登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
如今的氢95%以上是由化石燃料生产的,每生产1公斤氢都会排放接近10公斤CO2,那么问题来了,为什么氢气还是被认为是化石燃料的清洁替代品呢?
本文重点介绍氢气供应端:
2.绿色:电解槽的承诺
3.绿氢成本-为什么风能和太阳可以改变进程
4.绿氢成本:碳税将有利于绿氢,但不会主动进行
氢气彩虹
有许多不同颜色的氢。您可能遇到过蓝氢、绿氢、绿松石氢、灰氢,甚至可能是金氢及其它颜色的氢。如果您感到很迷糊,放心吧,您不是一个人。
不同的颜色表示对不同技术类型生产的氢进行分类。氢气的生产已进行了几个世纪,但氢气对我们如今的世界变得至关重要。没有了它,我们大多数人的餐桌上就没了任何食物,氢是生产肥料的重要组成部分。
一直以来都在用化石燃料生产氢气。如今大部分的氢是灰氢,它是通过蒸汽甲烷重整SMR的过程或是煤气化天然气来生产的。煤气化生产的氢被称为棕氢或是黑氢,因为该过程利用的是烟煤(黑色煤)或是褐煤(棕色煤)。
现已出现许多技术可在没有排放或是有很少排放的情况下生产氢气。这就包括了蓝氢、绿氢和绿松石氢。
蓝氢——权宜之计
蓝氢意味着利用碳捕捉和存储技术CCS技术改造现有工厂。这可通过在现有工厂的基础设施上进行适度投资完成。CCS技术增加了每公斤氢0.2美元的成本。
蓝氢所面临的一个主要问题是如何处理捕捉的CO2。有许多地区不合适CO2的封存。此外,虽然CO2高捕捉率(90%-95%)是可能的,但高流通量会降低CO2的捕捉率。尽管如此,世界上仍有些主要的蓝氢项目,包括澳大利亚利用煤气化生产的蓝氢出口到日本的项目。因蓝氢只会带来部分温室气体排放减少,所以我们认为蓝氢只是一种临时解决方案,以减少现有的SMR设施的碳排放影响。
绿松石氢-廉价的天然气制氢
绿松石氢是一种相对较新的制氢工艺,它利用甲烷热解生产氢气。甲烷或是天然气是容易获得的。该过程的副产物不是CO2而是炭黑。和CO2不同,炭黑是一种固体产品,因此更容易捕捉、利用或是存储。炭黑可用于生产轮胎橡胶及其它产品,具有转售价值,而不是纯粹的废品。
虽然该生产过程不会排放任何温室气体,但其上游存在排放风险。在生产过程中甲烷泄漏会带来明显的生命周期排放。只要这一点可得到管理(我们知道如何做到这点,已由Project Canary等公司验证)绿松石氢在短期内可以是以具有经济效益生产清洁氢的有力竞争技术。
绿氢
绿氢是由电解水制氢而获得的。只要制氢的电力是可再生的,绿氢就没有碳排放。如今绿氢所面临的主要挑战是成本-随着成本的下降,绿氢就将会得到越来越广泛的采用。尽管如此,利用水和绿电生产没有温室气体排放的氢,前景广阔。我们相信绿氢将成为全球约大多数地区制氢的主要途径。本文的剩余部分将重点关注绿氢技术及其经济性。
其它最佳制氢技术
在深入研究绿氢技术前,还有系列的其它制氢技术值得探讨。
最近有人开始谈论氢气的天然存储。所谓的金氢,类似于如今从地下抽出天然气的开采方式。迄今为止,人们对金氢知之甚少,在该技术进行大规模应用前还需要进行更多的研究。
另一种制氢方式是废气物制氢。该技术可用来生产相对便宜的清洁氢,而不是将生物质废气物进行燃烧或是填入垃圾填埋场。该技术是一个相对混乱和复杂的过程,但作为解决方案的一部分,其经济性确实相当有吸引力。我们预计废气物制氢技术不会成为主流,但在未来5-10年内确实有潜力占据清洁氢的重要份额。
主要制氢技术对比表
绿氢:水电解的承诺
水电解是一项具有百年历史的技术-它可追溯至1800年左右。不过迄今为止,和灰氢相比,绿氢的成本仍然太高了。绿氢的价格是灰氢的2-4倍左右,而如今生产的绿氢数量只是灰氢的零头(甚至可说以忽略不计)。我们为什么还要关心绿氢技术呢?
