中國儲能網(wǎng)訊：氫氣全球運輸成本將低于2-3美元/千克 隨著制氫成本的下降。可再生能源制氫的大規(guī)模部署將需要開發(fā)GW規(guī)模的制氫項目。2030年可再生制氫成本可能降至1.4-2.3美元/kg 隨著GW級規(guī)模項目出現(xiàn)。
目前，在全球范圍內(nèi)，價值鏈上有228個氫項目，85%的全球項目來自歐洲、亞洲和澳大利亞，美洲、中東和北非正在加速部署。此外，綜合來看，預(yù)測顯示，到2030年，可再生制氫成本可能降至1.4-2.3美元/kg。
近日，國際氫能委員會（Hydrogen Council）發(fā)布《Hydrogen Insights: A perspective on hydrogen investment, market development and cost competitiveness》報告，北極星氫能網(wǎng)翻譯摘要部分如下：
在全球監(jiān)管機構(gòu)、投資者和消費者轉(zhuǎn)向脫碳的背景下，氫能正吸引前所未有的關(guān)注和投資。在2021年初，已有超過30個國家發(fā)布了氫能路線圖。工業(yè)界已宣布了200多個項目和雄心勃勃的投資計劃，各國政府承諾提供超過700億美元的公共資金。這種勢頭存在于整個價值鏈中，并正在加速氫氣生產(chǎn)、傳輸、分銷、零售和終端應(yīng)用的成本降低。
此外，自2020年以來，氫能理事會的成員從60個增加到100多個，目前在全球擁有超過6.6萬億的市值和超過650萬的員工。
本報告由氫能理事會和麥肯錫公司聯(lián)合發(fā)布，基于行業(yè)真實數(shù)據(jù)，提供以事實為依據(jù)的，全面、定量分析，概述了氫能生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，包括氫能解決方案、相關(guān)投資、氫能技術(shù)以及終端應(yīng)用的成本競爭力。
全球正加速投資布局氫能項目
目前，在全球范圍內(nèi)，價值鏈上有228個氫項目，85%的全球項目來自歐洲、亞洲和澳大利亞，美洲、中東和北非正在加速部署。
在這些項目中有17個GW級項目（即可再生能源超過1GW，每年可產(chǎn)20萬噸低碳?xì)洌?，其中最大的項目在歐洲、澳大利亞、中東和智利。
如果所有項目都能實現(xiàn)，到2030年，總投資將超過3000億美元，相當(dāng)于全球能源資金的1.4%。然而，目前只有800億美元的項目可以被視為“成熟項目”，這意味著該投資要么處于規(guī)劃階段，要么已通過最終投資決策（FID），要么在建、已投產(chǎn)或正在運營。
在公司層面上，氫能理事會成員計劃到2025年將其總氫投資增加6倍，到2030年將增加16倍。他們計劃將大部分投資用于資本支出（capex），其次是并購（M&A）和研發(fā)（R&D）。
在政府財政和監(jiān)管的支持下，全球向脫碳方向的轉(zhuǎn)變正支撐這一勢頭發(fā)展。國內(nèi)生產(chǎn)總值占據(jù)世界一半以上的75個國家有零碳發(fā)展目標(biāo)，30個有氫能規(guī)劃。
各國政府已經(jīng)認(rèn)捐了700多億美元，并列入了新的產(chǎn)能目標(biāo)和部門級監(jiān)管，以支持這些氫倡議。例如，歐盟宣布2030年40GW的電解槽產(chǎn)能目標(biāo)（目前不足0.1 GW），20多個國家宣布了2035年前禁售燃油汽車。在美國，新車的聯(lián)邦排放標(biāo)準(zhǔn)落后于歐盟，但加州和其他15個州的州一級倡議制定了雄心勃勃的目標(biāo)，即到2035年乘用車和卡車達(dá)到零排放狀態(tài)。中國2021年-2024年將用50億美元支持燃料電池汽車發(fā)展，重點推動供應(yīng)鏈本土化。
