綠氫市場化面臨產(chǎn)業(yè)鏈碳排放挑戰(zhàn)

能源咨詢公司伍德麥肯茲近期發(fā)表文章指出，盡管當(dāng)前綠氫制作成本較高，但隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，綠氫將更具競爭力，成為未來新能源領(lǐng)域的一匹“黑馬”。能源公司和其他市場主體應(yīng)尋求降低綠氫產(chǎn)業(yè)鏈碳排放強(qiáng)度，以更好地實(shí)現(xiàn)綠氫的市場化開發(fā)和供應(yīng)。

 

真正的綠氫碳強(qiáng)度極低，僅為藍(lán)氫的二十分之一，灰氫的五十分之一，以及棕氫的百分之一。但前提是綠氫必須使用可再生能源生產(chǎn)，而太陽能和風(fēng)能的波動(dòng)性會(huì)降低電解槽的利用率，從而推高成本。目前大多數(shù)電網(wǎng)還并不能實(shí)現(xiàn)凈零排放，依賴電網(wǎng)供電制氫將提升所產(chǎn)綠氫的碳排放強(qiáng)度。根據(jù)粗略計(jì)算，完全依賴電網(wǎng)電力生產(chǎn)的電解氫，其碳排放強(qiáng)度甚至?xí)^棕氫。一種解決方案是在可再生能源停機(jī)期間再將電解槽接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，以最大限度地提高可再生能源的利用率。

 

目前，原始設(shè)備制造商（OEMs）青睞的質(zhì)子交換膜（PEM）技術(shù)允許開發(fā)者將氫氣生產(chǎn)與可再生能源發(fā)電相結(jié)合。相關(guān)部門正在制定規(guī)范，確保即將投入市場的綠氫符合環(huán)保和能效標(biāo)準(zhǔn)。歐盟已出臺(tái)對(duì)電網(wǎng)連接電解槽使用的限制措施，美國制定了在電解槽使用電力和可再生能源方面的具體規(guī)則，日本、加拿大、印度等國家也在積極跟進(jìn)。對(duì)于開發(fā)商而言，最直接的方案是通過綠色電力購買協(xié)議（PPA）采購百分百清潔能源。然而在實(shí)際操作中，開發(fā)商在大多數(shù)電力市場難以找到符合其規(guī)模和期限要求的電力購買協(xié)議。

 

全球范圍內(nèi)交易的氫能供應(yīng)將主要產(chǎn)自沙特、澳大利亞等可再生能源資源豐富的國家，之后出口至歐洲和北亞等全球主要需求中心。一旦將氫氣的轉(zhuǎn)換、壓縮、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)全面納入考量，其排放強(qiáng)度的評(píng)估結(jié)果就會(huì)完全不同。要將密度較低的氫氣通過海運(yùn)進(jìn)行運(yùn)輸，必須將其進(jìn)行壓縮或液化處理，或者轉(zhuǎn)化為氨、甲醇等衍生物。分析表明，氨氣的合成、運(yùn)輸和裂解將使大多數(shù)用于出口的綠氫的排放強(qiáng)度增加20%~25%。

 

當(dāng)前的最優(yōu)選擇是使用100%可再生能源生產(chǎn)的綠氫，其排放強(qiáng)度低于歐盟規(guī)定的上限，但大多數(shù)開發(fā)商難以達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，僅有水資源豐富的挪威能夠在大規(guī)模生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)100%的可再生能源供應(yīng)。在中東、美國和澳大利亞的大多數(shù)綠氫項(xiàng)目可能不得不使用當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電力?？紤]到氨和運(yùn)輸因素，這些綠氫項(xiàng)目的碳強(qiáng)度不僅會(huì)超過歐盟的標(biāo)準(zhǔn)閾值，還可能達(dá)到甚至超過同一國家的藍(lán)氫項(xiàng)目。

 

綠氫從制氫端實(shí)現(xiàn)低碳甚至零碳排放，而棕氫、灰氫、藍(lán)氫在生產(chǎn)過程中會(huì)釋放大量碳排放，業(yè)界普遍認(rèn)為綠氫將主導(dǎo)未來的氫氣供應(yīng)市場。然而，對(duì)于蓬勃發(fā)展的綠氫行業(yè)而言，如何降低產(chǎn)業(yè)鏈碳排放強(qiáng)度將是一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。伍德麥肯茲指出，通過綠色電力購買協(xié)議（PPA）增強(qiáng)可再生能源的接入，或許是推進(jìn)凈零排放戰(zhàn)略中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。