绿氢的生产是清洁的,没有温室气体排放。如价格太贵的话,随着可再生电力成本下降,绿氢的成本也在迅速下降。此外只要有电力和水,就可在任何地方生产绿氢,绿氢生产在地理位置上具有灵活性。如今,氢气最大的成本组成之一就是氢气的分销成本。如果电解槽可在用氢地点更近的地方制氢,则可明显节约成本,部分抵消如今分布式承购商较高的生产成本。
绿氢的成本曲线下降很迅速。美国能源部的Hydrogen Shot等相关举措正加速绿氢成本下降,并争取在10年内(到2030年)实现每公斤氢气成本为1美元的目标。预计到2030年后,当绿氢成本接近灰氢时,绿氢技术将成为制氢的首选。考虑到当前水电解制氢需要大量的水,另一个主要问题是水的可持续供应。
我们今儿讨论四种类型的电解槽。在不深入技术细节的情况下,值得了解它们的比较优势和劣势。当下最常见的仍是碱性电解槽,多数新项目是PEM电解槽。PEM电解优势独特,可进行迅速的开关,从而可在可再生能源过剩时开启电解槽,而在电力不足时进行关闭。
绿氢成本-为什么风能和太阳可以改变进程
绿氢对工业脱碳的速度和程度取决于其生产成本的演变。绿氢产生成本取决于2个主要因素:其中之一是电解槽资本成本。第二个更重要的因素是廉价的可再生电力的可用性,它可分为2个-电价及容量因素。
容量系统表示,在给定时间内利用电解槽的最大生产能力百分比。容易系数远低于100%的主要原因是电力的可用性和成本。将电解槽连接至电网时,容量系数可高达100%,也可能会低些,以避免购买价格最高时候的电力。当将电解槽直接连接至可再生能源时,容量系数的范围可从太阳能的约25%至风能的35%到使用非间歇性电力时的约100%。
为更好的理解LOCH(不同的组成部分),我们据3种不同的情景分析了成本(数字基于彭博社新能源最乐观估计):
阿联酋太阳能:容量系数为20%时约为3ct/kWh
巴西陆上风电:~2ct/kWh和40%的容量系数
冰岛水电:容量系数为90%时约为4 ct/kWh
下图显示了每种情况下的氢气成本及其在不同成本中的细分。如图所示,运营支出/资本支出拆分高度依赖于容量因素。在容量系数为20%的阿联酋案例中,资本支出占成本的约60%,但在容量系数为90%的冰岛案例中,只有约25%的LCOH与资本支出相关。
为了更好地理解容量因素和可再生电力成本的影响,我们对100兆瓦的PEM电解槽三种不同情景进行了计算,其CAPEX成本为1,000美元/千瓦(WACC为8%,BoP为35%,安装系数为1.1)。下面的敏感度表代表了氢气生产的平准化成本,电力成本在1-8 ct/kwh之间,容量系数在10%到100%之间。此成本仅代表生产成本,不考虑任何运输或储存成本。
分析要点:
与容量因素相比,LCOH对电力成本的敏感度明显更高(这是由运营支出与资本支出的相对重要性所驱动的)。随着电解槽变得越来越便宜,将它们与可再生能源资产(容量系数为30-50%)放在一起是生产廉价绿氢的在经济上越来越有吸引力的方式。
1.1-6.5美元/千克绿氢的LCOH范围很广,与0.7-2.5美元/千克灰色氢有部分重叠。绿氢需要低至3 ct/kWh的电价才能和灰氢有成本竞争力。拥有廉价可再生能源的地区将处于绿氢采用的最前沿。
需要注意的是,这些成本纯粹是独立的生产成本。压缩、液化、储存和分配的额外成本对氢气来说意义重大,可能会改变绿氢的竞争环境。将电解槽安装在靠近氢气使用地点的地方可以节省成本,可以将交付成本降低50%。我们将在下一篇文章中对此进行更多探讨。
成本:碳税有助于绿色环保,但不会主动进行
最终,如果显著的碳激励措施变得普遍了,绿氢和灰氢的成本竞争力将显著提升。每生产1公斤灰氢将会排放9公斤CO2,如考虑到碳税,灰氢将会变得更昂贵。下明说了和2022年绿氢生产成本相比,碳税对灰氢价格的影响,及2030年,假设利用100%可再生氢电力的碳价格无关。2022年和2030年假定的电解槽的资本支出分别为1000美元/千瓦和400美元/千瓦。虽然碳税有助于提升绿氢经济可行性,但我们需要在电解槽成本、效率、寿命及增加廉价可再生电力的可用性方面取得进展,以彻底改变这个行业。
总结
长远来看,绿氢是目前最有前景的无碳制氢方式。至于这种转变将如何进行,以及不同的技术可能会在不同的领域胜出,目前尚未有定论。
