[即将到来的氢能经济]
美国力争在10年内将氢气生产成本降至每公斤1美元
生产方式不同导致氢气成本差异明显
氢气终端价格是普及应用的关键

编者按氢是地球上最常见的元素,燃烧时会排放水。由于不排放温室气体,在碳中和时代正作为新型能源备受关注。世界各国都在努力培育氢能经济。我国虽然在全球最早开发氢燃料电池汽车,并以普及率位居世界第一,但前路仍然漫长。尤其是新政府上台后,关于氢能政策是否在倒退的忧虑正在扩散。为此,本文梳理作为未来能源的氢的作用及政策性支持的重要性。

美国总统 Joe Biden 于2021年11月签署了规模约1万亿美元的两党基础设施法案(Bipartisan Infrastructure Law,简称BIL)。该法案包括向清洁氢能投资95亿美元的内容。目标是在今后10年内,将通过水电解从水中制取氢气的“绿色氢”生产成本降至每公斤1美元左右,比以化石燃料制取的“灰氢”生产成本更低。今年实施的《通胀削减法案》(Inflation Reduction Act,IRA)规定,如在无碳排放的情况下生产氢气,将给予每公斤最高3美元的税额抵免,同样是为了降低氢价。


图片由联合新闻提供

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要迈入将氢作为能源的氢能经济阶段,必须降低氢价。包括美国在内的发达国家正在为降低清洁氢的价格而全力以赴。若能降低生产成本,就能提前实现替代化石燃料的时间点。


目前氢的生产成本因生产方式不同而差异巨大。最便宜的氢是从石油化工或钢铁工艺中排放的副产氢,每公斤不超过2000韩元,但无法实现大规模生产。顾名思义,这是在生产石化产品或钢铁的过程中附带产生的。若要增加产量,就需要巨额投资。


从天然气等化石燃料中制取的灰氢,生产成本从每公斤2700韩元到最高5100韩元不等,费用会随原材料价格波动而变化。此外,生产过程中会排放大量二氧化碳,也就是说并不环保。


在生产灰氢时对排放的二氧化碳进行捕集的“蓝氢”,则需在生产成本中额外计入二氧化碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)设施的建设和运营费用。根据对收集的二氧化碳进行利用或封存的方式不同,成本还可能进一步上升。

“每公斤1万韩元”……要加速氢能经济就得降价 View original image

被视为环保能源的绿色氢,目前以现有技术生产成本最高可达每公斤1万韩元。这是利用可再生能源发电产生的电力,对水进行电解的水电解方式。通俗地说,就是通过太阳能发电等环保方式发电,再用该电力分解水以获取氢气。专家认为,如果能将水电解的生产成本降到与副产氢相当的水平,就具备经济性。


问题在于电价。假设电价为每千瓦时100韩元、水电解装置开工率为60%,则估算出的氢生产成本最多可降至每公斤9100韩元。


韩国能源技术研究院首席研究员 Kim Sangkyung 表示:“如果假设电费为零,以目前技术可以将氢的生产价格降至每公斤3400韩元。”他接着说明:“美国提出了将氢价降至每公斤1美元的目标,要实现这一价格,水电解设备价格需比现在再降低约80%,电费也要降至每千瓦时2美分左右。”


也就是说,要降低绿色氢的生产成本,低廉电价是必不可少的。换言之,我国难以大规模低成本发电,以现有技术生产廉价氢气存在困难。


例如,目前国内利用可再生能源生产1千瓦时电力的成本为150~160韩元,而沙特阿拉伯则为每千瓦时20~30韩元。由于地形条件不同导致发电成本差距扩大,因此也有观点认为,从海外进口廉价氢气更具经济性。


不过,市场调研机构MarketsandMarkets预测,随着可再生能源价格下降,绿色氢的生产成本将从2020年每公斤4.6~4.9美元降至2026年的2.5~2.9美元。我国政府也计划到2040年将氢的供应价格控制在每公斤3000韩元左右。


氢的消费价格同样是推动氢能普及的关键。但在原材料价格上涨的影响下,氢价也呈上升趋势。


我国共有134座加氢站,价格因地区略有差异。根据产业通商资源部氢流通信息系统的数据,15日全国平均氢价为每公斤9427韩元,比1月第三周平均价格9000韩元上涨约5%。加氢站的运营主体、与氢气生产设施的距离等因素会影响销售价格,近期由于成本、物流费和人工费上涨,价格也随之上升。



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本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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