2030年可再生制氫成本可能降至1.4-2.3美元/kg
隨著GW級規(guī)模項目出現(xiàn)，制氫成本繼續(xù)下降?？稍偕茉闯杀鞠陆邓俣燃涌焱苿恿丝稍偕茉粗茪涑杀鞠陆担@緣于大規(guī)模部署和較低融資成本的推動。2030年的可再生能源成本可能比一年前的估計低15%。預(yù)計澳大利亞、智利、北非和中東等擁有最佳資源的地區(qū)降幅最大。
但較低的可再生能源成本是不夠的：對于低成本的清潔制氫，電解和碳管理的價值鏈需要擴(kuò)大。這需要進(jìn)一步加大公共支持力度，以彌合成本差距，發(fā)展低成本可再生能源能力，并擴(kuò)大碳運輸和儲存場所。對于本報告中的成本預(yù)測，我們假設(shè)根據(jù)氫理事會的愿景，氫的使用將有一個雄心勃勃的發(fā)展。例如，對于電解制氫，我們假設(shè)到2030年部署90 GW。
這種規(guī)?；瘜⑼苿与娊獠蹆r值鏈的快速工業(yè)化。該行業(yè)已經(jīng)宣布電解槽容量將增加到每年超過 3 GW，并需要迅速擴(kuò)大規(guī)模。這種規(guī)?；梢酝苿酉到y(tǒng)成本以超此前預(yù)期的速度下降，到2025年達(dá)到480-620美元/kW，到2030年達(dá)到230-380美元/kW。系統(tǒng)成本包括設(shè)備的堆放和平衡，但不包括運輸、安裝和裝配、建筑成本和任何間接成本。
可再生能源制氫的大規(guī)模部署將需要開發(fā)GW規(guī)模的制氫項目。這種專門建設(shè)可再生能源的項目可以通過合并多種可再生能源（如陸上風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電的聯(lián)合供應(yīng)）并在此之上建設(shè)電解槽來提高利用率。
綜合來看，預(yù)測顯示，到2030年，可再生制氫成本可能降至1.4-2.3美元/kg。（這一范圍是由于最佳區(qū)域和平均區(qū)域之間的差異造成的）。這意味著到2028年，新的可再生能源和灰色氫氣供應(yīng)可能在最佳區(qū)域達(dá)到成本平價，2032-2034年在平均區(qū)域達(dá)到成本平價。
利用天然氣生產(chǎn)低碳?xì)錃獾募夹g(shù)也在不斷發(fā)展。隨著二氧化碳捕獲率的提高和資本支出要求的降低，低碳制氫是一個強有力的互補生產(chǎn)途徑。如果大規(guī)模開發(fā)碳運輸和儲存場所，到本世紀(jì)末，低碳?xì)錃饪赡芘c灰色氫氣實現(xiàn)收支平衡，成本約為每噸二氧化碳35-50美元。
2030年，氫氣全球運輸成本將低于2-3美元/千克
隨著制氫成本的下降，輸配成本是降低氫成本的下一個前沿領(lǐng)域。從長遠(yuǎn)來看，氫氣管道網(wǎng)絡(luò)提供了最具成本效益的分配方式。例如，管道可以僅花費輸電線路1/8的成本傳輸10倍的能量，資本支出成本與天然氣相似。該行業(yè)可以部分再利用現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，但即使是新建的管道，成本也不會太高（假設(shè)泄漏和其他安全風(fēng)險得到妥善解決）。例如，我們估計，通過管道將氫氣從北非運輸?shù)降聡胁康某杀炯s為每千克氫氣0.5美元，低于這兩個地區(qū)本地可再生氫氣生產(chǎn)的成本差異。
從短期到中期來看，大規(guī)模清潔氫氣應(yīng)用中最具競爭力的設(shè)置包括在現(xiàn)場或附近同時進(jìn)行制氫。然后，利用這種規(guī)?；a(chǎn)向附近的其他氫氣用戶（如卡車和火車加油站）和較小的工業(yè)用戶供應(yīng)燃料。用卡車運送燃料給這些用戶通常是最具競爭力的配送方式，每公斤氫氣的成本低于1美元。
