▲ 隆基股份創(chuàng)始人、總裁李振國

 

低成本的光伏電力，對氫的發(fā)展是有重要作用的，目前電解水制氫技術(shù)的主要成本取決于電價問題，制取一公斤氫需要消耗50度電，如果光伏發(fā)電成本降到1毛錢，電解水制氫的成本就會降到5塊錢一公斤，到時，電解水制氫比煤制氫的成本還要低。那么電解水制氫就可以與煤制氫抗衡，從而推動全社會綠色發(fā)展。

 

我國目前每年大概消耗3300萬噸氫，這些氫絕大部分是煤制氫，還有一部分是天然氣制氫，我們稱之為灰氫，這些氫的獲得，是以二氧化碳排放為代價的，如果我們把現(xiàn)在中國消耗氫15%的量，通過光伏這種綠電，電解水支撐綠氫的話，大概需要180GW的光伏作為支撐，光伏和制氫無論從規(guī)模上還是成本上都是密不可分的。

 

碳中和定義十分嚴(yán)苛，嚴(yán)格來講只有相應(yīng)的碳匯才有對應(yīng)的二氧化碳排放。對于我國目前的現(xiàn)狀而言，煤炭和石油無法作為能源使用，只能作為化工原料使用。中國二氧化碳排放的構(gòu)成有42%來自于電力系統(tǒng)，如果以溫室氣體作為標(biāo)準(zhǔn)來看，來自電力系統(tǒng)的二氧化碳排放只占到溫室氣體排放的31%，更多的二氧化碳排放或溫室氣體排放主要來自于能源化工領(lǐng)域，比如鋼鐵冶煉和水泥產(chǎn)業(yè)。未來，城市中的乘用車和商用車可以通過電動汽車的清潔電力直接進(jìn)行脫碳，而遠(yuǎn)洋貨輪航空飛機(jī)無法單獨(dú)依靠電力實(shí)現(xiàn)脫碳，包括日常生活的取暖也需要引入能量密度更高的能源才能實(shí)現(xiàn)深度脫碳。在碳中和的背景下，在深度脫碳的環(huán)節(jié)中，氫能的引入，特別是綠氫的引入，才能夠真正幫助我們這個社會進(jìn)行脫碳。

 

中國每年消耗3300萬噸的氫，這些氫主要還是化工領(lǐng)域，比如石油煉化，煤炭化工。目前氫的主要來源還是利用煤制氫技術(shù)產(chǎn)生，這種方式直接造成每制成1公斤的氫會有20公斤左右的二氧化碳排放，代價巨大。利用光伏發(fā)電進(jìn)行綠氫的制取，實(shí)現(xiàn)間歇性制氫、連續(xù)性用氫的一種模式。如果把每年需要的3300萬噸的氫由綠電制綠氫來替代其中的15%，大概需要4萬臺1000標(biāo)方的電解水制氫設(shè)備。由此可見，電解水制氫市場前景可期。

 

此外，在中國鋼鐵冶煉產(chǎn)生的二氧化碳排放占據(jù)二氧化碳排放總量的第一位。每年有十幾億噸的二氧化碳來自于鋼鐵冶煉，從目前來看，生產(chǎn)一噸的粗鋼會帶來1.4噸的二氧化碳排放?？梢哉f中國鋼鐵領(lǐng)域的減碳壓力比較嚴(yán)峻。在歐洲，許多國家已經(jīng)開始嘗試進(jìn)行氫冶煉，日本也在進(jìn)行氨冶煉的一些嘗試。對于我國來說，如果使用綠氫或者綠氨來替代鋼鐵冶煉的焦炭，就可以大幅度的減少全球的二氧化碳排放。

 

目前，綠氫就是通過綠電電解水制氫的，這是一個確定性的模式或者是路徑，但是氫在未來社會的應(yīng)用體系中，大致是三條路徑：第一個路徑就是直接用氫，直接燃燒氫的副產(chǎn)物是水，通過燃料電池把氫轉(zhuǎn)化成電，使用十分便利和靈活，但這個路徑最大的問題就是氫的儲運(yùn)十分困難。第二個路徑就是與二氧化碳或者生物質(zhì)耦合制備甲醇，使其變成甲醇或者是低碳醇體系。這個系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是甲醇或者低碳醇與油氣體系可以共用，輸油管道、儲槽、槽車都是十分成熟和經(jīng)濟(jì)的。但這條路徑將面臨40年之后二氧化碳無法集中式的排放。第三個路徑是與氮?dú)怦詈现苽渚G氨，目前日本和美國十分推崇綠氨體系，氮?dú)饪梢詮目諝庵兄苯荧@取，但綠氨的運(yùn)輸、儲存不如甲醇體系容易，氨的應(yīng)用場景還需要進(jìn)一步建立。

 

