氫能被稱為“21世紀(jì)終極能源”，近年來備受資本與市場青睞，綠氫產(chǎn)業(yè)鑼鼓喧天，一路狂飆。但去年以來，全球綠氫產(chǎn)業(yè)正經(jīng)受破局前的陣痛，項目叫停、審批收緊、投資遇冷，讓行業(yè)剛剛集聚的熱度驟然降溫。突破還有多遠(yuǎn)？
綠氫已成為繼新能源和動力電池之后，又一個全球投資“新寵”。綠氫產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷數(shù)年產(chǎn)業(yè)鋪墊后，正加速發(fā)展。全球已有30多個國家推出綠氫戰(zhàn)略及相關(guān)政策。圍繞綠氫產(chǎn)業(yè)出爐的各類激勵政策、各類投融資項目大有“亂花漸欲迷人眼”之勢。 目前，全球已有30多個國家推出綠氫戰(zhàn)略，制定氫能發(fā)展路線圖，并出臺了一系列氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和支持政策。 日本早在2017年就推出了《基本氫能戰(zhàn)略》，計劃在2030年形成30萬噸/年的供應(yīng)能力，建設(shè)加氫站900座。目前日本氫能和燃料電池技術(shù)專利數(shù)量居全球第一，燃料電池汽車和家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)已步入商業(yè)化推廣早期階段。 美國和歐洲部分國家氫能也從技術(shù)研發(fā)走向產(chǎn)業(yè)推廣階段，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游都已出現(xiàn)代表性企業(yè)，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也處于全球領(lǐng)先地位。歐盟2020年發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》和《歐盟能源系統(tǒng)整合策略》，希望在2050年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，并向法國、德國、意大利、葡萄牙、西班牙和瑞典撥款近7億歐元補貼綠氫項目，計劃到2030年，綠氫規(guī)模擴(kuò)大到1000萬噸。美國能源部宣布將向15個氫能項目提供近6200萬美元資金，加速下一代清潔氫能技術(shù)研發(fā)，包括氫燃料電池、標(biāo)準(zhǔn)化加氫站等。在中國，大量新能源企業(yè)早在2021年就開始布局綠氫業(yè)務(wù)。 2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局公布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》，引爆氫能市場。同時，中國還將氫能正式納入《能源法》管理范疇。國務(wù)院明確提出推進(jìn)氫能全鏈條發(fā)展、完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)以及建立健全氫能標(biāo)準(zhǔn)。二十多個省份及多個城市已出臺氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。2024年兩會，“加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展”首次被寫入政府工作報告，各省市也積極跟進(jìn)出臺各類氫能發(fā)展政策，氫能已不容置疑地成為了國家未來能源體系的重要組成部分。工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、國家能源局還搶在2024年的末尾，聯(lián)合發(fā)布實施了《加快工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用實施方案》，《實施方案》聚焦清潔低碳?xì)涮娲?，氫冶金，氫碳制綠色甲醇，氫氮制綠色氨，氫燃料電池汽車，氫動力船舶、航空、軌道交通，氫電融合工業(yè)綠色微電網(wǎng)等應(yīng)用場景，系統(tǒng)提出30項具體工作任務(wù)，加快技術(shù)裝備升級，打造產(chǎn)業(yè)升級新增長極。 