五分28计划网-五分28-黑龙江新闻夜航
点击关闭

成本中国-通过化石能源制氢把氢燃电池汽车产业的基础打好-黑龙江新闻夜航

  • 时间:

Luna退出音乐剧

電解水制氫因為具有資源與環保的雙重可持續性,而被認為是未來氫氣制取的發展方向之一。這種技術路線的原理是,在電解質水溶液中通入電流,把水電解后產生氫氣。

業內普遍認為,隨着氫燃料電池汽車產業規模化發展,氫氣成本也會相應地下降。比如,2019年8月27日,正在布局加氫站的中國石化對外發佈的一則新聞稿稱,未來氫氣成本可低至20元~30元/公斤。該公司目前是中國的制氫企業之一。

「現在做的氫能示範項目還是用化石能源制氫,但是到了真正要發展這個產業的時候,還是要用可再生能源(發出的電力來)制氫。」中國科學院院士李燦在今年年初表示,「否則從源頭上來說制氫技術是不可持續的。」

中國的制氫方法,主要有煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、工業副產氣制氫和電解水制氫等五種技術路線。其中,煤制氫、天然氣制氫、石油制氫統稱「化石能源制氫」或者「化石燃料制氫」。

2019年5月,國網能源研究院有限公司王曉晨等人在題為《氫燃料電池汽車發展切忌「增量不提質」》的文章中提供的數據顯示,2018年中國棄風、棄光電量分別達到277億千瓦時和55億千瓦時,按制取1公斤氫氣耗費39.7kWh電能的折算比例,2018年總棄電量可制氫約84萬噸,相當於國內煤氣制氫總量的1/12、天然氣制氫總量的1/3。

作為全國首個投入商業運行的加氫站,佛山南海瑞暉加氫站見證了中國氫燃料電池汽車產業的快速發展,該站如今每天的氫氣加註量已經超過300公斤,幾乎實現滿負荷運行。不過,該站主要負責人李參成向第一財經1記者表示,過高的氫氣成本正在制約這個產業的發展。

這是因為,氫氣主要以高壓氣態、低溫液態等形式進行存儲和運輸,但各有一定的局限性。高壓氣態儲氫存在泄漏爆炸隱患和運輸效率不高等問題。低溫液態儲運對存儲容器的絕熱性要求較高,且液態氫會「吸收」金屬容器生成氫化物,降低氫氣的純度,不利於直接利用。

1記者在調查中發現,國內一些地方已經開始布局可再生能源電解水制氫產業。比如,吉林省2019年發佈的《白城市新能源與氫能產業發展規劃》稱,力爭到2035年,風電裝機2000萬千瓦、光伏裝機1500萬千瓦,年生產氫氣能力達到百萬噸級,產值近2000億元。這是目前國內首個由地方政府主導的可再生能源制氫發展規劃,以此來「打造『中國北方氫谷』」。

降成本乏術化石能源制氫,是目前多種制氫技術中成本最低、技術最成熟的一種。而在化石能源制氫技術中,成本最低的則是煤制氫。「煤制氫不僅成本低,而且目前國內的制氫規模非常大。」中國工程院院士顧大釗曾在2018年公開表示,「據估算,僅國家能源集團每年制氫能力就可以驅動4000萬輛小轎車。」

值得關注的是,中國石化上述新聞稿並沒有透露「未來」的具體時間究竟是何時。對此,上述國內某電力集團的內部人士向1記者表示:「時間可能需要十年八年。」他解釋說,化石能源制氫,尤其是其中的煤制氫,未來十年,成本可以降低到三四元/公斤,相當於將原料成本降低六七成。

也就是說,針對氫燃電池汽車的氫氣供應量多了以後,市場便有了競爭,加氫站買氫成本可能因此降低。在受訪者看來,短期來說,很難以技術上的突破來降低氫氣制取成本,而是從模式上——供給側來改變。

也是在今年的白城市新能源和氫能產業發展新聞發佈會上,白城市能源局局長張曉波介紹說,目前,白城的可再生能源風電的成本為每度電0.22元。根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2018)》,同樣的電價,在不同設備下制氫成本存在差別,即便如此,1記者根據該藍皮書提供的平均數據來測算,用每度電0.22元的電價來進行電解水制氫,其成本平均超過20元/公斤,依舊遠遠高於煤制氫的最低成本10.5元/公斤。

何廣利向1記者解釋說:「可再生能源制氫技術在應對波動性方面技術尚不成熟,單純通過棄風棄光來制氫很難變成一種模式,因為這種模式使得設備利用率不高,總成本並不合算。」

揚州中電制氫設備有限公司一位相關負責人向1記者表示,要想降低電解水制氫的成本,最關鍵是電價。該公司主要從事水電解制氫設備的研發與生產。

不過,1記者調查發現,目前不管哪一種取氫辦法,在成本上,都難以支撐中國氫燃料電池汽車的長遠發展。

在此基礎上,再加上提純、壓縮費用(視氣源種類及壓縮的壓力所定)和運輸費用以及相應利潤,進入加氫站的價格將高達109元/公斤。

然而,文章同時指出,從生產成本看,煤制氫總成本不到1元/立方米,考慮棄風電價為0.25元/千瓦時,可再生能源棄電制氫僅電費支出已達1.25元/立方米,仍不具有競爭優勢。

