清洁生产的氢为减排提供了有希望的途径

BloombergNEF的一份新报告称,清洁氢气可能在未来几年投入使用,以减少高达34%的全球温室气体排放。

BloombergNEF (BNEF)
丰田是测试在重型汽车上使用氢作为燃料来源的几家制造商之一。
丰田是测试在重型汽车上使用氢作为燃料来源的几家制造商之一。
丰田汽车公司

通过风能和太阳能生产氢气的成本不断下降,为钢铁、重型汽车、航运和水泥等一些最依赖化石燃料的经济部门提供了一条有希望的减排途径。

氢能经济展望这是BloombergNEF (BNEF)研究公司一项新的独立全球研究。研究发现,在未来几十年里,清洁氢可以在可控的成本下,减少化石燃料和工业造成的全球温室气体排放的34%。然而,只有在政策到位,帮助扩大技术规模,降低成本的情况下,这才有可能实现。


该报告的研究结果表明,在2050年之前,世界大部分地区可再生氢的生产成本为0.8美元至1.6美元/公斤。这相当于6-12美元/MMBtu的天然气价格,使其在能源当量的基础上与巴西、中国、印度、德国和斯堪的纳维亚地区目前的天然气价格具有竞争力。考虑到储存和管道基础设施的成本,到2030年,中国、印度和西欧的可再生氢的交付成本可能降至2美元/公斤(15美元/百万英热)左右,到2050年将降至1美元/公斤(7.4美元/百万英热)左右。

BNEF工业脱碳主管、该报告的主要作者Kobad Bhavnagri说:“氢有潜力成为推动清洁经济的燃料。在未来的几年里,利用风能和太阳能以低成本生产它,并将其储存在地下数月,然后按需将其输送到管道中,为从船舶到钢铁厂的所有东西提供动力。”

氢是一种清洁燃烧的分子,可以在各种各样的应用中作为煤、石油和天然气的替代品。但要使其使用对环境有净效益,就必须使用清洁能源生产,而不是使用目前常用的不受影响的化石燃料生产。

阅读更多:氢证明了其在重型应用中的潜力

利用廉价的风能或太阳能发电,可以将水分解成氢和氧,从而制造出可再生的氢。在过去5年里,电解槽技术的成本下降了40%,如果部署增加,成本还会继续下降。报告发现,如果碳被捕获和储存,也可以使用化石燃料制造清洁的氢,但这可能更昂贵。

储存和运输氢是一项挑战。要让氢气像今天的天然气一样无处不在,就需要一个大规模的、协调一致的基础设施升级和建设计划。例如,到2050年,要提供与天然气相同的能源安全水平,需要建造3-4倍于此的存储基础设施,耗资6370亿美元。然而,经济高效的大规模选择是存在的,可以用来为工业客户提供清洁的天然气。巴夫纳格里说:“如果清洁氢工业能够扩大规模,许多难以减排的部门都可以用氢来脱碳,而且成本低得惊人。”

研究发现,碳价格为50美元/tCO2到2050年,钢铁生产从煤炭转向清洁氢气,60美元/tCO2在水泥生产中使用氢加热,78美元/tCO2用于生产氨等化学品,价格为145美元/tCO2如果氢成本达到每公斤1美元,就可以用清洁燃料为船舶提供动力。到2031年,重型卡车使用氢燃料也可能比使用柴油更便宜,不过对于汽车、公共汽车和轻型卡车来说,电池仍然是一种更便宜的解决方案。

氢经济的经济学概要。注:清洁氢是指可再生氢和低碳氢(来自具有CCS的化石燃料)。氢的减排成本为1美元/公斤(7.4/MMBtu)。 氢经济的经济学概要。注:清洁氢是指可再生氢和低碳氢(来自具有CCS的化石燃料)。氢的减排成本为1美元/公斤(7.4/MMBtu)。 BloombergNEF

要想让氢得到利用,政策至关重要。“清洁氢产业目前规模很小,成本很高。成本下降的潜力很大,但需要扩大氢的使用,并建立一个供应基础设施网络,”Bhavnagri说。他补充说:“这需要整个政府的政策协调,私人投资框架,以及在未来十年推出约1500亿美元的补贴。”“这听起来可能令人生畏,但实际上并不是一项艰巨的任务——目前世界各国政府每年在化石燃料消费补贴上的支出是这一数字的两倍多。”

但目前,氢经济的前景仍然不确定,因为没有足够的政策来支持投资和扩大行业规模,根据BNEF的研究。即使出现这种情况,氢也不会是一颗银弹。碳价格和排放政策对于推动氢的使用仍将至关重要,尤其是在煤炭和天然气价格非常低廉的地区。尽管有可能降低成本,但氢气仍然必须制造,因此它可能仍然是一种更昂贵的能源形式。工业不会自动转向使用它——需要承诺净零排放。

巴夫纳格里说:“氢很有前途,也很强大,因为它可以用于很多事情。可再生能源为无碳电力铺平了道路。但为了实现净零排放目标,我们需要超越电力,使用无碳燃料。这就是氢的作用。”

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