這是困擾大家很多年的問題,也是個(gè)很有意思的問題。氫能發(fā)展到現(xiàn)在,跌宕起伏也快15年了,那么氫能到底是不是“偽命題”,我們結(jié)合這些年的經(jīng)驗(yàn),再來回顧下? 要從不同角度看:
為什么有人覺得氫能是偽命題
- 效率問題:氫氣的制取、儲(chǔ)運(yùn)和利用過程中損失很大(電解水制氫→壓縮/液化→運(yùn)輸→燃料電池發(fā)電,全鏈條效率可能只有 25–35%),遠(yuǎn)低于“電直接用電”的效率。
- 成本高:目前綠氫(可再生電力電解水)成本大約是 20–40 元/kg,而化石燃料氫(灰氫)只要 8–12 元/kg,經(jīng)濟(jì)性差距大。
- 基礎(chǔ)設(shè)施不足:加氫站、運(yùn)輸管網(wǎng)、儲(chǔ)氫材料還不完善,建設(shè)成本高。
- 競爭路線多:電池、電氣化、甲醇、氨等能源載體都在搶賽道,氫能的獨(dú)特性是否足夠強(qiáng)備受質(zhì)疑。
為什么氫能又被認(rèn)為是未來關(guān)鍵能源
- 可再生能源的“儲(chǔ)能媒介”:風(fēng)光電波動(dòng)大,氫能可以作為長周期、大規(guī)模儲(chǔ)能的手段。
- 難以電氣化的行業(yè)需要?dú)?/strong>:如鋼鐵(直接還原鐵 DRI)、化工(氨、甲醇)、水泥、航運(yùn)、航空,這些行業(yè)幾乎沒有電氣化替代方案。
- 脫碳需求驅(qū)動(dòng):全球“碳中和”目標(biāo)讓氫氣有了政策加持,歐美、日韓都在砸錢推動(dòng)氫能戰(zhàn)略。
- 技術(shù)進(jìn)步在加速:電解槽、液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫(LOHC)、固態(tài)儲(chǔ)氫、氫燃料電池車等技術(shù)近幾年成本下降明顯。
總結(jié)
- 如果把氫能理解為“像電池一樣,全面替代電”,那確實(shí)有點(diǎn)偽命題,因?yàn)樾屎统杀径疾粍澦恪?/span>
- 但如果把氫能看成“能源體系中的補(bǔ)充角色”,尤其是長周期儲(chǔ)能 + 工業(yè)原料 + 難電氣化領(lǐng)域的脫碳,它就是必需的,而不是偽命題。
一句話總結(jié):氫能不是萬能的,但在特定場景是不可替代的。
氫能是偽命題嗎?
1) 能效(chain efficiency)
正方要點(diǎn):
- 氫作為能量載體,便于跨季節(jié)、大規(guī)模儲(chǔ)能;在需要高能量密度/遠(yuǎn)距離輸送時(shí)有優(yōu)勢。
- 某些流程(如工業(yè)高溫供熱、化學(xué)原料)本身不適合直接電氣化,使用氫或合成氣可避免效率陷阱。
反方要點(diǎn):
- 從可再生電→電解→壓縮/液化→運(yùn)輸→終端(燃料電池/燃燒)全鏈路的往返效率較低(常見估計(jì)鏈路效率在 20–40% 區(qū)間),相比直接用電損失大。
2) 成本
正方要點(diǎn):
- 隨著電解槽/電池/可再生電力規(guī)模化,綠氫的長期成本有顯著下降潛力。
- 在政策補(bǔ)貼、碳價(jià)或碳邊界調(diào)整下,氫的相對經(jīng)濟(jì)性會(huì)提升。
反方要點(diǎn):
- 當(dāng)前“綠氫”單位成本普遍高于化石氫與直接使用化石燃料,短期內(nèi)商業(yè)化規(guī)模化應(yīng)用受限。
- 氫的儲(chǔ)運(yùn)和加注網(wǎng)絡(luò)需要巨額前期投資,回收期長。
3) 基礎(chǔ)設(shè)施與物流
正方要點(diǎn):
- 可通過現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)改造、氨/LOHC 中轉(zhuǎn)、液化運(yùn)輸?shù)榷嗦窂骄徑夥职l(fā)問題。
- 海運(yùn)與陸運(yùn)在長距離場景已有試點(diǎn)(氨、液態(tài)氫運(yùn)輸概念)。
反方要點(diǎn):
- 全球加氫站數(shù)量和管網(wǎng)覆蓋遠(yuǎn)低于電網(wǎng)或加油網(wǎng)絡(luò),短期內(nèi)無法支撐大規(guī)模應(yīng)用。
- 液氫儲(chǔ)運(yùn)有低溫/高壓安全與損耗問題(蒸發(fā)損失)。
4) 應(yīng)用場景(哪里適合氫)
正方要點(diǎn):
- 難以電氣化的行業(yè):鋼鐵(DRI)、重工業(yè)高溫?zé)嵩础⒒ぴ希ê铣砂薄⒓状迹⒅剌d航運(yùn)、部分航運(yùn)與航空燃料中和路徑。
