這是困擾大家很多年的問題,也是個很有意思的問題。氫能發展到現在,跌宕起伏也快15年了,那么氫能到底是不是“偽命題”,我們結合這些年的經驗,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、儲運和利用過程中損失很大(電解水制氫→壓縮/液化→運輸→燃料電池發電,全鏈條效率可能只有 25–35%),遠低于“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,經濟性差距大。
- 基礎設施不足:加氫站、運輸管網、儲氫材料還不完善,建設成本高。
- 競爭路線多:電池、電氣化、甲醇、氨等能源載體都在搶賽道,氫能的獨特性是否足夠強備受質疑。
為什么氫能又被認為是未來關鍵能源
- 可再生能源的“儲能媒介”:風光電波動大,氫能可以作為長周期、大規模儲能的手段。
- 難以電氣化的行業需要氫:如鋼鐵(直接還原鐵 DRI)、化工(氨、甲醇)、水泥、航運、航空,這些行業幾乎沒有電氣化替代方案。
- 脫碳需求驅動:全球“碳中和”目標讓氫氣有了政策加持,歐美、日韓都在砸錢推動氫能戰略。
- 技術進步在加速:電解槽、液態有機儲氫(LOHC)、固態儲氫、氫燃料電池車等技術近幾年成本下降明顯。
總結
- 如果把氫能理解為“像電池一樣,全面替代電”,那確實有點偽命題,因為效率和成本都不劃算。
- 但如果把氫能看成“能源體系中的補充角色”,尤其是長周期儲能 + 工業原料 + 難電氣化領域的脫碳,它就是必需的,而不是偽命題。
一句話總結: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:
- 氫作為能量載體,便于跨季節、大規模儲能;在需要高能量密度/遠距離輸送時有優勢。
- 某些流程(如工業高溫供熱、化學原料)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:
- 從可再生電→電解→壓縮/液化→運輸→終端(燃料電池/燃燒)全鏈路的往返效率較低(常見估計鏈路效率在 20–40% 區間),相比直接用電損失大。
2) 成本
正方要點:
- 隨著電解槽/電池/可再生電力規模化,綠氫的長期成本有顯著下降潛力。
- 在政策補貼、碳價或碳邊界調整下,氫的相對經濟性會提升。
反方要點:
- 當前“綠氫”單位成本普遍高于化石氫與直接使用化石燃料,短期內商業化規模化應用受限。
3) 基礎設施與物流
正方要點:
- 可通過現有天然氣管網改造、氨/LOHC 中轉、液化運輸等多路徑緩解分發問題。
- 海運與陸運在長距離場景已有試點(氨、液態氫運輸概念)。
反方要點:
- 全球加氫站數量和管網覆蓋遠低于電網或加油網絡,短期內無法支撐大規模應用。
4) 應用場景(哪里適合氫)
正方要點:
- 難以電氣化的行業:鋼鐵(DRI)、重工業高溫熱源、化工原料(合成氨、甲醇)、重載航運、部分航運與航空燃料中和路徑。
- 在這些領域,氫/氨/合成燃料是可行的脫碳替代方案。
反方要點:
- 乘用車與多數輕型運輸可以用電池解決;在這些大規模需求端氫競爭力不足,可能造成資源錯配。
5) 技術成熟度
正方要點:
- PEM/堿性電解/固體氧化物等電解技術和燃料電池在近十年有顯著進步,部分已商業化。
- 制備、儲運與催化材料的研發持續推進,成本曲線向下。
反方要點:
- 某些關鍵材料(如銥、鉑)價格與供應制約仍存在;長壽命、低成本電解槽與大規模電解產線仍在擴展期。
6) 環境影響與生命周期排放
正方要點:
- 使用可再生電力制氫(綠氫)幾乎可以實現零碳氫供應鏈,是實現深度脫碳的工具之一。
反方要點:
- 若電力來自化石能源(灰氫/藍氫伴隨CCS),整體減排效果會大打折扣;此外甲烷泄漏等上游問題也可能抵消部分減排。
7) 政策、監管與投資環境
正方要點:
- 多國將氫列為國家戰略方向(補貼、研發資助、示范項目、碳價)。
反方要點:
- 高度依賴政策支持,若政策方向改變或補貼收緊,經濟模型可能崩壞;存在“政策驅動的泡沫”風險。
8) 產業鏈與供應鏈
正方要點:
- 氫經濟可以催生新的制造業和就業(電解槽制造、燃料電池、儲運設備)。
反方要點:
- 關鍵材料(催化劑、隔膜、壓縮機等)供應集中,短期內可能出現瓶頸與成本上行。
9) 風險與挑戰
正方要點(對沖策略):
- 可通過多技術路線并行(如:氨、LOHC、甲醇中轉)分散風險;政府可提供長期合約與貸款保證。
反方要點:
- 技術風險、市場需求不確定、巨額前期資本與安全風險(高壓/低溫)都是現實障礙;若商業化不成功,會造成資產擱淺。
10) 可擴展性與時間窗口
正方要點:
- 長期看,隨著可再生電力擴容與電解規模化,氫可大幅擴展以服務工業、運輸與能源存儲。
反方要點:
- 在短中期(5–15 年),可再生電力的優先級可能更適合直接電氣化,有限的可再生電用于制氫會與其他脫碳需求產生競爭。
總結
- 中立:氫不是萬能鑰匙,但在“高溫/化工/難電氣化運輸/長期儲能”這些特定場景幾乎不可替代;對乘用車與短途運輸,優先發展電氣化更有成本與效率優勢。
- 樂觀:在強政策驅動、快速降本與可再生電力過剩的情境下,氫將成為關鍵的零碳能源載體,尤其在工業與長距離運輸領域。
- 謹慎:在補貼撤回或碳價不足的情形下,氫投資風險高,需謹慎選擇先導示范項目并強調靈活性。
當然話說回來,現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,行動起來才是現階段要做的!