2021年以來(lái)，大型能源企業(yè)及上市公司紛紛上馬綠氫項(xiàng)目，如中石化、國(guó)電投、華能集團(tuán)、中石油等，其他領(lǐng)域企業(yè)如晶科能源、億利集團(tuán)、協(xié)鑫集團(tuán)等也紛紛宣布入局綠氫領(lǐng)域。此形勢(shì)下，有人甚至提出“2021年是綠氫元年”。
氫能根據(jù)制取方式和碳排放量不同，主要分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫。目前國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)量中，有超過(guò)60%的氫屬于灰氫，綠氫占比僅有1-2%，市場(chǎng)仍處于起步階段。眾多企業(yè)于此時(shí)涌入綠氫產(chǎn)業(yè)意欲何為?國(guó)內(nèi)綠氫發(fā)展正在呈現(xiàn)出怎樣的格局?綠氫這條路好走嗎?
綠氫熱：能源企業(yè)、光伏巨頭“入場(chǎng)”
目前國(guó)內(nèi)制氫路線主要有化石能源制氫(包括煤制氫、天然氣制氫等)、工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫。其中以化石能源為原料，通過(guò)自熱重整等方法制造的氫氣被稱為“灰氫”;用化石能源燃料制取且對(duì)釋放二氧化碳進(jìn)行處理的氫氣被稱為“藍(lán)氫”;使用可再生能源發(fā)電電解或者光解制取的氫氣被成為“綠氫”。
綠氫因?yàn)闊o(wú)污染、無(wú)溫室氣體排出，被認(rèn)為是未來(lái)理想的制氫方式， 且在雙碳背景下備受行業(yè)關(guān)注。
高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)統(tǒng)計(jì)顯示，2020年中國(guó)新投資制氫項(xiàng)目約23個(gè)，其中綠氫項(xiàng)目7個(gè)(占比30%)。2021年國(guó)內(nèi)推進(jìn)綠氫項(xiàng)目勢(shì)頭更加強(qiáng)勁：
9月，中石化的首個(gè)兆瓦級(jí)電解水制氫示范項(xiàng)目在中原油田啟動(dòng)建設(shè)。該項(xiàng)目建成后將成全國(guó)最大的兆瓦級(jí)可再生電力電解水制氫工程，每天可生產(chǎn)1.12噸超純氫。
7月，協(xié)鑫集團(tuán)高調(diào)對(duì)外發(fā)布旗下協(xié)鑫新能源的氫能戰(zhàn)略，具體目標(biāo)為：藍(lán)氫——首期建成年產(chǎn)230萬(wàn)噸合成氨，逐步擴(kuò)能至每年400萬(wàn)噸生產(chǎn)規(guī)模，可供應(yīng)國(guó)內(nèi)70萬(wàn)噸藍(lán)氫;綠氫——2025年建設(shè)100座綜合能源站，達(dá)到40萬(wàn)噸年產(chǎn)能。
6月15日，國(guó)電投氫能與承德人民政府簽署氫能領(lǐng)域戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將共建京津冀綠氫供給基地，推動(dòng)可再生能源發(fā)電與制氫協(xié)同發(fā)展，加快交通、供能領(lǐng)域化石能源代替。
3月31日，隆基股份正式注冊(cè)成立西安隆基氫能科技有限公司(下稱“隆基氫能”)。隆基股份的創(chuàng)始人李振國(guó)親自擔(dān)任董事長(zhǎng)、總經(jīng)理，公司將在光伏制氫等方面展開(kāi)深入布局。
2021年，陽(yáng)光電源也正式成立了陽(yáng)光氫能科技有限公司，深入開(kāi)展電解水制氫業(yè)務(wù)。晶科科技公開(kāi)對(duì)外表示，將布局綠電交易、碳交易和光伏制氫等產(chǎn)業(yè)，并首次提出光伏“同心圓”的發(fā)展模式。
大型能源企業(yè)、光伏巨頭均在布局綠氫產(chǎn)業(yè)。它們?nèi)绱藶楹未笠?guī)模涉足綠氫?