1記者在採訪中了解到,南海瑞暉加氫站目前氫氣銷售價格為60元/公斤,其中有20元來自當地政府的補貼。在此基礎上,車主便可以以40元/公斤的最低價格用上氫氣。

2018年12月,國家發改委等部委印發的《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》要求,「探索可再生能源富餘電力轉化為熱能、冷能、氫能,實現可再生能源多途徑就近高效利用」。

另外,上海浦江特種氣體有限公司總經理劉煒煒不久前向媒體介紹,氫氣成本,目前簡單來說就是三個「10」:即原料費用10元/公斤,提純、壓縮費用(視氣源種類及壓縮的壓力所定)10元/公斤,運輸費用10元/公斤;加上一定利潤,進入加氫站的價格是40元/公斤。

作為對比,柴油車每百公里耗油約18升,所需費用在110元左右。同樣,汽油車的百公里油耗成本通常不到柴油車的一半。

上述南海扶持辦法並沒有提及當氫氣銷售價格降低到每公斤多少元時,不再進行相應的補貼。但在燃料成本上,氫燃料電池汽車要想與柴油車競爭,其燃料成本需要降低到目前的一半,也就是20元/公斤左右。

目前獲取氫氣的方法,主要是將存在於天然或合成的化合物中的氫元素,通過化學過程轉化為氫氣。根據氫氣的原料不同,制氫方法可以分為非再生制氫和可再生制氫兩種,前者的原料是化石燃料,後者的原料是水或可再生物質。

與化石能源制氫相比,電解水制氫成本更高。根據上述《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2018)》,1記者發現,如果採用一般工業用電制氫,按照工業用電目前每度電1元的價格來計算,這樣的電解水制氫成本高達79元,是煤制氫成本的近8倍。

1記者在採訪中了解到,目前,包括南海瑞暉加氫站在內的全國20餘座加氫站,氫氣銷售價格普遍在60元/公斤以上。如此高的價格,以一輛常規的氫燃料電池物流車來說,每跑百公里所耗氫量大約3公斤,所需費用至少180元/百公里。

按照南海區人民政府最新印發的《佛山市南海區促進加氫站建設運營及氫能源車輛運行扶持辦法》(下稱「南海扶持辦法」),2018~2019年度,氫氣銷售價格40元/公斤,每公斤氫氣補貼20元,並梯次遞減。其中,2020~2021年度,氫氣銷售價格35元/公斤,每公斤氫氣補貼14元;2022年度,氫氣銷售價格30元/公斤,每公斤氫氣補貼9元。

目前,國內氫燃料電池汽車每跑100公里所消耗的燃料費用,大約是柴油車的1.5倍、汽油車的3倍還多。有佛山氫燃料電池公交車司機向1記者反映,按照目前的氫氣銷售價格,如果沒有政府財政補貼,那麼其所在的公交車集團一定會虧損。

在此背景下,包括白城市等地方政府在內希望通過富餘電力、價格相對便宜的可再生能源進行電解水制氫。

「平價」或要等十年何廣利向1記者介紹,儘管中國產氫量位於全球第一,目前制氫的企業一般是內部自產自銷,對外供應的不多,自產自銷成本較低,對外銷售成本過高。他認為,現有供氫企業的相關市場已經鎖定,即便有氫燃料電池汽車應用這個新的市場,制氫企業也沒有理由為此降價。這也是造成氫燃電氣汽車目前氫氣成本過高的原因之一。

氫氣雖然來源豐富廣泛,但要低成本地大量制取並不容易。

所謂的原料費用,指的是制氫原料成本(比如煤制氫);提純指的是通過提高氫氣的純度以滿足氫燃料電池的要求;壓縮則是指將氫氣從氣源壓縮到氫氣運輸器。

「這個警告來得非常及時。」國家相關部委一位內部人士對1記者說,「她(宋秋玲)說的是事實。」

《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》稱,預計到2050年,氫能在中國能源體系中的佔比約為10%,氫氣需求量接近6000萬噸,年經濟產值超過10萬億元。

根據1記者了解,目前,各地政府對氫氣的補貼多少各有不同,但差異並不大。

按此計算,減去目前40元/公斤的氫氣成本,加氫站銷售每公斤氫氣可獲得20元的收入。1記者在採訪中了解到,除去其他成本,加氫站獲得的凈利潤大約為5元/公斤。

如果政策補貼不斷下坡,甚至「斷奶」,業內普遍擔心的是,正在高歌猛進的氫燃料電池汽車未來還能夠跑多遠。在8月31日舉行的「2019中國汽車產業發展(泰達)國際論壇」開幕式上,財政部經濟建設司一級巡視員宋秋玲直言:「基於氫氣的能源管理體系尚未建立等原因,目前尚不具備大規模推廣應用燃料電池汽車的條件。」