廉价的可再生电力的可用性将促进的绿氢的采用。电解槽有希望灵活运行以(1)直接连接可再生能源,无需蓄电(避免使用公共电网进行配电的高成本),或(2)利用接入电网后电力市场价格的波动。
碳价将有利于绿氢而不是灰氢,但不会自行发生变改变。电解槽成本的降低和技术改进及可再生能源的部署对于绿氢为净零经济做出贡献是必不可少的。
在本文最后,我们单独研究了制氢成本。以分布式的方式进行电解槽部署的能力,将电解槽安装在靠近氢气需求区域可显著降低氢气分销成本,有可能将氢气的运输成本降低50%。下篇文章我们将深入探讨氢气的存储和分配。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,5月8日,河南省孟州市人民政府发布关于孟州市支持氢能产业发展若干政策的通知,通知显示,支持科技创新,对投资超过5亿元的氢能产业项目,以鼓励氢能产业发展的普惠性政策方式给予不高于5000万元的研发补贴。支持项目招引,聚焦制氢装备、储存装备、运输装备、加注装备、燃料电池核
北极星氢能网获悉,5月10日,贵州六盘水氢能示范应用暨美锦华宇煤焦氢二期点火烘炉仪式将在六枝特区盛大举行。届时,西南地区首列氢燃料电池火车头、100辆氢能重卡以及4辆氢能公交车将集体亮相,并陆续投入运营。这些氢能交通工具所使用的氢气,主要源自贵州美锦华宇“煤—焦—氢”综合利用示范项目产
CBC2025第八届中国(国际)生物质能大会议程产业背景当前,我国生物质能产业正迎来重要发展机遇。产业规模持续扩大,大型央企与地方国企的加入为行业注入新活力,推动产业走向规模化、专业化发展。2024年6月24日,国家发展改革委、国家能源局《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》,其中提到:利
北极星氢能网获悉,5月6日,洮南东北能源投资集团有限公司发布关于开展吉林省洮南市绿能产业示范园区基础设施建设配套10万千瓦风电项目合资企业优选工作的公告,公告显示,洮南市已获取10万千瓦风电项目建设规模指标,经洮南市人民政府2025年第二次常务会议决策,将该项目建设指标分配给洮南东北能源投
当地时间5月7日至9日,全球规模最大、影响力最深的新能源行业盛会——2025慕尼黑国际光伏展(IntersolarEurope)在德国慕尼黑举行。上海电气电站集团(下称“电站集团”)携太阳能、氢能、多元储能等全矩阵产品及一站式解决方案重磅亮相,与全球能源行业领袖共探清洁能源技术革新与零碳未来。可复制解
电氢协同的价值是通过电能与氢能的深度耦合,构建电为主体、氢为纽带的新型能源体系,促进新能源消纳,支撑电力系统灵活性日益增长的需求,以及对需要进一步深度脱碳的各用能体系的渗透。——国网上海综合能源服务有限公司副总经理张春雁4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第
北极星氢能网获悉,4月30日,中国钢研松原绿电-绿氢-纯氢冶金项目正式开工。该项目将建成世界首条绿电-绿氢-纯氢冶金工业化生产线。该项目采用中国钢研完全自主知识产权的纯氢冶金技术,产品为高纯度规模化生产工艺洁净新材料,有效促进我国高端合金材料开发与生产。同时,该项目将高效协同上下游企业
北极星氢能网获悉,5月7日,中石油深圳新能源研究院有限公司制氢电源等组件采购项目公开谈判公告。中石油深圳新能源研究院有限公司拟采购与200标方PEM电解槽配套的制氢电源等组件1套,用于200标方PEM电解制氢系统的集成。制氢电源主要由以下几部分构成:基于IGBT全控器件整流电源、变压器、开关柜、连
北极星氢能网获悉,5月6日,荣程新能(天津)氢能科技有限公司成功中标鞍钢汽车运输有限责任公司的6×4氢燃料电池重卡牵引车租赁项目,标志着荣程新能集团东北布局战略启航。本次合作的氢能运输场景为鞍钢(沈阳)钢材加工配送中心-鞍钢蒂森克虏伯汽车钢(大连基地)线路,经沈大高速,运输钢材产品,
北极星氢能网获悉,5月8日,国家市场监督管理总局发布研制制氢加氢环节涉氢产品相关国家标准及研制典型储运氢特种设备关键测试技术与基本安全要求中标结果公告。相关链接:国家出手!氢能产品标准研制全面启动、国家市场监管总局:氢能储运设备关键测试与安全规范中国标准化研究院中标研制制氢加氢环节
