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  • 氢市场加速氢技术开发投资

    发布时间:2022-06-06

    乌克兰与能源安全——扩大氢能投资的契机


    以乌克兰危机为契机,人们对能源安全问题的担忧日益高涨,这也对欧美市场的能源政策产生了巨大影响。


    备受关注的举措之一是加速氢能相关举措落地和实施。


    3月底,在美国市场智库之一——大西洋理事会(Atlantic Council)于迪拜举行的世界能源论坛上,美国国务院负责能源转型的官员安娜·斯皮茨贝格谈到了能源安全问题,并表示美国正在加速氢能投资。


    高盛(Goldman Sachs)最近也发布了一份报告。报告中,乐观地预测目前1250亿美元(约8486.25亿人民币)的氢能市场到2050年将达到1万亿美元(约6.79万亿人民币)。


    氢一般通过电解产生。利用化石燃料发电产生的氢称为“灰氢”;“灰氢”制造过程中,利用天然气和二氧化碳储存技术产生的氢称为“蓝氢”;从碳中和的角度来看,由可再生能源风电光伏制氢产生的“绿氢”备受关注。

    • 离网型风电制氢是将单台风机或多台风机所发的电能,不经过电网直接提供给电解水制氢设备进行制氢,主要应用于分布式制氢或局部应用于燃料电池发电供能。


    风电制氢技术作为一种新型的储能方式,更多地将被应用于平抑大规模风电场发电的不均衡性,提高风场风电的利用率。


    风电制氢技术主要涉及电氢转换和氢气输运两大关键技术,整个技术模块包括风力发电机及电网、电解水制氢系统、储氢系统和氢气输运系统。


    根据风场风电的拓扑结构,按照控制需求可以从35kV或220kV电网处取电,经过AC/DC转化后,进行电解水制氢,所制的氢气先储存在中压储氢罐;然后,通过20MPa氢气压缩机充灌到氢气管束车,根据用氢需求进行派送,或者可以将中压氢气以不高于体积比10%的浓度掺入到天然气管道中进行输送。


    绿氢的生产成本比灰氢高,这是其广泛应用的瓶颈。据普华永道,目前“灰氢”的成本为每千克1~2欧元(约7.06~14.13人民币),而绿氢的成本则需3~8欧元(约21.19~56.5人民币)(成本因地区/市场而异)。不过,普华永道预测,随着可再生能源成本的降低,到2050年左右,绿氢的生产成本可能会低于灰氢的成本。


    然而,由于俄乌冲突,原油价格和天然气价格急速上涨,导致灰氢和蓝氢的生产成本上升,在某些情况下,绿氢的生产成本有可能**。


    能源研究和商业情报公司Rystad Energy于2022年3月21日发布的一份报告显示,俄乌冲突开始后的几天内,灰色和蓝氢的成本已飙升至每千克12美元(约81.47人民币)。在欧洲部分地区,蓝氢的成本已飙升至14美元(约95.05人民币),而灰氢的成本已飙升至12美元(约81.47人民币)。


    另一方面,在西班牙和葡萄牙所处的伊比利亚半岛,绿氢的生产成本可低至每千克4美元(约27.16人民币)。


    乌克兰危机导致绿氢的成本远低于灰氢和蓝氢

    世界各国交通领域的氢技术的开发动向

    展望氢经济,全球各国正在逐渐增加各种措施。


    在德国南部的巴伐利亚州,氢动力火车的试运行将于2023年启动。


    开发该氢动力火车的是德国企业集团西门子。该公司将推出一种由氢燃料电池驱动的新车型“Mireo Plus H”,该车型以该公司的两厢列车“Mireo Plus”为基础。预计将在连接奥格斯堡和菲森的线路(约100公里)上进行试运行。之后,计划从2024年1月开始载客运行。

    在欧洲,跨国企业法国阿尔斯通公司开发的氢动力火车“The Coradia iLint”也正在进行试运行。


    试运行在波兰西南部的Żmigród进行。波兰表示,作为新冠肺炎疫情后经济复苏计划的一部分,计划到2026年在其国内路线上引入30辆低排放火车,特别是在非电气化线路上引入氢动力火车。在欧盟区域内,铁路网电气化比例仅为54%,剩余46%的线路依然使用柴油车。


    不只是铁路领域,在飞机领域氢技术的开发也正在推进。


    ZeroAvia是一家开发搭载氢燃料电池的螺旋桨飞机的初创公司。2020年9月试飞成功。此后,该公司成功从比尔·盖茨的清洁技术VC“突破能源基金”、荷兰皇家壳牌旗下的VC、英国政府、英国航空公司、联合航空公司、亚马逊等多家大型企业融资。根据Crunchbase的数据,ZeroAvia已累计融资1.1亿美元(约7.35亿人民币)

    日企或将从欧美市场氢能投资浪潮中受益

    在竞争对手正致力于电动汽车之际,一直投资氢技术的丰田可以说是其中之一。丰田的氢燃料电池汽车“Mirai”频繁出现在海外媒体对氢的讨论中,为世人所熟知。在欧美,如果氢燃料汽车的优势广为人知,同时加氢站等基础设施得到完善,那么氢燃料汽车的销量必然会增加。


    英国汽车评论网站CarWow是一家在YouTube官方频道拥有689万订阅者和超过24亿的浏览量的大型媒体。在2021年9月的一篇题为“氢燃料汽车VS电动汽车”的报道中,CarWow将Mirai等氢燃料汽车与电动汽车进行了比较,并指出了各自的优缺点。


    氢燃料汽车的优势之一在于充氢时间,只需几分钟即可充满氢气,而电动汽车需要几个小时的充电时间。另一方面,有人指出,氢燃料汽车的缺点在于氢气价格高,加氢站的数量很少。

    关于氢气的价格,正如文章开头所介绍的那样,根据地域不同,绿氢的成本有时会低于灰氢和蓝氢的成本,低价获得清洁氢并非不可能。此外,鉴于美国和欧洲对氢能投资的势头正盛,氢基础设施的完善有望加速推进。


    在日本,氢技术的开发越来越活跃,例如,东日本旅客铁道株式会社已开始对氢燃料火车进行试运行;雅马哈株式会社已开始开发氢发动机。全球能源安全问题日益受到重视的背景下,全球氢能投资将如何进一步扩大,今后的动向值得关注。



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