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五指山高质量喝茶新茶老班章场子外卖推荐,产能小、成本高、电力技术威胁 氢能已经穷途末路?,氢气,项目,的成本
2024-06-10 04:47:44
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曾几何时,氢能被视为能源领域的下一个重大突破。然而现在,即便是在欧美政府的补贴之(zhi)下,氢能项目的成(cheng)本不断上调,氢能利用(yong)的增长远比预期缓慢。

此前曾有预计指出,低碳氢气(qi)的需求预测从(cong)几乎为零增长到到2050年每(mei)年800百万吨(Mtpa),约占全球净零能源混(hun)合的20%。若按此发(fa)展轨迹(ji),全球到2030年需要大约70Mtpa的绿色氢能。

于是,大批项目上马,政府也承(cheng)诺(nuo)提供丰厚补贴。但有媒体调查指出,欧洲第一批氢气(qi)项目的成(cheng)本有些甚至翻倍,补贴也无法提供动力。氢气(qi)的增长远比预期缓慢,2030年的目标现在看来几乎无法实(shi)现。

分(fen)析(xi)认为,问题(ti)不仅仅是扩(kuo)大氢气(qi)生产比预期更困难,氢能实(shi)际用(yong)途日益增长的不确定(ding)性也是一大问题(ti)。如今,包(bao)括电热电池和热泵等基(ji)于电力的技术已经快速发(fa)展,成(cheng)为除了氢能以外的可选项。而如果这些电力技术继续发(fa)展,2050年碳排放清零目标中氢气(qi)的作用(yong)可能只(zhi)有接近350Mtpa,不到最乐观估计的一半。也就是说(shuo),虽然氢能在碳排放清零目标中仍在发(fa)挥作用(yong),但指望(wang)氢能担当(dang)低成(cheng)本实(shi)现碳排放清零主力的愿景已经大幅缩水(shui)。

产能微小 成(cheng)本飙(biao)升(sheng) 无法与传统能源竞争(zheng)

绿色氢气(qi)面(mian)临的第一个问题(ti)是产量(liang)非常有限。

目前使用(yong)的氢气(qi)主要是所谓的“灰色”氢气(qi),从(cong)天然气(qi)(CH4)中提取,同时排放碳。每(mei)年约有100Mtpa的此类氢气(qi)被消耗,主要用(yong)于炼油厂和化肥(fei)厂。而目前运行的绿色氢气(qi)项目只(zhi)有示范或试点发(fa)电站,总的年产量(liang)不到0.1Mtpa,还没到2022年预期实(shi)现产量(liang)的五(wu)分(fen)之(zhi)一。 虽然开发(fa)商仍在计划项目,让2030年的潜在产能增加到45Mtpa,但投资者不愿意投资,很少(shao)有项目能够落地。

分(fen)析(xi)认为,绿色氢气(qi)加速推(tui)进的延迟是可以预期的,这部分(fen)是因为对这种燃料的期望(wang)过高,有些脱离现实(shi)。除此之(zhi)外,第一波项目还因成(cheng)本上升(sheng)而受阻。根据麦肯锡的Markus Wilthaner的说(shuo)法,如今一个电解植物的成(cheng)本可能高达每(mei)千瓦2000美元,各(ge)个项目之(zhi)间因配置不同而存(cun)在很大差异(yi)。这比氢能委员会预计到目前为止开发(fa)商需要支付的成(cheng)本高出65%。

再加上更高的融资成(cheng)本,项目的资金需求大幅增加。例如,德国Bad Lauchstadt能源园的30MW项目将需要2.1亿欧元的投资,比最初预期高出50%。在世界许(xu)多地区,为电解器供电所需的绿色电力也比预期的要贵。所有这些加在一起,预计短期内绿色氢气(qi)的生产成(cheng)本将在每(mei)千克4.50至6.50美元之(zhi)间。相(xiang)比之(zhi)下,最乐观的估计曾预见成(cheng)本将在同一时间跌至约3美元/千克。

考虑到1公(gong)斤(jin)氢气(qi)含(han)有33.3千瓦时能量(liang),大约相(xiang)当(dang)于每(mei)兆瓦时216美元(200欧元)。而这仅仅是生产费(fei)用(yong)。如果项目需要运输和存(cun)储,成(cheng)本会迅速增加。相(xiang)比之(zhi)下,美国的天然气(qi)成(cheng)本为每(mei)兆瓦时8美元,在欧洲约为30欧元/兆瓦时。灰色氢气(qi)的成(cheng)本可能为每(mei)兆瓦时80欧元,包(bao)括其排放的碳价。这意味着,氢气(qi)的“绿色溢价”——即现有氢气(qi)消费(fei)者如炼油厂和化肥(fei)生产商转向绿色的额外成(cheng)本——是每(mei)兆瓦时120欧元。 几乎没有人能承(cheng)担这样的氢气(qi)价格。

电力技术强势(shi)发(fa)展 氢能优势(shi)可能将丧失殆(dai)尽

除了产能和成(cheng)本问题(ti),氢气(qi)的其他用(yong)途前景看起来一直都很不稳定(ding)。例如,氢气(qi)不是为汽车提供动力的能效之(zhi)选,而热泵为家庭供暖提供了一个更有效的选择。

问题(ti)在于,即便在运输和一些工业部门这些原本认为氢能具(ju)有一定(ding)优势(shi)的领域,机会似乎也在缩小。电力基(ji)础技术的进步威胁到氢气(qi)在工业热能中的潜在角色。目前,氢在工业中的角色正受到电热电池发(fa)展的威胁,这种技术使用(yong)电力加热砖块和岩石,然后可用(yong)来提供工业高温(wen)热。

鉴于电池技术的改进和提供氢气(qi)加油基(ji)础设施的难度,氢气(qi)卡车运输看起来也更具(ju)挑战性。氢燃料在运输中的优势(shi)本来是,与电池相(xiang)比,它可以在给定(ding)重量(liang)内储存(cun)更多能量(liang),更适合那(na)些需要携带大量(liang)能源的车辆,如飞机、船只(zhi)和大型卡车。目前电池已经成(cheng)为小型车辆的首选方案,而随着电池技术的改进,电动卡车的载(zai)重量(liang)和行使范围(wei)也将增加,进一步让氢能的优势(shi)减(jian)少(shao)。同时,随着应用(yong)场(chang)景的减(jian)少(shao),加氢站基(ji)础设施的部署成(cheng)本和复杂性也大幅增加。

氢气(qi)还能起死回生吗?

分(fen)析(xi)认为,虽然氢能的一些优势(shi)正在丧失,但电力路线(xian)的一些瓶颈也已出现,例如电网过于拥堵。而且在另外一些行业中,氢气(qi)仍然是最可行的脱碳选择,包(bao)括当(dang)前使用(yong)灰氢生产氨(an)、肥(fei)料等的行业——这些可能到2050年将需要60-85百万吨(Mtpa)的绿氢。此外,可能还有120百万吨的氢气(qi)会在需要将氢气(qi)作为原料而非仅仅提供热能的行业中使用(yong),例如钢铁制造。

因此,到2050年氢气(qi)需求达到350百万吨可能是一个合理的估计。此外,随着可再生电力在能源系统中的角色增加,对能源长期储存(cun)的需求也趋于增加,这为氢气(qi)在稳定(ding)电网中扮演更大的角色打(da)开了大门。

而即使在350百万吨的潜在未来市场(chang),也仍是现在我们使用(yong)的所有氢气(qi)的三(san)倍多,是世界上所有低碳氢气(qi)的400倍,实(shi)现这一目标仍可谓是雄心勃勃。

发(fa)布(bu)于:上海市
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