氫價高企隨着世界對能源安全和節能減排的重視程度越來越高,集零排放、續航長、加氫快等優勢於一體的氫燃料電池汽車,被視為新能源汽車的終極發展方向。

未來,隨着氫燃料電池汽車保有量提升,氫能在地區間分佈不平衡將帶來大規模氫氣儲運及調配的問題。不過,如何通過供給側來改變這種現象,還是一個未知數。

國家能源集團是電力央企中進軍氫能與燃料電池產業的急先鋒,1記者從該集團獲得的一份研究報告顯示,當前,世界上至少有90%的氫氣來自化石能源。

她解釋說,由於中國氫燃料電池汽車核心技術及零部件技術尚未突破,基礎設施建設不足,標準法規缺失,氫氣的能源管理體系尚未建立等原因,目前尚不具備大規模推廣應用燃料電池汽車的條件。

作為全球第一大產氫國,中國發展氫能與燃料電池汽車產業具有天然的優勢。中國氫能聯盟稱,氫能與燃料電池將是繼煤和蒸汽機、石油和內燃機之後的第三代主要車用能源動力組合,產業發展前景廣闊。

面對無法降低的成本,為了推動氫燃料電池汽車產業的發展,政府不得不對氫氣進行財政補貼。

不過,何廣利認為,「按照目前的發展形勢,慢慢地會有一些新的制氫產能針對氫燃料電池汽車領域,購氫的成本會進一步下降。」

相對而言,化石能源制氫技術最為成熟、成本最低,但存在很大的工廠排放,並且製成的氫氣需要脫硫、脫硝,從而抬高了成本,並非長久的制氫方法。

1記者從中國標準化研究院和全國氫能標準化技術委員會聯合組織編著的《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2018)》中發現,煤制氫最低成本依然超過10.5元/公斤,最高成本超過17元/公斤。

根據上述文章《氫燃料電池汽車發展切忌「增量不提質」》提供的數據,電費支出約佔電解水制氫總成本的78%。

在今年的白城市新能源和氫能產業發展新聞發佈會上,白城市市長李明偉宣稱:白城是全國首批千萬千瓦風電基地、唯一的風電本地消納示範區。隨着建設成本的不斷降低、發電效率的不斷提高,完全可以為制氫提供充足的低成本電力。

在原料成本降低的基礎上,氫氣總成本中的提純、壓縮和運輸等費用也需要相應的下降。以運輸費用為例,何廣利向1記者表示,減少運輸成本的辦法至少有兩種,一種是加氫站就近建設制氫設備,從而砍掉運輸成本;另一種是提高氫氣的單位運輸量。但他表示,前者面臨法規限制,後者主要依賴相關技術的突破和進步。

在中國,氫能的應用場景主要有三種:傳統石油化工生產的原材料、可再生能源儲能發電、氫燃料電池汽車產業。

「如果用工業用電進行電解水制氫用在氫燃料電池汽車上,那將是一大笑話。」國內某電力集團的內部人士對1記者說。

「制氫可以採取化石能源制氫和可再生能源制氫兩種技術路線相結合。」北京低碳清潔能源研究院氫能技術開發部經理何廣利在接受1記者採訪時說,「首先,通過化石能源制氫把氫燃電池汽車產業的基礎打好,然後再用可再生能源制氫,慢慢實現過渡。」他認為,這是一種獲取氫氣和降低制氫成本的好辦法。

1記者從國家能源集團獲得的上述研究報告顯示,只有電力系統成本下降到目前的一半時,電解水制氫技術才成為主流技術之一。但報告同時提出,電力系統成本要下降一半,時間需要到2050年。

在8月31日舉行的「2019中國汽車產業發展(泰達)國際論壇」開幕式上,宋秋玲指出,「日前有部分媒體片面解讀國家將不再支持純電動,轉而支持燃料電池汽車,部分企業也認為我國新能源汽車技術路線會動搖。」她意指,中國新能源汽車技術路線不會動搖。

2019年6月,中國氫能聯盟組織30多家成員單位編製完成的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》稱,氫能將成為中國未來能源體系的重要組成部分,預計到2050年,氫能在中國能源體系中的佔比約為10%,氫氣需求量接近6000萬噸,年經濟產值超過10萬億元。

當氫氣成本降到20元/公斤時,在不需要補貼的情況下,加上加氫站的20元/公斤車的服務費,車主每加註一公斤氫氣,所需費用為40元/公斤。按照車輛每跑百公里需要大約3公斤的氫氣,總成本為120元,已經接近柴油車。

李參成向1記者介紹,南海瑞暉加氫站的氫氣主要來自廣州南沙,這些氫氣進入加氫站的價格在40元/公斤,其中運輸成本在5~10元/公斤。

包括中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高等業內人士普遍認為,目前,可再生能源電解水制氫的效率不高。

今日关键词:周冬雨烂醉如泥