政策驅(qū)動之下，中國綠色氫氨醇項目猶如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。截至目前，已有逾50家央企、40家國企布局氫能及其裝備。同時，遠(yuǎn)景能源、明陽集團(tuán)、金風(fēng)科技等民企也紛紛入局，投資風(fēng)光氫氨醇一體化項目。 盡管政策支持不斷，行業(yè)熱情高亢，但綠氫豐滿的理想，最終還是撞上了骨感的市場現(xiàn)實。不到一年時間，綠氫市場由熱轉(zhuǎn)冷，急轉(zhuǎn)直下。 去年下半年，內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅等地收緊綠氫項目審批，強化項目落地效率，原因在于實際落地投產(chǎn)項目遠(yuǎn)不及預(yù)期。部分企業(yè)為占據(jù)地方新能源消納指標(biāo)，出現(xiàn)了大量項目備而不建的情況。截至去年6月，我國規(guī)劃的綠色甲醇項目有109個，累計年產(chǎn)能超過5000萬噸，但真正開工的項目卻很少。與此同時，歐美的綠氫項目同樣驟然遇冷。普華永道報告稱，歐盟在制氫項目建設(shè)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了軌道。雖然歐盟已經(jīng)宣布了205吉瓦的項目——足以實現(xiàn)其氣候目標(biāo)——但幾乎所有宣布的清潔氫項目仍處于概念或演示階段。 國際能源署署長法提赫·比羅爾強調(diào)應(yīng)加大措施刺激需求。他警告稱，當(dāng)前的需求目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于政府的生產(chǎn)目標(biāo)。根據(jù)數(shù)據(jù)，全球綠氫的需求不足規(guī)劃產(chǎn)能的10%，很多此前規(guī)劃十分“美好”的大型綠氫項目都告擱淺。2024年4月，德國能源公司Uniper推遲在荷蘭鹿特丹港口的綠氫示范項目；5月，德國RWE公司宣布海上風(fēng)電制氫項目AquaVentus暫停；7月，德國漢諾威的綠氫項目宣布取消；8月，丹麥風(fēng)電開發(fā)商沃旭能源中止歐洲綠色甲醇項目；10月，丹麥政府宣布丹德綠氫管道項目推遲；德國鋼鐵巨頭蒂森克虜伯考慮停止價值數(shù)十億美元的氫冶金項目；西班牙石油巨頭Repsol宣布暫停西班牙350兆瓦的綠色氫項目。 這些消息導(dǎo)致市場情緒空前低迷，投資人信心受挫。咨詢機構(gòu)Aurora Energy Research歐洲氫能市場負(fù)責(zé)人EmmaWoodward表示，總的來說，去年上半年新建氫能項目遇到的實際問題，要比各公司2-3年前預(yù)期的要困難得多。美國氫能設(shè)備制造商PlugPower的首席執(zhí)行官AndyMarsh表示，大家最初對綠氫的發(fā)展速度抱有不切實際的期望。施羅德主題股票主管MarkLacey則直言：綠氫仍然不可投資，“就投資而言，它是垃圾?！?/span> 痛定思痛，全球都在關(guān)注，綠氫產(chǎn)業(yè)何時能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的突破？從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度，實現(xiàn)突破首先必須要有經(jīng)濟(jì)競爭力，綠氫成本要降到10元/千克左右，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于藍(lán)氫；要形成規(guī)模效應(yīng)，在工業(yè)、交通、能源各領(lǐng)域全面應(yīng)用，年消費總量超過1000萬噸；形成較為完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)布局合理有序，不需補貼等政策支持，即可良性自我循環(huán)，實現(xiàn)由政策和市場雙重驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變。實現(xiàn)突破，首先要理清綠氫“乍暖還寒”的困局背后，到底隱藏著哪些難言之隱？
