曾几何(he)时，氢能被视为能源领域的下一个重大突破(po)。然而现在，即便是在欧美政府的补贴之(zhi)下，氢能项目(mu)的成本不断上调，氢能利用的增长远比(bi)预期缓慢。
此前(qian)曾有预计指出，低(di)碳氢气的需求(qiu)预测从几乎为零增长到(dao)到(dao)2050年每年800百(bai)万吨（Mtpa），约占全球净零能源混合的20％。若按此发展轨迹，全球到(dao)2030年需要大约70Mtpa的绿色氢能。
于是，大批项目(mu)上马，政府也(ye)承诺提供丰(feng)厚补贴。但有媒体调查指出，欧洲第一批氢气项目(mu)的成本有些甚至翻倍(bei)，补贴也(ye)无法提供动力。氢气的增长远比(bi)预期缓慢，2030年的目(mu)标现在看(kan)来(lai)几乎无法实现。
分析认为，问题不仅仅是扩大氢气生(sheng)产比(bi)预期更困难，氢能实际(ji)用途日益增长的不确定性(xing)也(ye)是一大问题。如今，包括电热电池和热泵等(deng)基于电力的技术已经快速发展，成为除了氢能以外的可选项。而如果这些电力技术继(ji)续发展，2050年碳排(pai)放(fang)清(qing)零目(mu)标中氢气的作用可能只有接近350Mtpa，不到(dao)最乐观估计的一半。也(ye)就是说，虽然氢能在碳排(pai)放(fang)清(qing)零目(mu)标中仍在发挥(hui)作用，但指望氢能担当低(di)成本实现碳排(pai)放(fang)清(qing)零主力的愿景已经大幅缩水。
产能微小 成本飙升 无法与传统能源竞争
绿色氢气面临的第一个问题是产量非常有限。
目(mu)前(qian)使用的氢气主要是所谓的“灰(hui)色”氢气，从天然气（CH4）中提取(qu)，同(tong)时排(pai)放(fang)碳。每年约有100Mtpa的此类氢气被消耗，主要用于炼油(you)厂和化肥厂。而目(mu)前(qian)运行的绿色氢气项目(mu)只有示范(fan)或试点发电站，总的年产量不到(dao)0.1Mtpa，还没到(dao)2022年预期实现产量的五分之(zhi)一。 虽然开发商仍在计划项目(mu)，让2030年的潜(qian)在产能增加到(dao)45Mtpa，但投资者不愿意投资，很少(shao)有项目(mu)能够落地。
分析认为，绿色氢气加速推进的延迟是可以预期的，这部分是因为对这种燃料的期望过(guo)高，有些脱离现实。除此之(zhi)外，第一波项目(mu)还因成本上升而受(shou)阻。根据麦肯锡的Markus Wilthaner的说法，如今一个电解植物的成本可能高达每千瓦2000美元，各个项目(mu)之(zhi)间(jian)因配置(zhi)不同(tong)而存在很大差异。这比(bi)氢能委员会预计到(dao)目(mu)前(qian)为止开发商需要支付的成本高出65%。
再加上更高的融资成本，项目(mu)的资金(jin)需求(qiu)大幅增加。例如，德国Bad Lauchstadt能源园的30MW项目(mu)将(jiang)需要2.1亿欧元的投资，比(bi)最初(chu)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(ye)比(bi)预期的要贵。所有这些加在一起，预计短期内绿色氢气的生(sheng)产成本将(jiang)在每千克(ke)4.50至6.50美元之(zhi)间(jian)。相(xiang)比(bi)之(zhi)下，最乐观的估计曾预见成本将(jiang)在同(tong)一时间(jian)跌至约3美元/千克(ke)。
考(kao)虑到(dao)1公斤氢气含有33.3千瓦时能量，大约相(xiang)当于每兆瓦时216美元（200欧元）。而这仅仅是生(sheng)产费用。如果项目(mu)需要运输和存储，成本会迅(xun)速增加。相(xiang)比(bi)之(zhi)下，美国的天然气成本为每兆瓦时8美元，在欧洲约为30欧元/兆瓦时。灰(hui)色氢气的成本可能为每兆瓦时80欧元，包括其排(pai)放(fang)的碳价。这意味着，氢气的“绿色溢价”——即现有氢气消费者如炼油(you)厂和化肥生(sheng)产商转向绿色的额外成本——是每兆瓦时120欧元。 几乎没有人能承担这样的氢气价格(ge)。
电力技术强势发展 氢能优势可能将(jiang)丧(sang)失殆尽
除了产能和成本问题，氢气的其他用途前(qian)景看(kan)起来(lai)一直都很不稳定。例如，氢气不是为汽车提供动力的能效(xiao)之(zhi)选，而热泵为家(jia)庭供暖提供了一个更有效(xiao)的选择。
问题在于，即便在运输和一些工业部门(men)这些原本认为氢能具有一定优势的领域，机会似(si)乎也(ye)在缩小。电力基础技术的进步(bu)威胁到(dao)氢气在工业热能中的潜(qian)在角色。目(mu)前(qian)，氢在工业中的角色正受(shou)到(dao)电热电池发展的威胁，这种技术使用电力加热砖块和岩石(shi)，然后可用来(lai)提供工业高温(wen)热。
鉴于电池技术的改进和提供氢气加油(you)基础设施的难度(du)，氢气卡车运输看(kan)起来(lai)也(ye)更具挑战性(xing)。氢燃料在运输中的优势本来(lai)是，与电池相(xiang)比(bi)，它可以在给定重量内储存更多能量，更适合那些需要携带大量能源的车辆，如飞机、船只和大型卡车。目(mu)前(qian)电池已经成为小型车辆的首选方(fang)案，而随着电池技术的改进，电动卡车的载(zai)重量和行使范(fan)围也(ye)将(jiang)增加，进一步(bu)让氢能的优势减(jian)少(shao)。同(tong)时，随着应用场景的减(jian)少(shao)，加氢站基础设施的部署(shu)成本和复杂性(xing)也(ye)大幅增加。
氢气还能起死回(hui)生(sheng)吗？
分析认为，虽然氢能的一些优势正在丧(sang)失，但电力路(lu)线的一些瓶颈也(ye)已出现，例如电网过(guo)于拥堵。而且在另外一些行业中，氢气仍然是最可行的脱碳选择，包括当前(qian)使用灰(hui)氢生(sheng)产氨、肥料等(deng)的行业——这些可能到(dao)2050年将(jiang)需要60-85百(bai)万吨（Mtpa）的绿氢。此外，可能还有120百(bai)万吨的氢气会在需要将(jiang)氢气作为原料而非仅仅提供热能的行业中使用，例如钢铁制造。
因此，到(dao)2050年氢气需求(qiu)达到(dao)350百(bai)万吨可能是一个合理的估计。此外，随着可再生(sheng)电力在能源系统中的角色增加，对能源长期储存的需求(qiu)也(ye)趋(qu)于增加，这为氢气在稳定电网中扮演更大的角色打开了大门(men)。
而即使在350百(bai)万吨的潜(qian)在未来(lai)市场，也(ye)仍是现在我们使用的所有氢气的三(san)倍(bei)多，是世界上所有低(di)碳氢气的400倍(bei)，实现这一目(mu)标仍可谓是雄心勃勃。