背后動(dòng)因：助力各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)脫碳
“這是外因和內(nèi)因兩個(gè)方面的驅(qū)動(dòng)。”一位氫能業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，外因是國(guó)家3060雙碳目標(biāo)的設(shè)定，對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)有了直接的刺激，這必然會(huì)帶來(lái)更多的產(chǎn)業(yè)外資本進(jìn)入氫能領(lǐng)域;內(nèi)因是，中國(guó)光伏發(fā)電成功實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，多數(shù)光伏企業(yè)自身發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期或平臺(tái)期，需要找到新的發(fā)展方向。
除了以上兩大原因，光伏企業(yè)們?nèi)刖志G氫也都是深思熟慮。陽(yáng)光電源氫能事業(yè)部營(yíng)銷總監(jiān)方偉透露，公司早在2016年就在公司內(nèi)部成立了氫能的研究小組，最終選擇氫能業(yè)務(wù)有兩個(gè)主要原因：一是因?yàn)闅淠艿陌l(fā)展逐漸被大家所關(guān)注，重要性在不斷增強(qiáng);二是氫能與公司的主業(yè)(新能源)結(jié)合的非常緊密。
隆基的氫能戰(zhàn)略也有類似的考慮。隆基氫能副總經(jīng)理王英歌表示：“隆基拓展氫能業(yè)務(wù)有兩個(gè)方面的考慮，作為光伏企業(yè)，隆基擁有全套的光伏解決方案，我們希望利用光伏的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與電解水制氫結(jié)合。另外一點(diǎn)是中國(guó)在提出雙碳目標(biāo)之后，除了電力領(lǐng)域需要深化清潔能源對(duì)化石能源的替代，還有很多領(lǐng)域是目前可再生能源難以實(shí)現(xiàn)脫碳的。”
一言蔽之，在自身發(fā)展需要新的方向，以及“3060雙碳目標(biāo)”涉及整個(gè)國(guó)家方方面面的背景下，光伏企業(yè)憑借自身光伏技術(shù)優(yōu)勢(shì)，踏上了助力國(guó)家多個(gè)工業(yè)門類以及生產(chǎn)生活多個(gè)領(lǐng)域通過(guò)使用綠氫進(jìn)行脫碳的道路。
“可再生能源發(fā)電或者說(shuō)綠電可以保證我們的電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)100%的脫碳。但并不是全世界所有的工業(yè)門類以及生產(chǎn)生活的所有領(lǐng)域都可以實(shí)現(xiàn)電氣化。在無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣化的領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)脫碳的一個(gè)必經(jīng)之路就是使用綠氫。”西門子新能源業(yè)務(wù)全球首席戰(zhàn)略官兼新能源亞太區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人趙作智表示。
發(fā)展挑戰(zhàn)：多只“攔路虎”擋道
我國(guó)發(fā)展綠氫已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)條件：比如風(fēng)資源、光資源和水電資源豐富，2020年全國(guó)棄風(fēng)電量166.1億千瓦時(shí)，棄光電量52.6億千瓦時(shí)，主要河流棄水電量301億千瓦時(shí)。此外，在所有影響綠氫制造的成本因素中，電價(jià)是最大的限制性因素，目前這一限制因素也基本不存在，甚至說(shuō)還為綠氫大規(guī)模制備提供了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。
“20年前光伏發(fā)電是5元/度，2021年國(guó)家電投在四川報(bào)出的上網(wǎng)價(jià)是0.15元/度，沙特阿拉伯的一個(gè)項(xiàng)目也報(bào)出1.04美分/度。” 上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士黃震認(rèn)為，通過(guò)電力系統(tǒng)的深度脫碳和可再生能源的替代，可實(shí)現(xiàn)“綠氫”的大規(guī)模應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)零碳排放。
這些已有條件一定程度應(yīng)該也是眾多企業(yè)入局綠氫的重要原因。但是，這并不等于發(fā)展綠氫就“一片坦途”，它所面臨挑戰(zhàn)也是巨大的。
其一，風(fēng)光水電資源在我國(guó)呈現(xiàn)出極強(qiáng)的地域性，比如西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富且開(kāi)發(fā)潛力巨大，但是缺乏廣泛的氫能應(yīng)用市場(chǎng)，氫能應(yīng)用市場(chǎng)當(dāng)前主要集中在東南沿海地區(qū)。那么是否可將氫氣從西北地區(qū)運(yùn)輸?shù)綎|南地區(qū)?目前氫氣通過(guò)管道運(yùn)輸還存在技術(shù)上的難題。
“目前氫氣通過(guò)管道運(yùn)輸還存在技術(shù)上的難題。”國(guó)內(nèi)一家氫氣運(yùn)輸設(shè)備制造商負(fù)責(zé)人說(shuō)，“除非對(duì)現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行大規(guī)模的改造，否則管輸氫氣很可能存在較大隱患。而用罐車運(yùn)輸氫氣，較為經(jīng)濟(jì)的輻射半徑大概在以氫氣制造為中心的500公里范圍內(nèi)。”
其二，相對(duì)于灰氫和藍(lán)氫，綠氫依然缺乏經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)階段綠氫最大的優(yōu)勢(shì)是零碳排放，但碳排放偏偏對(duì)用戶缺乏經(jīng)濟(jì)性約束。
“現(xiàn)在單純讓綠氫和煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)品制氫相比，成本還是相對(duì)較高的。”王英歌說(shuō)。不過(guò)他預(yù)測(cè)，未來(lái)中國(guó)各地區(qū)會(huì)有更強(qiáng)的碳排放約束，以及逐漸完善的覆蓋全行業(yè)的碳市場(chǎng)。這些因素都會(huì)增加化石能源制氫的成本，有利于綠氫的發(fā)展。
其三，補(bǔ)貼方面，綠氫企業(yè)可能不會(huì)得到國(guó)家的直接補(bǔ)貼?，F(xiàn)已有人預(yù)測(cè)國(guó)家可能會(huì)更加傾向于支持氫能的用能端，而且不再過(guò)多地使用直接補(bǔ)貼。“例如部分城市出臺(tái)對(duì)于氫燃料汽車的支持政策或者是其他使用綠氫工業(yè)項(xiàng)目可以得到其他政策。”一位大連化物所相關(guān)人士表示。這一點(diǎn)意味，綠氫企業(yè)在發(fā)展上基本沒(méi)有外援，只能“靠自己”。
多只“攔路虎”擋道下，有相關(guān)人士表示，綠氫是很好的技術(shù)方向，但是它要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有很大的難度，需要很長(zhǎng)的時(shí)間。綠氫行業(yè)未來(lái)不可預(yù)期的大量投入——包括時(shí)間投入和資本投入，都需要企業(yè)有充足的思想準(zhǔn)備。