對于長距離的船上運輸，氫氣需要轉(zhuǎn)換以增加其能量密度。雖然存在幾種潛在的氫載體方法，但三種碳中性載體——液態(tài)氫（LH2）、液態(tài)有機氫載體（LOHC）和氨氣（NH3）——正在獲得最大的吸引力。成本最優(yōu)的解決方案取決于目標(biāo)最終用途，決定因素包括集中燃料和分布式燃料，再轉(zhuǎn)化的需要和純度要求。
從規(guī)模上看，到2030年，國際分銷的總成本可能達(dá)到2-3美元/千克（不包括生產(chǎn)成本），其中轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換所需的成本占最大份額。例如，如果目標(biāo)最終應(yīng)用是氨，運輸成本僅增加0.3-0.5美元/kg的總成本。如果目標(biāo)最終應(yīng)用是液態(tài)氫或高純度要求的氫，作為液態(tài)氫運輸可能僅增加1.0-1.2美元/千克，從港口進(jìn)一步分銷的額外利益。這些成本水平將促成全球氫氣貿(mào)易，將日本、韓國和歐盟等未來主要需求中心與中東和北非（MENA）、南美或澳大利亞等擁有豐富低成本氫氣生產(chǎn)手段的地區(qū)聯(lián)系起來。與制氫一樣，氫氣運輸也需要大量的初始投資，適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管框架，以在第一個十年內(nèi)彌合成本差異。
氫能在22種終端應(yīng)用中具有競爭力
從總體擁有成本（TCO）的角度（包括制氫、分銷和零售成本）來看，氫能是22種終端應(yīng)用中最具競爭力的低碳解決方案，包括長途卡車運輸、航運和鋼鐵。然而，純TCO并不是唯一驅(qū)動因素：未來對環(huán)境法規(guī)的期望、客戶的需求和相關(guān)的“綠色溢價”，以及ESG合規(guī)投資的較低資本成本都將影響投資和購買決策。
在工業(yè)中，較低的制氫和配氫成本對成本競爭力尤為重要，因為它們占總成本的很大一部分。未來十年，煉油有望轉(zhuǎn)向低碳?xì)錃狻τ诜柿仙a(chǎn)，到2030年，使用可再生能源生產(chǎn)的綠色氨在歐洲應(yīng)具有成本競爭力，歐洲生產(chǎn)的灰色氨每噸二氧化碳的成本不到50美元。鋼鐵是最大的工業(yè)二氧化碳排放源之一，亦可能成為成本最低的脫碳應(yīng)用之一。通過使用廢鋼和氫基直接還原鐵（DRI）的優(yōu)化設(shè)置，到2030年，綠鋼的粗鋼成本僅為515美元/噸，或每噸二氧化碳溢價45美元。
在運輸方面，較低的氫供應(yīng)成本將使大多數(shù)道路運輸部門在2030年之前在不考慮碳成本的情況下與傳統(tǒng)方案競爭。在電池技術(shù)迅速發(fā)展的同時，燃料電池電動汽車（fcev）正在成為一種補充解決方案，特別是在重型卡車和遠(yuǎn)程領(lǐng)域。在重載長距離運輸中，如果在泵處以每千克4.5美元的價格提供氫氣（包括氫氣生產(chǎn)、分配和加油站成本），F(xiàn)CEV方案可在2028年實現(xiàn)柴油盈虧平衡。此外，氫氣燃燒（H2 ICE）在功率和正常運行時間要求非常高的領(lǐng)域提供了一種可行的替代方案，包括重型礦用卡車。
同樣，氫在火車、航運和航空領(lǐng)域也在不斷發(fā)展。到2030年，清潔氨作為運輸燃料將是集裝箱運輸脫碳的最具成本效益的方式，與重質(zhì)燃油（HFO）實現(xiàn)收支平衡，每噸二氧化碳的成本約為85美元。航空業(yè)可以通過氫和氫基燃料實現(xiàn)具有競爭力的脫碳。航空工業(yè)可以通過LH2直接對中短程飛機進(jìn)行最具競爭力的脫碳，成本為每噸二氧化碳90-150美元。根據(jù)所選的二氧化碳原料，遠(yuǎn)程飛機可以使用合成燃料進(jìn)行最具競爭力的脫碳，成本約為每噸二氧化碳200-250美元。
