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近日，世界著名會計師事務所普華永道全球戰(zhàn)略咨詢公司發(fā)布了《氫能源行業(yè)前景分析與洞察》報告。
報告顯示，2050年，隨著可再生能源發(fā)電成本的不斷降低，綠氫成本將進一步下降。經(jīng)計算，質子交換膜電解技術水電解制氫成本將降至0.7-0.9美元/kg，堿性電解水制氫成本也將降至0.8-1.3美元/kg。整個生產(chǎn)線綠氫的成本降低了，而灰氫和藍氫在制氫成本上沒有優(yōu)勢，因為它們需要承擔制氫過程中的脫碳成本。
長期以來，氫能的發(fā)展并沒有多大改觀，直到《巴黎協(xié)定》提出將地球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)。世界各國開始不斷檢討自己的能源結構，尋求自己的低碳轉型方式。氫能的利用重新回到公眾視野，成為各國破解能源低碳轉型的一種方式。根據(jù)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景預測，到2070年，全球氫氣需求量預計將從2019年的7000萬噸增加到5.2億噸，增長7倍，市場規(guī)模約1000億美元。
報告顯示，亞洲氫能市場份額最高，占48%，其次是美洲和歐洲，分別占22%和18%。
氫能市場現(xiàn)狀與潛力
低碳氫被廣泛認為是一種豐富、應用廣泛、清潔、方便的能源載體，一直被視為能源產(chǎn)業(yè)轉型的關鍵環(huán)節(jié)。幾十年來，人類一直在考慮利用氫氣作為燃料的可能性，但發(fā)展仍然有限。近年來，各國政府和國際組織致力于減排和實現(xiàn)凈零排放，可再生能源裝機容量的不斷增長和可再生能源成本的不斷下降帶來了大規(guī)模應用的可能性。這對于可以替代天然氣的低碳氫化合物尤其如此。
根據(jù)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景預測，到2070年，全球氫氣需求量預計將從2019年的7000萬噸增加到5.2億噸，增長7倍。如果相應減少化石燃料，增加氫的低碳生產(chǎn)要素，到2070年，全球能源工業(yè)和工業(yè)加工領域有望實現(xiàn)碳中和。
盡管氫能市場發(fā)展迅速，但我們必須關注氫能制備過程中產(chǎn)生的溫室氣體問題?！眻蟾嬲f：“目前消耗的氫氣幾乎95%來自化石燃料，這兩種燃料是通過煤氣化和甲烷水蒸氣重整兩種最常見的方法生產(chǎn)的?！痹谏a(chǎn)過程中，礦物燃料（即煤或天然氣）的原料與蒸汽反應生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣。每生產(chǎn)一公斤氫氣將釋放大約10公斤二氧化碳。如果生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳不能及時捕獲、利用或儲存，這種傳統(tǒng)的制氫方法將對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響?！?/span>
只有利用風能、太陽能、水能等可再生能源和沼氣、核能等清潔能源制氫，才能從根本上解決制氫過程中產(chǎn)生大量溫室氣體的問題。
低碳氫能的開發(fā)需要多種增產(chǎn)措施。
低碳的生產(chǎn)和利用是實現(xiàn)巴黎協(xié)定控溫目標的關鍵。然而，從氫氣工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，低碳氫的生產(chǎn)和利用還需要通過不同的手段加以刺激。報告指出，在發(fā)展低碳氫經(jīng)濟的過程中，政府需要注重并遵循主體性原則，而不是試圖覆蓋多個行業(yè)。
據(jù)了解，電力成本占綠氫可變成本的60%-70%。因此，獲得低成本、充足的可再生能源為電解槽供電顯得尤為重要。報告預測，綠氫需求的激增將有力促進可再生能源裝機容量的增長。到2030年，電解生產(chǎn)1000萬噸氫氣將消耗約550太瓦時的可再生能源。
