如果说当下的新能源发展中,哪一类非化石能源受到业界的热捧和全社会青睐的话,则非氢能莫属。氢能的发展前景到底怎么样?笔者结合与一些氢能问题专家的讨论,对业内氢能发展疑问给予一定解答。
第一,氢是否有必要替代电能和储能?氢和电和储能,相互之间有联系,但又不能完整替代另外的角色。氢最大的“角色价值”有三个:一是绿氢替代灰氢。其本身可节约巨大规模的化石能源,全球每年氢气消费量9000万吨左右(其中,中国4570万吨左右,占全球的一半),对应的碳排放8.3亿吨二氧化碳。二是在电气化领域脱碳。全球工业用热里面有1/3高温热源(400℃以上)缺乏经济可行的电气化方案,绿氢是潜在的替代者。三是有望提高绿电消纳水平,即通常说的氢储能。“氢—电”调控,可以提高综合能效。第一、第二是氢独特的优势,与电能是否普及、电气化程度高低没有必然关系。
第二,氢能成本是否最终一定缺乏竞争力?用氢是否划算,取决于制氢用电的成本(目前绿氢成本80%来自电)和二氧化碳排放成本。今后的绿电会持续便宜甚至零成本,也就是说,未来用电的成本将主要来自电的分配和调度而不是电本身。相形之下,今后排放成本会上升,升到多高还不确定,将由社会经济发展情况和综合性的政策体系设计决定。可以肯定的是,发达国家的排放成本将显著高于发展中国家。综合以上两个方面,未来用氢会走向经济可行。因为氢可以解决其他减排手段解决不了的问题。
第三,当下氢能用途最火的领域是什么?国内从话语体系来讲最红火的是氢能交通。各级各类氢能政策中,涉及氢能交通的相关政策也是最多的。然而,国内氢能汽车到现在也只推广了2万辆左右(占全世界1/4),加氢站300座左右(占全世界1/4)。另外,从用氢规模上看,用在了传统用氢的最大领域—— 炼油和煤化工,是绿氢工业应用。中国石化的新疆库车项目已经在试水。这个项目举世瞩目,将替代塔河炼化的全部灰氢。
第四,氢储能值不值得大搞特搞?截至目前,氢储能只有一些中小型示范项目在开展,虽然进展不快但还是有价值的。比如,河南豫氢装备有限公司的台州大陈岛的项目可以离网运行一个星期,给分布式能源发展探索了一个可行的路线。之所以推动氢储能,是因为电是瞬时存在或消失的,难以存储或储存成本太贵。储氢的成本是储电的1/10乃至更低。氢本身可以实现巨大规模的地下存储,像储气库一样。所以,先把电变成氢,需要电的时候再用氢发电。氢当了一个间接的转换载体。
第五,国外氢能项目进展到底怎样?全世界的氢能项目进展都不及预期。氢能热,其实从1970年代开始到现在已经是第四轮了。氢能真不是什么未来能源,只是过去半个世纪全球对氢能的认识一直在“战略摇摆”。新兴产业发展需要真金白银、向来是困难重重的。现在这轮氢能热为什么让人觉得比以前更有希望呢?原因有三:一是全球范围内应对气候变化的推力前所未有;二是绿电价格降低的速度前所未有;三是氢能终端利用的技术进步很快,燃料电池、掺氢/纯氢燃气轮机即将走向经济可行,技术可以说是现成的,就是选择干与不干的问题。
以上可以看出,未来氢能能否发展成人们期待的水平还不太好说。但可以肯定的是,这一轮氢能热,中国绝对是主力,全世界看中国。当然,欧美对氢能发展的重视程度也在上升。比如,美国的氢能技术研发一直走得很扎实。全世界最长的氢气专用管道是美国的,这方面令人佩服。