當(dāng)前商業(yè)化的綠氫項目主要采用堿性電解槽和質(zhì)子交換膜電解槽。堿性電解槽技術(shù)最為成熟，制氫效率在70%左右，近年來成本快速下降，國內(nèi)招標(biāo)價格已降至1500元/千瓦左右，制氫系統(tǒng)成本約2000元/千瓦，是綠氫項目主要采用的技術(shù)路線。但堿性電解槽調(diào)節(jié)能力有限，無論調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)速度都無法適應(yīng)新能源的波動。質(zhì)子交換膜電解槽調(diào)節(jié)性能好，可較好地適應(yīng)新能源，效率可達(dá)70%~80%，但設(shè)備成本高，成本約6000~7000元/千瓦，是堿性電解槽的 3倍以上。 現(xiàn)有綠氫項目按照全部采用堿性電解槽簡單進(jìn)行成本計算，綠氫、綠氨已經(jīng)具備經(jīng)濟(jì)性。但這種簡單的理想測算并未考慮實際工況，理想的成本測算與新能源實際運行中的成本情況不符，是綠氫氨醇項目“看起來很美，做起來很虧”的主要原因。 以新疆某地規(guī)劃建設(shè)的1.2吉瓦風(fēng)電制氫氨項目為例，當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源年利用小時數(shù)可超過3300，若按風(fēng)電場單位投資2000元/千瓦測算，則風(fēng)電度電成本已經(jīng)低至0.08元/千瓦時；如簡單采用堿性電解槽（2500元/千瓦）制氫，則綠氫成本約為12元/千克，綠氨成本約為2600元/噸。從2017年至2024年，液氨市場價格在2500元-5000元/噸左右波動，據(jù)此價格測算，該項目經(jīng)濟(jì)性似乎較為理想，但這種簡單的理想測算并未考慮實際工況。實際運行中，由于風(fēng)電波動性極大，制氫、氨設(shè)備均無法適應(yīng)，必須加裝大量新型儲能、PEM電解槽、儲氫罐等配套設(shè)施，或接入大電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。對比電網(wǎng)調(diào)節(jié)、儲能+儲氫以及儲氫+燃料電池三種方案，電網(wǎng)調(diào)節(jié)方案經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，但綠氫成本也要增加至近20元/千克，綠氨成本則升至約3800元/噸；如完全脫離電網(wǎng)，僅采用電池儲能來維持工程運行，則綠氫成本要達(dá)到超過40元/千克，綠氨成本接近8000元/噸。
總體而言，綠氫在發(fā)展中主要面臨：經(jīng)濟(jì)競爭力不足，需求不足以及支持政策與補貼不足三大方面問題。 經(jīng)濟(jì)性方面，實際運行電解水制氫成本達(dá)30元/千克，遠(yuǎn)高于灰氫（天然氣制氫或煤制氫）7-10元/千克的制氫成本，與藍(lán)氫（化石能源制氫+CCS）約20元/千克的成本也還有差距。從成本構(gòu)成分析，綠氫中電耗成本最高，占到74%，折舊成本占18%，這兩項就占到了總成本的90%以上。 需求方面，目前94%的氫氣和70%的綠氫消費集中在化工領(lǐng)域，氫主要作為原材料使用；而在能源領(lǐng)域消費需求微乎其微。因此，氫能消費規(guī)模的不足，限制了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 政策支持方面，我國將氫氣列為?；饭芾恚茪漤椖繉徟鷩?yán)格，限制了綠氫的生產(chǎn)和應(yīng)用。同時，我國尚未出臺綠氫補貼政策，僅有內(nèi)蒙古、新疆等部分地區(qū)實施補貼。與歐盟4.5歐元/千克和美國最高3美元/千克的補貼相比，支持力度明顯不足。 此外，我國碳市場目前僅覆蓋電力行業(yè)，而鋼鐵、化工等高排放行業(yè)尚未納入，降低了這些高碳排放行業(yè)實施綠氫改造的積極性。且我國碳價平均在60-100元/噸，遠(yuǎn)低于歐洲的600-800元/噸的水平，低廉的碳價仍無法改變綠氫過于“高貴”的現(xiàn)實。
