于成本較高,氫能產業(yè)當前和今后相當長的時期還需要政府的補貼。以加氫站為例,專家稱,按照當前氫氣70元/公斤的價格計算,一個新建加氫站每天需要加注400輛車次才能達到盈虧平衡點,按照這個數字估算,在沒有政府補貼的前提下,目前全國200多個已建成的加氫站沒有一個可以盈利。
而政府補貼又需要地方政府具備相當的財政實力。當前大部分地區(qū)只是小規(guī)模的氫能示范項目,補貼支出相對有限,如果按照很多地方公布的發(fā)展規(guī)劃,到2025年無論是氫車還是氫氣環(huán)節(jié),全國絕大部分區(qū)域的補貼將難以為繼。
毫無疑問,氫能是一種優(yōu)質能源,在化工、煉油、鋼鐵、交通等領域應用廣泛,在碳減排背景下,有著較大的發(fā)展?jié)摿?。但氫能的發(fā)展更需要重視規(guī)劃和發(fā)展定位,一哄而上將會形成產業(yè)的亂局,而各地各區(qū)域的重復建設,也將造成巨大的資源浪費。