綠色氫能：到2030年用可再生能源生產的“綠氫”將更具成本競爭力

近期，繼德國單獨推出國家氫能戰略之后，歐盟委員會也推出了歐盟氫能戰略，將“綠氫”作為歐盟未來發展的重點，并分階段實施。2025~2030年在歐盟范圍內建成近40吉瓦的電解制“綠氫”產能，將“綠氫”產量進一步提升至1000萬噸;2030~2050年使得“綠氫”技術完全成熟，并將大規模用于難以通過電氣化實現零碳排放的領域。

近年來，氫能作為推動全球能源轉型的一種可行性技術路線，正逐漸成為世界能源領域的發展重點，從歐美、韓國、日本、中國政府到國際能源署等重要國際組織，都對氫能經濟給予了高度關注。據國際氫能委員會預計，到2050年全球范圍內氫能占全部能源消費的比重將提高到18%，氫經濟的市場規模將達到2.5萬億美元。

在氫能成為多國能源轉型重要抓手的背景下，發展期氫能就是為了實現能源的“去碳化”，因此利用清潔的可再生能源制備的“綠氫”，是未來氫能應用的主要戰場。據IHS Markit的最新分析預測，到2030年用可再生能源生產的“綠氫”可能會比天然氣為原料生產的氫更具有成本競爭力。

目前，全球制氫的最主要原料仍然是化石能源，全球氫年產量約為7000萬噸，其中76%以天然氣為原料，剩余部分23%幾乎都以煤炭為原料，電解法制氫僅占1%。每年氫生產共消耗天然氣約2050億立方米(占全球天然氣總消耗量6%)，煤炭1.07億噸(占全球煤炭總消耗量的2%)。

據介紹，在氫能領域最為干凈的是可再生能源電解水制氫形成的“綠氫”，其從制備到使用完全“零碳”排放;通過煤炭、天然氣等化石燃料制取的是“灰氫”，其制備過程有一定的碳排放;如果將化石燃料制氫過程中的“碳”捕捉封存起來，獲得的即為“藍氫”。

基于全球減碳目標，這些大多數采用化石燃料制取的氫需加裝碳捕捉與封存裝置來緩解碳排放。隨著可再生能源發電成本的降低以及碳捕集與封存技術的發展，低碳氫的成本問題正在持續降低。據IHS Markit分析稱，自2015年以來全球生產“綠氫”的成本下降了50%。基于規模擴大和標準化生產的利好，到2025年這一成本可能還會再降低30%。

據IHS Markit的說法，電解是一種利用電力將水分解成氫和氧以產生“綠氫”的過程，該過程正在迅速地從試點項目發展為商業規模的生產。這種發展正在創造規模經濟，可以降低“綠氫”的成本價格。業內人士認為，“綠氫”發展的主要驅動因素，是風能、太陽能等可再生能源的大規模發展。通過電解制氫技術，可以將大量太陽能和風能生產的綠色電能有效整合到現有能源網之中。

據相關數據顯示，過去10年全球建成的電解制氫項目有230個，裝機容量約100MW，主要用于交通運輸和工業生產。全球正在推進中的可再生能源制氫項目規模迅速擴大，從2019年10月份的320萬千瓦提高到2020年3月底的820萬千瓦，近期新增在建項目的單個容量都在10萬千瓦及以上。

從成本角度考慮，電價占電解水制氫成本的60%~70%，若電價大幅度下降，將極大地影響電解水制氫成本。根據國內棄光、棄風、棄水的發電成本降至0.15元/度時，電解水制氫成本為1~1.5元/標準立方米，遠低于利用上網電量電解水制氫的成本，且與化石燃料制氫的成本上限接近。

數據顯示，在0.25~0.85元/千瓦時的電價運行區間，100標方/小時的氫氣價格約為33~63元/公斤，1000標方/小時氫氣價格約為18~47元/公斤。對此，業內專家表示，氫氣制備規模越大，其成本越低，因此大力推廣可再生能源制氫并形成規模效應，將更快速推動綠氫制備的成本下降。

Grand View Research的最新報告顯示，到2027年全球“綠氫”市場規模預計將達到22.8億美元，復合年增長率為14.24%。業內人士指出，注重規模經濟以降低成本，開發專用的可再生能源以提高電解槽的負荷率，有效應對太陽能光伏和風能發電的間歇性和消納問題，促進可再生能源成本的不斷下降，從而形成“綠氫”生產的良性循環，是未來低碳經濟“綠氫”生產的有效途徑。

“綠氫”作為高載能、多用途、零排放的清潔能源，可實現非化石能源與化石能源的無縫銜接，電能與熱能的靈活轉換，是構成未來能源互聯網的重要環節。隨著我國可再生能源在能源消費中占比的不斷提升，到2030年“綠氫”的成本優勢將日益突顯，具有價格競爭力“綠氫時代”也即將到來。