盡管面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但綠氫產(chǎn)業(yè)并非沒有發(fā)展前景。事實上，2024年全球范圍綠氫氨醇產(chǎn)業(yè)已經(jīng)邁出了市場化的關(guān)鍵一步，并收獲了一些節(jié)點性、標(biāo)志性交易，讓整個產(chǎn)業(yè)為之鼓舞。 例如，全球首例綠氨定價方案正式出爐，阿布扎比的化肥制造商Fertiglobe成功中標(biāo)國際組織H2GlobalFoundation在德國的綠氫衍生物項目，將從H2Global獲得3.97億歐元的資金支持，用于生產(chǎn)綠氨，并銷售到歐洲。中標(biāo)價格顯示，每噸可再生氨大約為811歐元，加上運輸?shù)雀郊映杀荆M(jìn)口成本估算約為每噸1000歐元，相較于傳統(tǒng)合成氨價格高出約1.9倍。此次競標(biāo)不僅促成了綠氨的首次定價，也為未來的可再生氨交易提供了重要價格基準(zhǔn)。 同時，綠色甲醇作為船用燃料也很被看好。世界著名航運巨頭馬士基2023年歲末已經(jīng)與國內(nèi)企業(yè)金風(fēng)科技簽訂了年產(chǎn)50萬噸/年的綠色甲醇長期采購協(xié)議，以支持其首批12艘大型甲醇雙動力船舶低碳運營，這一協(xié)議也是全球首個大規(guī)模綠色甲醇采購協(xié)議，有效期將持續(xù)至2030年后。根據(jù)挪威船級社（DNV）統(tǒng)計，截止到2024年6月底，全球新建甲醇動力船235艘，此外改造甲醇動力船不到200艘，共計約400余艘，以16000TEU船為例，按照綠色甲醇船用使用50%比例，每個月航線23天計算，預(yù)計4-5年后綠色甲醇需求量約為1100萬噸/年。目前被廣泛報道國際航運巨頭對綠色甲醇的采購價格高達(dá)1000美元/噸以上。但是這一價格并非規(guī)模化之后的定價，市場普遍預(yù)測規(guī)?；?，航運巨頭對綠色甲醇的采購價格很可能會在4000-5500元/噸左右。 一系列實質(zhì)性市場交易的達(dá)成，猶如給綠氫產(chǎn)業(yè)注入了一針強心劑，再次點燃了市場對綠氫產(chǎn)業(yè)的信心。使人們相信，全球綠氫市場爆發(fā)的奇點不久將至。
然而，從0到1固然難得，從1到N卻仍是挑戰(zhàn)。怎樣才能讓綠氫不再僅限馬士基等巨頭來消費，而是成為能源、化工等各個領(lǐng)域的普通消費品？首先，要讓綠氫“用得起”，比藍(lán)氫更便宜。 具體來看，一方面要“降成本”。電費成本是絕對大頭，占綠氫成本構(gòu)成的70%以上。據(jù)測算，當(dāng)電價為0.3元/千瓦時，堿性電解水制氫、PEM電解水制氫成本分別為19元/千克、28元/千克；電價下降到0.2元/千瓦時，成本分別下降到13和23元/千克。隨著風(fēng)光新能源發(fā)電成本的快速下降，預(yù)計到2030年，我國西部、北部地區(qū)的風(fēng)、光發(fā)電成本將降至0.1-0.13元/千瓦時，綠氫成本有望降至15元/千克以下，相比藍(lán)氫（17-20元/千克）更加便宜。電解槽是另一個降本主體。據(jù)研究機構(gòu)香橙會研究院統(tǒng)計，國內(nèi)堿性電解槽公開招投標(biāo)均價已從2021年的300萬/兆瓦降至當(dāng)前140萬/兆瓦的成本線；PEM電解槽中標(biāo)均價也從2021年的1000萬/兆瓦降至當(dāng)前約600萬/兆瓦的成本線。不過電解槽仍然有巨大技術(shù)進(jìn)步和成本下降空間。
數(shù)據(jù)來源：H2 Plus Data