北极星氢能网获悉,5月8日,中国政府采购网发布中国科学院大连化学物理研究所10兆瓦级碱性电解水制氢BOP模块建造PC总承包服务采购项目公开招标公告,根据公告显示,该项目位于辽宁省大连市,预算金额为350万元。详情如下:
北极星氢能网获悉,5月10日,贵州六盘水氢能示范应用暨美锦华宇煤焦氢二期点火烘炉仪式将在六枝特区盛大举行。届时,西南地区首列氢燃料电池火车头、100辆氢能重卡以及4辆氢能公交车将集体亮相,并陆续投入运营。这些氢能交通工具所使用的氢气,主要源自贵州美锦华宇“煤—焦—氢”综合利用示范项目产
电氢协同的价值是通过电能与氢能的深度耦合,构建电为主体、氢为纽带的新型能源体系,促进新能源消纳,支撑电力系统灵活性日益增长的需求,以及对需要进一步深度脱碳的各用能体系的渗透。——国网上海综合能源服务有限公司副总经理张春雁4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第
北极星氢能网获悉,5月8日,中国政府采购网发布中国科学院大连化学物理研究所10兆瓦级碱性电解水制氢BOP模块建造PC总承包服务采购项目公开招标公告,根据公告显示,该项目位于辽宁省大连市,预算金额为350万元。详情如下:
北极星氢能网获悉,近日,山西建投安装集团吉林洮南市风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目土建施工已全部收官,安装整体完成率已达90%,并于5月6日实现关键节点突破——电解水制氢、氢气增压机装置、氢气球罐、气化循环水、制氢循环水等5套装置顺利中交。该项目位于吉林西部(洮南)绿色能源化工产
当地时间5月6日,被誉为能源界“奥斯卡”的欧洲智慧能源展会大奖(ThesmarterEAWARD)在德国慕尼黑公布。隆基BC二代组件Hi-MOX10和隆基氢能3000Nm³/hALKG系列电解槽分别斩获“创新太阳能技术”和“全球杰出项目”大奖,成为唯一一家获得两个奖项的中国清洁能源企业,标志着隆基在“绿电”+“绿氢”领域
回首我国能源发展长河,关键节点必然又有新增。2025年开年,国家发改委、能源局下发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号)(以下简称136号文),将新能源全面推向市场的同时,也促使整个能源格局发生深刻变革。短期阵痛、长期利好——新机遇涌现13
北极星氢能网讯:4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第二届绿氢产业创新发展大会”在南京盛大召开。中国电建河北勘测设计研究院董舟团队成员刘维安在会议上分享了《氢能在新型电力系统中的应用场景》。中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司董舟团队-刘维安当下全球能
北极星氢能网获悉,近日,中国能建浙江院以联合体形式中标化德县电网侧独立储能示范项目设计施工总承包工程,浙江院负责项目中的氢储能设计工作。该项目位于内蒙古自治区乌兰察布市,规划建设一座总装机容量100兆瓦/400兆瓦时的新型集中式储能电站,采用“电化学储能+氢储能”双重储能方案。氢储能部分
近期,中国能建聚焦“创新、绿色、数智、融合”核心发展理念nbsp;国内市场开发火力全开连续中标、签约多个工程项目。1广东省面向多应用场景提升电网韧性综合储能示范项目中国能建广东院中标广东省面向多应用场景提升电网韧性的综合储能示范项目EPC总承包工程。该项目位于广州空港经济区南部白云片区人
北极星氢能网获悉,4月30日,国华投资国华(宁夏)新能源有限公司发布国能宁东可再生氢碳减排示范区二期项目制氢厂勘察设计服务公开招标,根据招标信息显示,国能宁东可再生氢碳减排示范区二期项目位于宁夏回族自治区宁东能源化工基地,由光伏发电和电解水制氢系统组成,利用太阳能发电制氢。本次招标