發(fā)展氫經(jīng)濟的要素
一、刺激低碳氫需求
在發(fā)展低碳經(jīng)濟的過程中，政府需要關注并遵循主體性原則，而不是試圖覆蓋多個行業(yè)。
重點關注脫碳困難、具有規(guī)模效應（大型多元化企業(yè)）、能夠利用現(xiàn)有基礎設施（如管網(wǎng)）的產(chǎn)業(yè)集群；
如果產(chǎn)業(yè)集群位于港口和海岸線附近，可以更好地與日益增長的國際氫物流終端連接；
希望建設氫氣產(chǎn)能、分擔投資成本和風險的企業(yè)可以建立合作伙伴關系；地方政府也可以在支持氫解決方案方面發(fā)揮作用。
許多行業(yè)可以想象低碳氫化合物的未來。個別行業(yè)的應用可能會發(fā)展得更快，特別是那些沒有可行的替代技術來加速脫碳的行業(yè)。有鑒于此，該行業(yè)的優(yōu)先事項可能如下：
煉化工業(yè)：以低碳氫取代傳統(tǒng)的煤、天然氣制氫，探索生產(chǎn)低碳氫、捕集碳合成燃料的不同應用途徑；現(xiàn)行可再生能源法規(guī)（歐盟可再生能源指令II）的要求和經(jīng)濟激勵措施可以加速這一轉變。
鋼鐵工業(yè)：根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會的數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)的高爐煉鋼方式中，每噸鋼鐵將產(chǎn)生1.85噸二氧化碳。利用氫氣直接從固體鐵礦石中除氧是鋼鐵工業(yè)中一種很有前途的脫碳方法。鋼鐵制造商已經(jīng)通過示范項目對這項技術進行了測試，預計將在2025年左右成熟，然后進行推廣。
發(fā)電行業(yè)：純凈氫氣或氫氣與天然氣的混合物可為燃氣輪機提供動力，實現(xiàn)發(fā)電工業(yè)的脫碳。目前，燃氣輪機制造商正在解決氫氣燃燒引起的火焰?zhèn)鞑タ?、二氧化氮排放高的技術難題，力爭到2030年發(fā)展完全兼容氫氣的燃氣輪機，這將為發(fā)電企業(yè)開辟一條新的脫碳途徑，加快脫碳步伐，避免因排放法規(guī)收緊而導致設備擱置、無法使用的風險。
水泥工業(yè)：該工業(yè)三分之一的二氧化碳排放來自加熱過程和引發(fā)煅燒反應所需的燃料源。在這種情況下，氫可以作為主要的燃料來源；剩下的三分之二的二氧化碳排放來自煅燒過程本身。水泥行業(yè)已經(jīng)找到了多種碳減排手段，包括提高能效、降低熟料配比、添加粘結材料、捕獲生產(chǎn)過程中的碳排放、長期儲存或利用等。最后，對于水泥行業(yè)來說，機會尤其巨大：綠氫加上水泥生產(chǎn)商捕獲的碳，可以用來生產(chǎn)氨或甲醇等化合物，這也凸顯了低烴市場跨行業(yè)合作的潛力。
運輸業(yè)：貨運等重型運輸為氫燃料的大規(guī)模使用提供了市場機遇，其消耗量足以產(chǎn)生規(guī)模效應。大車隊和固定的計劃運輸路線有助于避免在短時間內(nèi)大規(guī)模建設加氫站網(wǎng)絡。盡管一些汽車制造商在輕型汽車方面投入了大量資金，但仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。比如在私家車領域，推出了更便宜的低碳電動車。由于汽油和柴油的成本通常高于其他行業(yè)使用的天然氣，氫氣有望在運輸領域率先獲得成本優(yōu)勢。隨著氫氣和合成燃料逐漸成為車用燃料，各國政府可能會改變目前對汽柴油銷售的征稅方式，轉而對氫氣征稅，從而削弱氫氣的成本優(yōu)勢。不過，思略特認為，政府無意放緩交通運輸業(yè)的脫碳步伐。只有當氫氣已經(jīng)確立了它作為燃料來源的地位時，這種情況才會發(fā)生。
二、刺激低碳氫供應
一些可再生能源潛力巨大的國家不僅可以為電解槽供電提供綠色能源，還可以生產(chǎn)綠氫并出口到其他國家（未來全球氫氣貿(mào)易市場的主要潛在進出口國）。
三、拉動供需：傳輸、分配和存儲
四、監(jiān)管框架支持市場
歐洲各地也有類似的氫經(jīng)濟發(fā)展計劃。歐盟氫氣發(fā)展路線圖和一些國家最近制定的國家氫氣戰(zhàn)略是確保充分開發(fā)綠氫市場潛力的重要環(huán)節(jié)，它為市場提供了長期的可預測性，使供需雙方的利益相關者能夠進行必要的投資。各國之間的合作與協(xié)調(diào)對于確保公平競爭至關重要。