在傳統(tǒng)化工行業(yè)，灰氫轉(zhuǎn)綠氫的生產(chǎn)流程改動小，部分基礎(chǔ)設(shè)施可通用?；ば袠I(yè)有望率先實現(xiàn)綠氫的推廣應(yīng)用，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破口。預(yù)計到2030年，化工行業(yè)綠氫用量將達(dá)300萬噸，占綠氫總消費量的60%。 到2035年，隨著新能源發(fā)電成本下降和制氫技術(shù)成熟，綠氫成本有望降至10元/千克，與灰氫相當(dāng)。 另一方面要“提技術(shù)”。以制氫為突破，以各領(lǐng)域用氫和大規(guī)模儲輸氫為重點，實現(xiàn)新能源的構(gòu)網(wǎng)型電解水制氫技術(shù)，寬負(fù)荷波動的柔性合成氨、甲醇工藝等技術(shù)突破，引領(lǐng)全產(chǎn)業(yè)鏈、各環(huán)節(jié)技術(shù)升級。 例如，堿性電解槽需更靈活，更好適應(yīng)風(fēng)光發(fā)電波動性；PEM電解槽降低貴金屬催化劑負(fù)載量，開發(fā)性能更優(yōu)異的隔膜、雙極板等關(guān)鍵材料，降低成本；高溫固體氧化物電解槽提高材料耐久性，實現(xiàn)從試驗示范向商業(yè)化的突破；優(yōu)化新能源與多種制氫設(shè)備的協(xié)同控制技術(shù)，實現(xiàn)更好匹配。 此外，還要“增收益”。將綠氫移出?；贩懂牐袨槌Ｒ?guī)能源消費品加強政策引導(dǎo)。出臺稅收優(yōu)惠、補貼等激勵措施，完善碳市場建設(shè)。因地制宜對綠氫提供補貼，根據(jù)風(fēng)光資源、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)條件，提供1-3美元/千克的補貼。推動綠氫化工、氫能交通以及綠氨、綠甲醇等綠色氫基能源的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，加快構(gòu)建綠色氫能制儲輸用全產(chǎn)業(yè)鏈的良性生態(tài)圈。 第二是要“用的足”，近期，以化工產(chǎn)業(yè)為突破口，實現(xiàn)綠氫替代藍(lán)氫、灰氫，擴(kuò)大綠氫消費量，從而吸引投資，帶動技術(shù)、產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。隨著能源、交通行業(yè)脫碳進(jìn)程的深入，氣電摻氫、煤電摻氨、船用綠色甲醇燃料、綠色航煤等新應(yīng)用得到開發(fā)，有望成為拉動綠氫需求的主要增長點。到2030年后，綠氫應(yīng)用將進(jìn)一步在工業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域全面爆發(fā)，綠氫產(chǎn)能全面釋放，屆時，綠氫產(chǎn)業(yè)可逐步脫離政策性補貼，實現(xiàn)全面商業(yè)化。 第三是要“用的好”，實現(xiàn)電氫協(xié)同，規(guī)?；l(fā)展。盡早規(guī)劃綠氫管道網(wǎng)絡(luò)，做好頂層設(shè)計。近期考慮現(xiàn)有天然氣管道摻氫運輸，遠(yuǎn)期依靠綠氫管網(wǎng)高效運輸。對于長距離輸氫成本太高的地區(qū)，考慮輸氫輸電協(xié)同。2035年后，綠氫產(chǎn)業(yè)將全面成熟，綠氫工業(yè)將進(jìn)一步實現(xiàn)與新能源的有效配合，應(yīng)用也將日益廣泛。綠氫產(chǎn)業(yè)的全面成熟也將帶來全國范圍內(nèi)的綠氫能源的配置需求，推動構(gòu)建全國范圍的電氫協(xié)同能源配置網(wǎng)絡(luò)。 總體看，我國綠氫產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)培育向全面突破邁進(jìn)的關(guān)鍵階段。隨著新能源發(fā)電成本的下降和技術(shù)成熟，綠氫將逐漸具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，在政策推動、示范效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)降本三重驅(qū)動下，預(yù)計到2030年至2035年，將實現(xiàn)真正意義上的突破，如果政策支持力度大，還有望更早實現(xiàn)突破。（來源 全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織）
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