清潔氫一直被吹捧為脫碳的“靈丹妙藥”，但業(yè)內(nèi)機構(gòu)和專業(yè)人士表示，雖然清潔氫確實可以幫助全球?qū)崿F(xiàn)脫碳，但其發(fā)展還面臨規(guī)模、成本競爭力和基礎(chǔ)設(shè)施三大挑戰(zhàn)，能否成為脫碳的“靈丹妙藥”還不得而知。

發(fā)展勢頭增強

截至目前，全球已有41個國家發(fā)布國家氫戰(zhàn)略。2050年，全球氫需求預(yù)計增長3.5倍以上，從2021年的7500萬噸/年增至2.55億噸/年。埃克森美孚認為，到2050年，全球碳捕集與封存(CCS)和氫能的潛在市場規(guī)模將分別達到約4萬億美元和1.5萬億美元。

國際氫能委員會發(fā)現(xiàn)，到2050年，氫能將占全球能源需求的22%，從現(xiàn)在起到2050年，每年可減少800億噸二氧化碳排放量，相當于將全球氣候變暖限制在1.5攝氏度內(nèi)所需總減排量的11%。

今年的劍橋能源周會議由標普全球于3月7日~11日在美國得克薩斯州休斯敦舉辦，會上行業(yè)領(lǐng)袖一致認為，雖然清潔氫技術(shù)已成熟，但需求、產(chǎn)能和規(guī)模經(jīng)濟卻滯后。

標普全球大宗商品洞察公司的氫市場監(jiān)測報告顯示，目前全球清潔氫產(chǎn)量約為200萬噸/年，但到2030年，全球清潔氫的生產(chǎn)能力將接近3000萬噸/年。標普全球大宗商品洞察公司未來能源團隊經(jīng)理安妮·羅巴表示，“按照計劃，2025年前全球有700萬噸/年的清潔氫項目將投產(chǎn)。如果按計劃完工，這些項目將占全球氫供應(yīng)的9%”。

清潔氫的發(fā)展速度很快。僅2021年全球就宣布了130多個大型清潔氫項目，當前全球已宣布的大規(guī)模清潔氫項目總數(shù)接近400個。據(jù)國際氫能委員會估計，2030年前，全球在氫能方面的總投資將達到5000億美元。林德公司負責清潔氫的副總裁大衛(wèi)·伯恩斯表示，“五六年前，我們考慮的是6兆瓦的生產(chǎn)設(shè)施。現(xiàn)在我們正在建設(shè)24兆瓦的生產(chǎn)設(shè)施。我們的目標是到2030年達到千兆瓦的規(guī)模。這就是我們正在關(guān)注的規(guī)模增長”。

專家認為，未來8年是實現(xiàn)凈零排放目標的關(guān)鍵時期，工業(yè)氣體領(lǐng)軍企業(yè)法液空、林德公司和美國空氣化工產(chǎn)品公司都打算，未來十年投資100億美元或更多資金用于清潔氫項目。

生產(chǎn)成本是關(guān)鍵

美國目前的灰氫成本低于1美元/千克。灰氫是最常見的氫形式，也是工業(yè)溫室氣體的重要來源，因為在制氫過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放沒有被捕集。

即使征收碳稅，綠氫成本也需要十年才能接近灰氫成本。伯恩斯表示，“電力成本是清潔氫生產(chǎn)成本中占比最大的，約75%的清潔氫成本來自可再生電力”。2021年，美國能源部宣布了“111”計劃，即在十年內(nèi)將清潔氫的成本降低80%以上，達到灰氫的每千克1美元大關(guān)。中東、南非、大洋洲和南美洲國家的風能和太陽能發(fā)電廠將是向清潔氫過渡的關(guān)鍵，因為他們的可再生電力成本最低。然而，除非政府的政策、激勵措施和懲罰措施能減少前置生產(chǎn)成本或增加需求，否則成本削減將不可能實現(xiàn)。

法液空美洲公司首席執(zhí)行官邁克·格拉夫表示，“為了充分發(fā)掘氫經(jīng)濟的潛力，進一步加快低碳、綠氫的發(fā)展和部署，美國政府需要盡快制定新的政策，促進市場增長和滲透，并為在運輸和儲存等多個能源領(lǐng)域使用氫能提供激勵措施”。

伯恩斯對此表示贊同，“我們需要將政策、激勵和懲罰結(jié)合起來。為碳排放設(shè)定一個現(xiàn)實的價格是很重要的，這樣就會知道企業(yè)繼續(xù)排放的成本是多少”。

基礎(chǔ)設(shè)施缺乏

雖然清潔氫被譽為脫碳的“靈丹妙藥”，但其發(fā)展仍處于初期階段，面臨基礎(chǔ)設(shè)施缺乏的挑戰(zhàn)。但是由于氣候和地緣政治問題，清潔氫的發(fā)展不能是緩慢和漸進的，應(yīng)該是快速和跨越式的。

除了以規(guī)模化降低生產(chǎn)成本，清潔氫行業(yè)還需要電解槽容量的快速發(fā)展。根據(jù)標普全球氫生產(chǎn)資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，歐洲在電解槽產(chǎn)能方面遙遙領(lǐng)先，在全球宣布2025年前新建19吉瓦的電解槽產(chǎn)能中，歐洲占了近15吉瓦。這種能力加上歐洲天然氣的“天價”(超過350美元/兆瓦時)，使得歐盟的綠氫發(fā)展速度超過藍氫。

電解槽是達到碳中和所需的數(shù)千吉瓦清潔氫產(chǎn)能的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，但目前電解槽產(chǎn)能缺乏，并沒有標準化生產(chǎn)。為了實現(xiàn)適當?shù)某杀拘б妫约疤岣咛贾泻蜕鐣璧那鍧崥渖a(chǎn)能力，電解槽需要標準化、大規(guī)模生產(chǎn)。電解槽制造將不會出現(xiàn)瓶頸，但關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈持續(xù)中斷可能給清潔氫供應(yīng)時間表造成壓力。

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