綠電制取綠氫有兩類模式。一類是將綠電通過儲能調(diào)節(jié)成連續(xù)性能源，進(jìn)行連續(xù)性制氫；另一類是利用綠電間歇式制氫。這兩種模式從目前來看，后者的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)好于前者。我國風(fēng)光資源與煤化工、石油化工的分布具有較高的重合性，我國光伏和風(fēng)電資源富集的地區(qū)包括陸上光伏和風(fēng)電資源豐富的三北地區(qū)，以及海上風(fēng)電資源充足的東南沿海地區(qū)。在上述地區(qū)中三北地區(qū)是我國煤炭和石油資源富集的地區(qū)，如煤炭資源豐富的寧東、神木、鄂爾多斯、大同等，石油資源豐富的松遼、塔里木、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木等地區(qū)；同時三北地區(qū)也是我國主要煤化工產(chǎn)業(yè)基地，以及重要的石油化工基地，如準(zhǔn)東煤化工基地、寧東煤化工基地、克拉瑪依石油化工基地、蘭州石化基地。在海上風(fēng)電資源富集的東南沿海地區(qū)，集中了我國主要的石油煉化基地，如：大連長興島、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波鎮(zhèn)海、福建古雷和廣東惠州。利用煤炭、石油資源豐富，煤化工和石油化工企業(yè)集中的地區(qū)，利用當(dāng)?shù)氐墓夥?、風(fēng)電資源發(fā)展大規(guī)模電解水制綠氫，來替代石化、煤化工領(lǐng)域中的灰氫，形成“光伏電站+電解水制氫+運(yùn)輸氫氣”的閉環(huán)模式，提升綠電+綠氫的規(guī)模應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綠氫的“就地生產(chǎn)，就地消納”。

 

最近兩年，光伏產(chǎn)業(yè)鏈由于產(chǎn)業(yè)不均衡導(dǎo)致原材料價格上漲。這個問題只是短期的階段性狀態(tài)，隨著產(chǎn)業(yè)資本大規(guī)模介入光伏的產(chǎn)業(yè)鏈，光伏成本一定會快速下降。在一些資源豐富的地區(qū)，每度電2毛錢的成本是可以實(shí)現(xiàn)的。在電解水制氫中，每標(biāo)方的氫氣需要4.5度電，那么電力成本就可以控制在每方氫9毛錢的水平。由此計(jì)算，加上設(shè)備的折舊、運(yùn)維以及相對必要的資產(chǎn)回報(bào)率，制氫成本十分有望控制到一方氫一塊五毛錢的水平。

 

正如綠電一樣，綠氫成本高度依賴政策，當(dāng)?shù)氐睦仕揭约疤純r對綠氫成本起著至關(guān)重要的作用。利用光伏發(fā)電電解水制氫，實(shí)際的技術(shù)成本并不高，制取一公斤氫大概需要七八塊錢。這個成本與煤制氫的成本十分接近，甚至低于煤制氫的成本。但是由于利率的存在，對于一些利率高的地區(qū)就會導(dǎo)致成本上漲。目前歐洲和日本一些低利率國家，綠電制取綠氫已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了低成本。此外，碳交易的價格也成為了制約綠氫成本的另一大要素。按照煤制氫一公斤需要排放20公斤二氧化碳計(jì)算，歐盟每噸二氧化碳排放碳交易要收取六七十歐元，20公斤二氧化碳可以補(bǔ)償回一公斤綠氫，換算成本可以和煤制氫接近。在歐盟利率低、碳價高的地區(qū)，綠氫的經(jīng)濟(jì)性有著絕對的優(yōu)勢。我國上海碳交易所定價，一噸二氧化碳排放要50元，如果補(bǔ)償?shù)揭还锏木G氫上，只能補(bǔ)償一塊錢，在今天來看遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

 

我國氫能產(chǎn)業(yè)距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍然有較長的路程，還需要有更多的產(chǎn)業(yè)扶持。

 

第一，行業(yè)要定義“綠氫”的標(biāo)準(zhǔn)，明確“十四五”、“十五五”期間“綠氫”占比，提出“綠氫”產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，提高“綠氫”在工業(yè)脫碳中作用和價值，鼓勵用可再生能源水電解制氫。

 

第二，將綠氫管理納入到能源管理體系，制定綠氫價格政策。給予綠氫適當(dāng)補(bǔ)貼激勵，繼續(xù)深化完善碳交易市場。

 

最后，在具備可再生能源發(fā)電資源優(yōu)勢并有綠氫消納的地區(qū)，例如四大煤化工基地，建立國家級大型綠氫“領(lǐng)跑者”示范基地，鼓勵推廣先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)，打通產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)“制儲輸用”一體化。我們相信，在國家支持和行業(yè)同仁的共同努力下，我們的“綠氫”產(chǎn)業(yè)會飛速發(fā)展壯大，為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。