- 在這些領(lǐng)域,氫/氨/合成燃料是可行的脫碳替代方案。
反方要點(diǎn):
- 乘用車與多數(shù)輕型運(yùn)輸可以用電池解決;在這些大規(guī)模需求端氫競爭力不足,可能造成資源錯(cuò)配。
5) 技術(shù)成熟度
正方要點(diǎn):
- PEM/堿性電解/固體氧化物等電解技術(shù)和燃料電池在近十年有顯著進(jìn)步,部分已商業(yè)化。
- 制備、儲(chǔ)運(yùn)與催化材料的研發(fā)持續(xù)推進(jìn),成本曲線向下。
反方要點(diǎn):
- 某些關(guān)鍵材料(如銥、鉑)價(jià)格與供應(yīng)制約仍存在;長壽命、低成本電解槽與大規(guī)模電解產(chǎn)線仍在擴(kuò)展期。
6) 環(huán)境影響與生命周期排放
正方要點(diǎn):
- 使用可再生電力制氫(綠氫)幾乎可以實(shí)現(xiàn)零碳?xì)涔?yīng)鏈,是實(shí)現(xiàn)深度脫碳的工具之一。
反方要點(diǎn):
- 若電力來自化石能源(灰氫/藍(lán)氫伴隨CCS),整體減排效果會(huì)大打折扣;此外甲烷泄漏等上游問題也可能抵消部分減排。
7) 政策、監(jiān)管與投資環(huán)境
正方要點(diǎn):
- 多國將氫列為國家戰(zhàn)略方向(補(bǔ)貼、研發(fā)資助、示范項(xiàng)目、碳價(jià))。
- 政策推動(dòng)可顯著降低市場門檻并促進(jìn)規(guī)模化。
反方要點(diǎn):
- 高度依賴政策支持,若政策方向改變或補(bǔ)貼收緊,經(jīng)濟(jì)模型可能崩壞;存在“政策驅(qū)動(dòng)的泡沫”風(fēng)險(xiǎn)。
8) 產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈
正方要點(diǎn):
- 氫經(jīng)濟(jì)可以催生新的制造業(yè)和就業(yè)(電解槽制造、燃料電池、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備)。
- 本地化生產(chǎn)有助于能源安全與產(chǎn)業(yè)升級。
反方要點(diǎn):
- 關(guān)鍵材料(催化劑、隔膜、壓縮機(jī)等)供應(yīng)集中,短期內(nèi)可能出現(xiàn)瓶頸與成本上行。
9) 風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)
正方要點(diǎn)(對沖策略):
- 可通過多技術(shù)路線并行(如:氨、LOHC、甲醇中轉(zhuǎn))分散風(fēng)險(xiǎn);政府可提供長期合約與貸款保證。
反方要點(diǎn):
- 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場需求不確定、巨額前期資本與安全風(fēng)險(xiǎn)(高壓/低溫)都是現(xiàn)實(shí)障礙;若商業(yè)化不成功,會(huì)造成資產(chǎn)擱淺。
10) 可擴(kuò)展性與時(shí)間窗口
正方要點(diǎn):
- 長期看,隨著可再生電力擴(kuò)容與電解規(guī)模化,氫可大幅擴(kuò)展以服務(wù)工業(yè)、運(yùn)輸與能源存儲(chǔ)。
反方要點(diǎn):
- 在短中期(5–15 年),可再生電力的優(yōu)先級可能更適合直接電氣化,有限的可再生電用于制氫會(huì)與其他脫碳需求產(chǎn)生競爭。
總結(jié)
- 中立:氫不是萬能鑰匙,但在“高溫/化工/難電氣化運(yùn)輸/長期儲(chǔ)能”這些特定場景幾乎不可替代;對乘用車與短途運(yùn)輸,優(yōu)先發(fā)展電氣化更有成本與效率優(yōu)勢。
- 樂觀:在強(qiáng)政策驅(qū)動(dòng)、快速降本與可再生電力過剩的情境下,氫將成為關(guān)鍵的零碳能源載體,尤其在工業(yè)與長距離運(yùn)輸領(lǐng)域。
- 謹(jǐn)慎:在補(bǔ)貼撤回或碳價(jià)不足的情形下,氫投資風(fēng)險(xiǎn)高,需謹(jǐn)慎選擇先導(dǎo)示范項(xiàng)目并強(qiáng)調(diào)靈活性。
當(dāng)然話說回來,現(xiàn)階段還討論這些是沒有意義的。最有意義的莫過于將綠氫真正的利用起來,行動(dòng)起來才是現(xiàn)階段要做的!