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普华永道:氢能源行业前景分析与洞察
发布机构: 普华永道 发布人: 普华永道
发布时间: 2021-05 报告类型: 行业
关键词: 氢能源   行业前景  欧洲   低碳氢经济  
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报告摘要:

低碳氢被广泛认为是一种蕴藏丰富、用途广泛、清洁方便的能源载体,已被视为能源行业转型的关键一环。数十年来,人类一直在考虑将氢气作为燃料源的可能性,但仍然开发有限。近年来,各国政府和国际组织对减排和实现净零排放的承诺、可再生能源装机容量的不断增长、可再生能源成本的不断下降,为大规模应用带来了可能性。

根据国际能源署可持续发展情景预测,到2070年,全球对氢气的需求预计将在2019年7000万吨的基础上增长7倍,达到5.2亿吨。如果化石燃料相应减少,叠加氢气的低碳化生产因素,全球能源行业和工业加工领域有望在2070年时实现碳中和。

要素一:刺激低碳氢需求

随着越来越多的国家和行业将低碳氢视为燃料源和原料,氢的用户群体有望越来越多样化。基于低碳氢生产技术的成熟度、与现有工艺结合的复杂性,以及现行法规和经济鼓励政策,不同行业有各自的脱碳路径和时间表。替代性技术和竞争性技术的可用性也将是刺激因素之一(轻型乘用车的电气化就是很好的例子)。各国政府在发展低碳氢经济的过程中,需要集中精力、遵循主体原则,而不是试图覆盖众多行业:

•聚焦脱碳难、有规模效应(规模大的多元化企业)、可利用现有基础设施(例如管网)的产业集群;

•产业集群如果位于港口和海岸线附近,则能更好地对接不断增长的国际氢气物流终端;

•希望建立氢能力、共同承担投资成本和风险的企业,可建立合作伙伴关系;为推动氢解决方案赋能,地方政府也可以发挥作用。

要素二:刺激低碳氢供应

为了加快低碳氢的发展,推动高能耗行业中低碳氢替代碳氢化合物,在成熟的碳排放技术与更清洁的新型氢技术之间,如何缩小两者的价格差成为当务之急。目前,电力成本占绿氢可变成本的60%-70%,因此,获得成本低廉、供应充足的可再生能源为电解槽提供电力显得至关重要。思略特访谈的专家表示,当可再生能源的成本降至20美元/兆瓦时以下时,绿氢将具有成本竞争力。随着世界各国加大对可再生能源投资力度,以及平准化能源成本的降低,规模效应有望于2030年实现。

与此同时,电解槽制造商正在努力提高电解槽的效率并实现规模效应,从而降低可变成本。思略特预计,聚合物电解质膜(PEM)技术的效率将高于碱性(ALK)技术,从而更进一步降低成本。

要素三:拉通供需

氢气输配是拉通供需的关键环节。利用现有的天然气基础设施输配氢气是方案之一。根据欧洲天然气输配系统运营商的估测,可以在没有任何技术挑战的情况下将10%的氢气混入天然气进行输配。如果对输配管网进行小幅调整,氢气混合的比例最高可达20%,但建设氢气专用基础设施的成本效益将会更高。

要素四:监管框架为市场提供支撑

尽管供应、需求、输配储存是氢经济的核心支柱,但这些支柱需要建立在强有力的政策和监管框架内。各国政府应该发挥关键作用,确保制定目标明确的氢战略,配合战略性投资和财政鼓励,从而释放正确的市场信号,鼓励民营投资参与。英国在促进海上风电产业发展的过程中,就采取了这种方式。英国制订了成为全球海上风电产业领导者的宏伟愿景,确定了发展目标,并通过差价合约鼓励投资。自21世纪初启动以来,英国海上风电装机容量在2020年已达10吉瓦左右,且正朝着2030年达到40吉瓦的目标迈进。

对中国的借鉴意义

2021年,“碳达峰”和“碳中和”在两会上作为中国的战略目标,首次被写入政府工作报告,彰显了中国坚持走低碳发展道路的决心。氢能作为一种绿色环保能源也遇到了前所未有的发展机遇。中国氢能联盟数据显示,2018年中国氢气产量约为2100万吨,占终端能源总量的2.7%;预计到2030年和2050年,需求量分别将达到3500万吨和6000万吨,终端能源占比分别达5%和10%以上。

尽管发展前景光明,但氢能的技术路线仍不够成熟,许多技术难题有待解决,离大规模市场化还有很长一段路。为了促进市场在未来十年真正起飞,中国需要借鉴欧洲市场的经验,在以下多个方面采取行动:

1.战略引领:尽快推出国家层面的氢战略和路线图,以实现碳中和、碳达峰为原则,确立氢能在长期能源战略中所应发挥的作用,设定明确的阶段性目标,引导和鼓励氢能源的广泛应用和可持续发展,加快中国能源结构调整的步伐,实现市场起飞。

2.降本增效:提高低碳氢的成本竞争力,一方面鼓励和推进光电风储示范项目建设,加大可再生能源在氢气生产中的比重,从而实现制氢的规模效益,降低低碳氢的生产成本;另一方面,加大公共资金对氢能技术研发的投入,同时鼓励和吸引企业积极开展创新,实现燃料电池、氢燃料、电解槽和配套设备等的降本增效。

3.需求挖掘:积极探索炼化、钢铁、交通运输等重点行业内的脱碳机会,并通过创新刺激需求;同时鼓励在能源生产和工艺流程转型过程中逐步加大以蓝氢或低碳氢作为燃料和原料的占比,为实现低碳氢的广泛应用奠定基础。

4.协作共赢:推进跨行业协作和国际合作,尤其是在标准体系建设、先进技术和最佳实践分享、基础设施建设等领域,实现氢能源产业链的不断发展和完善;同时通过融资模式创新,以风险共担、利益共享的形式,打消先行者的顾虑,鼓励私营领域加大对氢能源领域的投资。

在正确的引导和扶持下,刚起步的低碳氢市场有望在2030年迎来爆发和腾飞,并在十年内变得具有成本竞争力。全球许多国家都制定了雄心勃勃的绿氢计划,而中国凭借丰富的可再生能源、水资源等独特优势,具备引领低碳氢经济的机会。通过抓住绿氢产业机遇,中国政府和企业能够在脱碳大趋势下奠定经济增长的基础,并在低碳发展领域内建立起持续的影响力。


原文链接: https://www.pwccn.com/zh/consulting/publications/prospect-analysis-and-insight-of-hydrogen-energy...
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