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到2022年7月,绿氢生产的成本比灰氢或蓝氢更高,其价格约为每公斤4到5美元,而灰氢的成本约为每公斤2美元
得益于电解技术的改进和规模经济效应的支持,预计在长期内对绿氢生产进行大规模投资将有助于降低成本
除了生产成本外,绿氢的运输也面临着另一个挑战,需要专用基础设施,从而增加了绿氢部署的整体费用
据油价网7月15日报道,对于绿氢的未来,人们充满乐观,许多人认为它将是取代石油的衍生选择,并且在与电池技术竞争时具有很高的竞争力。然而,由于生产规模较小和高昂的成本,我们离实现这一目标还有很长的路要走。全球许多公司计划生产绿色氢气,但一些公司正在应对清洁燃料推广迟缓的挑战。尽管近年来在该领域加大了投资,生产工艺有所改进,但绿氢的生产和运输成本仍远高于其他燃料,包括其他类型的氢气。
进行石油衍生出的灰氢或蓝氢生产被认为是相对低成本的,许多公司已经依赖于这种燃料。灰氢是利用天然气生产的,它经过蒸汽甲烷重整(SMR)工艺,利用高压蒸汽将甲烷分解,产生分离的氢气、一氧化碳和二氧化碳分子。该过程产生大量二氧化碳,每吨氢气制备约产生9到10吨二氧化碳。但只要天然气价格保持稳定,这也是具有高度成本效益的。到2022年7月为止,灰色氢气的成本约为每公斤2美元。
相形之下,绿氢生产制备更昂贵。绿氢是利用可再生能源驱动电解过程,从水中分离出氢气,只产生蒸汽作为排放物——它是碳中和的,这对于希望减碳的公司非常有吸引力。然而,直到2022年7月,生产绿氢的成本约为每公斤4到5美元,甚至更高。一些行业专家认为,绿氢生产的高成本不会很快下降。
绿氢被许多国际机构,如国际能源署(IEA)和国际可再生能源机构(IRENA)视为较难减排领域的碳减排解决方案。随着全球各国政府和私营公司对绿氢业务进行更多资金投入,人们对绿氢的生产成本大幅下降抱有很高期望——绿氢成本可能降至每公斤0.5美元,但也有人认为将很难将成本降低到每公斤3美元以下。
IRENA在2020年11月和2020年12月分别发布了两份研究报告,旨在推动全球绿氢生产:《绿氢:政策制定指南》和《绿氢成本降低:推广电解槽以实现1.5摄氏度气候目标》。这些研究旨在鼓励政府和私营公司扩大生产规模以降低成本。然而到目前为止,绿氢的生产价格仍然较高,当天然气价格稳定时,其成本大约是灰氢生产成本的2到3倍。
然而,随着更多资金投入研发,自2010年以来电解槽价格已经下降了约60%;IRENA表示,短期内这一成本可能再降低40%,长期内可能降低80%。这种成本降低的预测依赖于提高其性能的电解技术实现更多创新,并可以扩大制造能力,实施标准化和增加规模经济效应。
另一个需要考虑的挑战是运输成本。伍德麦肯兹公司(Wood Mackenzie)的氢领域研究主管Murray Douglas表示:“氢气的运输成本相当高,运输比天然气困难,而且从技术和工程角度来看它更加复杂。”对此有所担忧的不仅仅是他。美国能源部(DoE)在关于绿氢的报告中提到了一些挑战,包括“降低成本,提高能源效率,保持氢气纯度和最小化氢气泄漏”。DoE认为需要进行更多研究来“综合考虑氢气生产选项和氢气输送选项时的权衡”。
全球各公司现在正在考虑绿氢生产设施最佳选址。虽然澳大利亚、北非和中东地区发展这类项目的潜力巨大,但这些地区可能离其主要市场相当远。Douglas强调,“如果通过管道输送绿氢,则需要建立专用管道,连接生产商和最终用户。或者绿氢可以以氨的形式进行运输,氨与氮混合后可以运输和销售给诸如肥料生产商之类的消费端。否则,用户将不得不将氨裂解回氮,这将增加成本并导致能量损失”。
为了使绿氢能够如人们所希望的那样成功,需要进行重大投资以克服这些挑战。行业协会Hydrogen Europe的首席执行官Jorgo Chatzimarkakis建议建立认证体系,以确保任何绿氢生产都是由可再生能源驱动的。此外,还需要制定深入研究的交付战略,以确保生产设施与绿氢市场充分连接。目前这在一些项目中已经得到体现,比如西普萨公司(Cepsa)在南欧和北欧之间建立的绿氢通道。
尽管运输成本较高,但国际化大公司已经掌握了像处理天然气一样运输绿氢的成熟技术,但一些公司面对成本而却步。因此,该行业必须降低生产成本,以减轻运输方面的一些压力。尽管绿氢产业仍面临着一些重大挑战,延迟了清洁燃料的大规模部署,但在未来几十年里对该领域的更大投资可能会解决许多问题,并实现全球大规模的绿氢生产。
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