而且，在氫能的儲運方面，利用現(xiàn)有的天然氣基礎設施進行氫氣的運輸和配送，可以節(jié)省大量氫能領域的基礎設施投資。11家歐洲天然氣輸配系統(tǒng)運營商聯(lián)合發(fā)表了一份關于歐洲氫氣骨干網(wǎng)的研究報告，并展望了氫氣輸配基礎設施的發(fā)展：基于氫氣樞紐周圍的區(qū)域網(wǎng)絡，到2040年，將逐步開發(fā)總長2.3萬公里的泛歐天然氣管網(wǎng)，其中約75%將由現(xiàn)有的天然氣基礎設施改造而成。
為支持綠色氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，報告建議，政府應為處于起步階段的綠色氫能市場提供資金支持，對生產(chǎn)者和使用者提供適當?shù)募?，鼓勵其轉向低碳氫技術。激勵可以采取多種形式，或對資本性支出或經(jīng)營性支出提供直接的財政補貼，或采取補償機制。
除上述措施外，監(jiān)管也是推動向綠氫轉型的關鍵。增加碳稅，為工業(yè)過程中的氫氣使用設定約束性目標或強制性配額，將有助于創(chuàng)造大量的氫氣需求，支持市場的快速發(fā)展。
各國氫能戰(zhàn)略分析
一、法國
二、德國
四條建議為中國氫能發(fā)展鋪路
2021年，作為中國戰(zhàn)略目標的“碳達峰”和“碳中和”首次寫入兩會政府工作報告，表明了中國堅持走低碳發(fā)展道路的決心。氫能作為一種綠色能源，也面臨著前所未有的發(fā)展機遇。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2018年中國氫氣產(chǎn)量約2100萬噸，占終端能源總量的2.7%；預計到2030年和2050年，需求量將分別達到3500萬噸和6000萬噸，終端能源占比將分別達到5%和10%。
雖然發(fā)展前景光明，但氫能的技術路線還不夠成熟，許多技術問題亟待解決，離大規(guī)模市場化還有很長的路要走。為了促進未來十年市場的真正騰飛，中國需要借鑒歐洲市場的經(jīng)驗，在以下幾個方面采取行動：
1、戰(zhàn)略指導：盡快在國家層面啟動氫能戰(zhàn)略和路線圖，按照實現(xiàn)碳中和、碳達峰的原則，確立氫能在長期能源戰(zhàn)略中的作用，明確階段性目標，引導和鼓勵氫能的廣泛應用和可持續(xù)發(fā)展，加快我國能源結構調(diào)整步伐，實現(xiàn)市場騰飛。
2、降本增效：提高低碳氫的成本競爭力，一方面鼓勵和推進光伏儲風示范工程建設，提高可再生能源在制氫中的比重，實現(xiàn)制氫規(guī)模效益，降低低碳氫生產(chǎn)成本；另一方面，要加大公共資金對氫能技術研發(fā)的投入，鼓勵和吸引企業(yè)積極進行創(chuàng)新，實現(xiàn)燃料電池、氫燃料、電解槽及配套設備的降本增效。
3、需求挖掘：積極挖掘煉油、鋼鐵、交通等重點行業(yè)脫碳機遇，通過創(chuàng)新拉動需求；同時，鼓勵在能源生產(chǎn)和加工轉化過程中逐漸增加藍氫或低碳氫化合物作為燃料和原料的比例，為低碳氫化合物的廣泛應用奠定基礎。
4、合作共贏：推進跨行業(yè)合作和國際合作，特別是在標準體系建設、先進技術和最佳實踐共享、基礎設施建設等領域，實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)發(fā)展和完善；同時，通過融資模式創(chuàng)新，以風險共擔、利益共享的形式，打消先行者的后顧之憂，鼓勵民營企業(yè)加大對氫能領域的投資。
報告指出：在正確的引導和政策支持下，新啟動的低碳氫市場有望在2030年突圍起飛，并在10年內(nèi)具備成本競爭力。世界上許多國家都制定了雄心勃勃的綠色氫能計劃，中國以其豐富的可再生能源和水資源等獨特優(yōu)勢，有機會引領低碳氫經(jīng)濟。通過抓住綠氫產(chǎn)業(yè)的機遇，中國政府和企業(yè)可以在脫碳趨勢下為經(jīng)濟增長奠定基礎，在低碳發(fā)展領域建立可持續(xù)的影響。
