深入分析:認清“綠色氫”背后的現實
發布時間:2019-12-04 15:44:09

利用可再生能源生產的綠色氫越來越被視為電網和運輸脫碳的關鍵資產。人們對這項技術的興趣正在激增。殼牌認為,多年來,氫行業理應得到與太陽能行業同等水平的支持。


但根據一些分析,至少在中期,氫的脫碳潛力是有限的。Wood Mackenzie的高級分析師本。加拉格爾(Ben Gallagher)說,在一些地區,這樣做“不經濟,也不會有經濟效益”。


加拉格爾說,綠色氫目前仍然是低效和昂貴的,端到端的效率只有30%左右。


因此,在美國等市場很難看到它被用于發電。并且,在可預見的未來,美國的天然氣價格仍將保持低位。


類似的挑戰可能會阻礙讓氫成為汽車行業電氣化可行的替代品。


“在流動性方面,你不僅要電解槽,還需要建立一個龐大的分銷網絡,”加拉格爾說。“與電動汽車或汽油車相比,我不明白它將如何在短期內在成本方面具有競爭力。”


今天并沒有多少“綠色”


加拉格爾的觀點呼應了國際可再生能源機構(Irena)在9月份發布的一份關于綠色氫的重要報告,該報告警告稱,這種燃料“不應被視為萬靈藥”。


“以氫為基礎的能源轉型不會在一夜之間發生,”Irena的報告說。“氫可能會落后于其他戰略,如終端行業的的電氣化,它的使用將針對特定的應用。對專用的基礎設施的需求可能會限制氫的使用。”


盡管存在這些挑戰,許多人仍然看好綠色氫燃料的發展前景。


Wood Mackenzie在上個月發表的一份研究報告中說,從現在到2025年,綠色氫電解槽的裝機容量可能會超過3.2GW,比2000年到2019年底安裝的253MW增加12.7倍。


加拉格爾說:“2019-2025年期間的大幅增長,部分是由于市場的空白。但東亞地區的激進目標,以及主要國際利益相關者興趣的增強,將在短期內推動部署。”


電解過程中使用可再生能源產生綠色氫。由此產生的氫可在之后通過燃料電池向電網供電。


目前,每年用于工業生產的大約1.3億噸氫氣中,有99%是用煤或褐煤氣化或蒸汽甲烷重整生產的。


氫工業正在尋求擺脫這些碳密集型的生產方法,或者將蒸汽甲烷重整與碳捕獲、儲存相結合,或者使用可再生能源為水電解提供能量。


不過,這兩種選擇都不便宜。Irena指出,第一種方法產生的所謂“藍色”氫,也并不是天生無碳的。


該機構表示:“作為過渡解決方案的藍色氫的發展也面臨著生產升級和供應物流方面的挑戰。”


另一方面,隨著電解槽產量的增加和可再生能源價格的下降,綠色氫燃料的成本將會下降。


Wood Mackenzie預計,由于這些動態變化,到2030年,在澳大利亞、德國和日本,綠色氫生產將可以與煤炭氣化和蒸汽甲烷重整相競爭。


利用熱量


考慮到目前的氫生產方式占全球碳排放總量的2.5%左右,一旦可再生能源電解變得有競爭力,“(綠色)氫將被用來取代(其他形式的)氫,”加拉格爾說。


除此之外,綠色氫的命運還將取決于其生產和使用的效率。


英國能源顧問、綠色氫倡導組織Planet hydrogen前主席尼爾·克拉姆頓(Neil Crumpton)表示,下一代電解槽的轉換效率可能達到80%。


這將使綠色氫發電的往返效率提升到45%-50%,具體取決于向電網輸送電力的燃料電池、渦輪或燃氣發動機的類型。


如果氫被用來加熱而不是發電,效率會更高。“所有的熱能都可以用來加熱,”克拉姆頓說。“電解槽的廢熱也可以用來為建筑物供熱。”


綠色氫的廣泛用途意味著高效、低成本的生產,對那些可以以高水平產出可再生能源的國家來說是一個福音。


克拉姆頓說,氫可以通過船舶運輸,因此它可以在澳大利亞等地釋放“可能會陷入困境的可再生能源”。他表示:“在一個設計良好、及時部署輸電線路的系統中,沒有必要進行任何削減。”


“所有發電量要么滿足消費者需求,要么被輸送到電解槽——制成氫氣。”


這一愿景吸引了中國和德國等國家的興趣,以及殼牌(Shell)和英國石油(BP)等大公司的參與。


但這一愿景仍有一段路要走。


稿件來源: 中國新能源網
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