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预计到2030年,氢能产业链整体成本有望降低一半

2020-02-26 13:16  来源:中国能源报  浏览:  

国际氢能委员会与全球管理咨询企业麦肯锡日前发布联合报告指出,随着技术快速发展,氢能生产、物流以及应用等各阶段的成本降低幅度正加速超过预期,预计到2030年,氢能产业链整体成本有望降低一半。

电解制氢投资占比最大

报告中指出,氢能成本降低的3大核心要素是可再生能源发电成本降低促使水电解制氢成本降低、物流和充电基础设施规模化促使氢能供应价格降低、氢能应用产业集群规模扩大引起氢燃料电池系统成本降低。

麦肯锡表示,为满足上述3大核心要素,到2030年,全球重点国家和地区应完成高达700亿美金的投资,而这一规模仅占当前全球年均能源相关支出的5%左右。国际氢能委员会指出,到2030年,电解制氢在氢能领域投资占比最大,要想实现成本竞争力,需要部署总计70吉瓦的电解槽产能,估计累计资金缺口高达200亿美金。

据了解,该报告对大规模应用氢能的35个案例分析发现,有22个案例可以实现最低成本的低碳解决方案,包括钢铁行业和建筑供暖;有9个案例可以击败化石燃料应用成本,包括重型运输和火车。

显然,在远途及大型卡车运输、工业用热源生产等20多个氢能应用领域,都有望出现大幅度的成本降低,而这些领域目前约占全球能源消耗量约15%。

国际氢能委员会强调,氢能实现成本竞争力的时间,要比此前预期的“近得多”,未来10年氢能将大规模应用于多个领域,并成为低碳解决方案的重要组成部分。不过,要实现这一目标,仍需要在政策调整、投资融资以及需求端方面予以更多支撑和刺激。

2030年有望大规模部署

“氢能未来比大家预估中要更快到来。”国际氢能委员会联席主席、法国液化空气集团首席实行官Benot Potier表示,“2019—2020年是氢能产业发展的关键阶段,因为全球正在以前所未有的速度推进行业发展,这意味着氢能技术快速且大规模部署有望在2030年前后实现。”

麦肯锡指出,随着氢能生产、分销、设备和组件制造规模的不断扩大,氢解决方案的成本将在未来10年内大幅下降,预计到2030年氢能产业链整体成本将下降多达50%。“基于行业实际成本数据,到2030年,许多氢能解决方案都将比化石燃料更具竞争力。”麦肯锡高级合伙人Bernd Heid坦言。

麦肯锡认为,氢能在能源转型中可承担7大作用:实现大规模可再生能源系统集成及发电、实现跨种类跨地区的能源分配、为可再生能源系统提供缓冲、帮助交通运输脱碳、帮助工业用能脱碳、帮助建筑供热供电脱碳、充当可再生能源原材料。

值得关注的是,国际氢能委员会和麦肯锡还在报告中详细评估了不同种类的制氢成本,其中“绿色氢”最具成本竞争力,但仍将面临来自“蓝色氢”的竞争。预计到2030年,“蓝色氢”和“绿色氢”将成为许多运输方式中最便宜的选择,优于化石燃料和电池。

氢气按照生产来源分为“灰色氢”“蓝色氢”和“绿色氢”三类。“灰色氢”是指96%的氢气来自化石燃料,制氢成本较低但碳强度最高;“蓝色氢”是灰色氢的“升级版”,配合了碳捕捉和封存技术,碳强度相对较低但成本较高;“绿色氢”是利用可再生能源电解,零碳排放,成本很高。

报告指出,未来5至10年内,电解槽的资本支出预计大幅减少约70%—80%,可再生能源的平准化度电成本也将进一步下降,这将促使“绿色氢”成本降至每千克2—3美金,甚至可能降至每千克1—1.5美金。“灰色氢”目前成本约为1.50美金/千克,但这并未包括生产过程中碳排放的价格。

低碳制氢成本或降六成

国际氢能委员会指出,随着可再生能源发电成本持续下降、电解槽制造规模不断扩大,以及低成本碳储存设施的发展,低碳或可再生能源制氢成本,将在未来十年内大幅下降多达60%。

报告中显示,在强风和阳光充足的国家和地区,“绿色氢”的生产成本将颇具竞争力。在最佳条件下,到2020年代初期,制氢成本可能约为2.50美金/千克,到2025年将降至1.90美金/千克,到2030年可能降至1.20美金/千克。这远低于“灰色氢”的平均生产成本水平,如果再算上碳排放成本,到2030年“绿色氢”有望将“灰色氢”挤出市场。

国际能源署虽然认可低碳制氢成本下降的因素,但降幅预测较为保守,即到2030年,可再生能源制氢成本可能下降30%左右。

另据行业咨询机构伍德麦肯兹的一份报告,基于30美金/兆瓦时可再生电价和电解槽50%的使用率预测,到2030年,太阳能制氢将在澳大利亚、德国和日本实现成本平价。未来十年,太阳能、风能和新浦京项目的成本将以每年超过3%的速度下降,在与化石能源的竞争中呈指数级增长。

伍德麦肯兹亚太市场与转型主管Prakash Sharma表示,“绿色氢”将变得越来越普遍,不过仍需政策支撑来带动需求。“绿色氢”的一大优点是可以帮助钢铁、水泥、化工、供暖和重型卡车等“困难户”脱碳。

全球范围内,伍德麦肯兹估计已经有3.65亿美金投向“绿色氢”,超过35亿美金的项目正在筹备中。“在亚太地区加速转型的情况下,预计到2040年零碳能源比例将达到35%,其中绿色氢比例将达到3%。”Prakash Sharma强调。

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