据北极星氢能网不完全统计,4月共计16个氢能项目传来消息,涉及氢能制储输用多个领域,详情如下:签约4月,甘泉堡经济技术开发区(工业区)与江苏富仕宝新能源科技有限公司签订投资协议,建设绿氢智慧能源一体化示范项目。项目建成后,可实现年产15万吨绿氢、60万吨绿色甲醇和40万吨绿氨项目。据了解,
当地时间5月7日至9日,全球规模最大、影响力最深的新能源行业盛会——2025慕尼黑国际光伏展(IntersolarEurope)在德国慕尼黑举行。上海电气电站集团(下称“电站集团”)携太阳能、氢能、多元储能等全矩阵产品及一站式解决方案重磅亮相,与全球能源行业领袖共探清洁能源技术革新与零碳未来。可复制解
电氢协同的价值是通过电能与氢能的深度耦合,构建电为主体、氢为纽带的新型能源体系,促进新能源消纳,支撑电力系统灵活性日益增长的需求,以及对需要进一步深度脱碳的各用能体系的渗透。——国网上海综合能源服务有限公司副总经理张春雁4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第
北极星氢能网获悉,5月7日,中石油深圳新能源研究院有限公司制氢电源等组件采购项目公开谈判公告。中石油深圳新能源研究院有限公司拟采购与200标方PEM电解槽配套的制氢电源等组件1套,用于200标方PEM电解制氢系统的集成。制氢电源主要由以下几部分构成:基于IGBT全控器件整流电源、变压器、开关柜、连
北极星氢能网获悉,5月8日,国家市场监督管理总局发布研制制氢加氢环节涉氢产品相关国家标准及研制典型储运氢特种设备关键测试技术与基本安全要求中标结果公告。相关链接:国家出手!氢能产品标准研制全面启动、国家市场监管总局:氢能储运设备关键测试与安全规范中国标准化研究院中标研制制氢加氢环节
北极星氢能网获悉,5月7日,中核四0四有限公司发布电解槽制氢测试系统等采购项目采购公告,根据公告显示,采购范围为电解槽制氢测试系统等2项,交货地点位于甘肃矿区。详情如下:
当地时间5月6日,被誉为能源界“奥斯卡”的欧洲智慧能源展会大奖(ThesmarterEAWARD)在德国慕尼黑公布。隆基BC二代组件Hi-MOX10和隆基氢能3000Nm³/hALKG系列电解槽分别斩获“创新太阳能技术”和“全球杰出项目”大奖,成为唯一一家获得两个奖项的中国清洁能源企业,标志着隆基在“绿电”+“绿氢”领域
2025年4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第二届绿氢产业创新发展大会”在南京隆重召开。会议期间,湖北英特利电气有限公司祁奎发表了题为《风光氢储一体化数智平台及制氢电源解决方案》的主题演讲,深度剖析绿氢产业发展痛点,并分享英特利的创新实践成果。湖北英特利电气有
北极星氢能网讯:4月23日,由北极星电力网联合北京碳中和学会共同主办的“2025第二届绿氢产业创新发展大会”在南京盛大召开。中国电建河北勘测设计研究院董舟团队成员刘维安在会议上分享了《氢能在新型电力系统中的应用场景》。中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司董舟团队-刘维安当下全球能
北极星氢能网获悉,4月24日,内蒙古察哈尔右翼后旗发改委发布再生绿氢能源(内蒙古)有限公司新建年产80万吨绿色氢氨合成工厂项目符合产业政策和市场准入标准,准予备案,计划总投资70亿元。该项目建成后年产12万吨绿氢/80万吨绿氨。分两期建设,每期40万吨。本项目一期新建工艺生产装置主要包括:空分
北极星氢能网获悉,近日,吕梁园区建设发展有限公司发布吕梁经济技术开发区新型材料产业园区光电制氢一体化建设项目设计招标公告,公告显示,该项目位于山西省吕梁经济技术开发区新型材料产业园区,本次招标为其中的056第1标段,标段(包)内容为该项目的初步设计及与本工程相关概算服务。据了解,该项
北极星氢能网获悉,4月28日,中国石油招标投标网发布蓝海新材料有限公司高端聚烯烃新材料项目(电解水制氢装置)电解槽电源招标中标候选人公示。其中深圳市禾望科技有限公司、株洲中车时代电气股份有限公司、湖北英特利电气有限公司为中标候选人。该项目作为中国石油体系内首个聚焦高端聚烯烃产业链的
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!