近日,乌拉圭公布首个绿氢工厂项目计划,该工厂将耗资3800万美元,位于乌拉圭西南部里奥内格罗省首府弗雷本托斯市,预计于2026年开始运营。该项目建设内容包括8000块太阳能电池板、1个每小时可生产36千克氢气的2兆瓦级电解槽和1个卡车加气站。 随着全球对清洁能源的需求日益增长,氢能源因其高能量密度和零排放特性,被视为未来能源体系的重要组成部分。氢能源的制造方式多样,包括电解水制氢、天然气重整制氢、生物质气化制氢等。氢能源作为一种清洁、高效的能源载体,在全球能源转型中扮演着重要角色,其制造成本及市场价格是决定自身商业化进程的关键因素。 本文旨在探讨氢能源的制造成本构成以及氢能源的储存问题,并提出可以降低成本的合理建议。 国内外制氢方式选择存在差异 国内氢能源制造主要依赖化石燃料重整和水解制氢技术,其中煤制氢和天然气重整制氢占据主导地位。近年来,随着可再生能源的发展,国内电解水制氢技术快速发展。国外在氢能源制造方面更加注重可再生能源制氢,如利用太阳能、风能等进行电解水制氢,在生物质制氢、核能制氢等领域也有所突破。 目前,我国电解水制氢方法的效率只有50%~70%,处于较低水平,而且要消耗大量电能及成本。观察我国氢能源价格,2023年3月7日,长三角氢价格为33.69元/公斤,长三角“清洁氢”价格为34.13元/公斤。再细看国内常见的一些制氢方法及价格,轻烃裂解制氢方法主要有丙烷脱氢和乙烷裂解制氢,轻烃裂解的氢气纯度较高,杂质含量低;副产焦炉气制氢价格一般不高于12元/千克,烧碱副产物制氢等价格一般不高于18元/千克;煤制氢价格约为10元/千克~15元/千克;天然气制氢的价格约为15元/千克~20元/千克。值得关注的是,电解水制氢方法绿色环保,生产的氢气纯度高,但能耗较高,电解水制氢的氢气价格在30元/千克~40元/千克。 在国外,灰氢(通过天然气重整)的成本相对较低,大约在1美元/千克~2美元/千克。绿氢(通过电解水)的成本较高,根据国际能源署(IEA)公布的数据,2020年绿氢的平均成本在3美元/千克~6美元/千克,这主要是因为电解水的电力成本较高。随着电解技术的改进和规模化应用,绿氢的成本正在下降。例如,根据彭博新能源财经(Bloomberg NEF)的报告,到2030年,绿氢的成本预计下降到1.4美元/千克~2.3美元/千克,这主要得益于可再生能源成本的降低和电解效率的提升。