但根據(jù)一些分析，至少在中期，氫的脫碳潛力是有限的。Wood Mackenzie的高級(jí)分析師本。加拉格爾(Ben Gallagher)說(shuō)，在一些地區(qū)，這樣做“不經(jīng)濟(jì)，也不會(huì)有經(jīng)濟(jì)效益”。
加拉格爾說(shuō)，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(guó)等市場(chǎng)很難看到它被用于發(fā)電。并且，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，美國(guó)的天然氣價(jià)格仍將保持低位。
類似的挑戰(zhàn)可能會(huì)阻礙讓氫成為汽車行業(yè)電氣化可行的替代品。
“在流動(dòng)性方面，你不僅要電解槽，還需要建立一個(gè)龐大的分銷網(wǎng)絡(luò)，”加拉格爾說(shuō)。“與電動(dòng)汽車或汽油車相比，我不明白它將如何在短期內(nèi)在成本方面具有競(jìng)爭(zhēng)力。”
今天并沒(méi)有多少“綠色”
加拉格爾的觀點(diǎn)呼應(yīng)了國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(Irena)在9月份發(fā)布的一份關(guān)于綠色氫的重要報(bào)告，該報(bào)告警告稱，這種燃料“不應(yīng)被視為萬(wàn)靈藥”。
“以氫為基礎(chǔ)的能源轉(zhuǎn)型不會(huì)在一夜之間發(fā)生，”Irena的報(bào)告說(shuō)。“氫可能會(huì)落后于其他戰(zhàn)略，如終端行業(yè)的的電氣化，它的使用將針對(duì)特定的應(yīng)用。對(duì)專用的基礎(chǔ)設(shè)施的需求可能會(huì)限制氫的使用。”
盡管存在這些挑戰(zhàn)，許多人仍然看好綠色氫燃料的發(fā)展前景。
Wood Mackenzie在上個(gè)月發(fā)表的一份研究報(bào)告中說(shuō)，從現(xiàn)在到2025年，綠色氫電解槽的裝機(jī)容量可能會(huì)超過(guò)3.2GW，比2000年到2019年底安裝的253MW增加12.7倍。
加拉格爾說(shuō)：“2019-2025年期間的大幅增長(zhǎng)，部分是由于市場(chǎng)的空白。但東亞地區(qū)的激進(jìn)目標(biāo)，以及主要國(guó)際利益相關(guān)者興趣的增強(qiáng)，將在短期內(nèi)推動(dòng)部署。”
電解過(guò)程中使用可再生能源產(chǎn)生綠色氫。由此產(chǎn)生的氫可在之后通過(guò)燃料電池向電網(wǎng)供電。
目前，每年用于工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)的。
氫工業(yè)正在尋求擺脫這些碳密集型的生產(chǎn)方法，或者將蒸汽甲烷重整與碳捕獲、儲(chǔ)存相結(jié)合，或者使用可再生能源為水電解提供能量。
不過(guò)，這兩種選擇都不便宜。Irena指出，第一種方法產(chǎn)生的所謂“藍(lán)色”氫，也并不是天生無(wú)碳的。
該機(jī)構(gòu)表示：“作為過(guò)渡解決方案的藍(lán)色氫的發(fā)展也面臨著生產(chǎn)升級(jí)和供應(yīng)物流方面的挑戰(zhàn)。”
另一方面，隨著電解槽產(chǎn)量的增加和可再生能源價(jià)格的下降，綠色氫燃料的成本將會(huì)下降。
Wood Mackenzie預(yù)計(jì)，由于這些動(dòng)態(tài)變化，到2030年，在澳大利亞、德國(guó)和日本，綠色氫生產(chǎn)將可以與煤炭氣化和蒸汽甲烷重整相競(jìng)爭(zhēng)。
利用熱量
考慮到目前的氫生產(chǎn)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(jìng)爭(zhēng)力，“(綠色)氫將被用來(lái)取代(其他形式的)氫，”加拉格爾說(shuō)。
除此之外，綠色氫的命運(yùn)還將取決于其生產(chǎn)和使用的效率。
英國(guó)能源顧問(wèn)、綠色氫倡導(dǎo)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(zhuǎn)換效率可能達(dá)到80%。
這將使綠色氫發(fā)電的往返效率提升到45%-50%，具體取決于向電網(wǎng)輸送電力的燃料電池、渦輪或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型。
如果氫被用來(lái)加熱而不是發(fā)電，效率會(huì)更高。“所有的熱能都可以用來(lái)加熱，”克拉姆頓說(shuō)。“電解槽的廢熱也可以用來(lái)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(chǎn)，對(duì)那些可以以高水平產(chǎn)出可再生能源的國(guó)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音。
克拉姆頓說(shuō)，氫可以通過(guò)船舶運(yùn)輸，因此它可以在澳大利亞等地釋放“可能會(huì)陷入困境的可再生能源”。他表示：“在一個(gè)設(shè)計(jì)良好、及時(shí)部署輸電線路的系統(tǒng)中，沒(méi)有必要進(jìn)行任何削減。”
“所有發(fā)電量要么滿足消費(fèi)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(guó)和德國(guó)等國(guó)家的興趣，以及殼牌(Shell)和英國(guó)石油(BP)等大公司的參與。
但這一愿景仍有一段路要走。