建筑和電力等其他終端應(yīng)用將需要更高的碳成本才能具有成本競爭力。然而，隨著大規(guī)模和長期解決天然氣管網(wǎng)脫碳問題，它們?nèi)詫⒖吹綇妱诺膭蓊^。例如，在英國，多個具有里程碑意義的項目試點正在將氫氣混合到天然氣管網(wǎng)中，用于住宅供暖。氫氣作為一種備用電源解決方案，尤其是在數(shù)據(jù)中心等高功率應(yīng)用中，也越來越受到重視。
實現(xiàn)：抓住氫的希望
在財政支持、監(jiān)管和明確的氫氣戰(zhàn)略和目標(biāo)的支持下，政府對深度脫碳的堅定承諾，在氫氣行業(yè)引發(fā)了前所未有的勢頭?，F(xiàn)在需要保持這一勢頭，并制定長期監(jiān)管框架。
這些雄心勃勃的戰(zhàn)略現(xiàn)在必須轉(zhuǎn)化為具體措施。政府應(yīng)在企業(yè)和投資者的投入下，制定部門一級的戰(zhàn)略（例如鋼鐵脫碳戰(zhàn)略），制定長期目標(biāo)、短期里程碑和必要的監(jiān)管框架，以實現(xiàn)過渡。該行業(yè)必須建立設(shè)備價值鏈，擴(kuò)大制造規(guī)模，吸引人才，建立能力，并加快產(chǎn)品和解決方案的開發(fā)。這種規(guī)模的擴(kuò)大將需要資金，投資者將在發(fā)展和推動規(guī)模經(jīng)營方面發(fā)揮巨大作用。所有這些都需要新的伙伴關(guān)系和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，企業(yè)和政府都將發(fā)揮重要作用。
為了開始工作，戰(zhàn)略應(yīng)該針對關(guān)鍵的“解鎖”，比如降低氫氣生產(chǎn)和分配的成本。我們估計，在理想條件下，需要大約65 GW的電解規(guī)模才能使成本與灰色氫氣達(dá)到收支平衡，這意味著這些資產(chǎn)的資金缺口約為500億美元。在擴(kuò)大碳運輸和儲存、氫運輸、分銷和零售基礎(chǔ)設(shè)施以及終端應(yīng)用方面也需要支持。
支持部署的一個地方是發(fā)展以大型氫氣承運商為核心的集群。這將推動設(shè)備價值鏈的規(guī)模化，降低制氫成本。通過合并多個承購商，供應(yīng)商可以分擔(dān)投資和風(fēng)險，同時建立積極的強化循環(huán)。在這些集群附近的其他較小的氫氣承購商可以依靠較低成本的氫氣供應(yīng)，使他們的運營更快地實現(xiàn)盈虧平衡。
我們看到有幾種集群類型越來越受歡迎，包括：
-用于燃料加注、港口物流和運輸?shù)母劭趨^(qū)域
-支持精煉、發(fā)電、化肥和鋼鐵生產(chǎn)的工業(yè)中心
-資源豐富國家的出口中心
成功的集群將可能涉及整個價值鏈的參與者，以優(yōu)化成本，挖掘多種收入來源，并最大限度地利用共享資產(chǎn)。它們應(yīng)向其他參與者開放，基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)允許在可能的情況下隨時訪問。
未來幾年將對氫生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展、實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)脫碳目標(biāo)起決定性作用。如本報告所示，過去一年的進(jìn)展令人印象深刻，勢頭空前。但未來還有更多機遇與挑戰(zhàn)。
