“平價(jià)”或要等十年 氫燃料尚不具備推廣應用條件

《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》稱(chēng)，預計到2050年，氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬(wàn)噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)億元。

作為全國首個(gè)投入商業(yè)運行的加氫站，佛山南海瑞暉加氫站見(jiàn)證了中國氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，該站如今每天的氫氣加注量已經(jīng)超過(guò)300公斤，幾乎實(shí)現滿(mǎn)負荷運行。不過(guò)，該站主要負責人李參成向第一財經(jīng)1℃記者表示，過(guò)高的氫氣成本正在制約這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，國內氫燃料電池汽車(chē)每跑100公里所消耗的燃料費用，大約是柴油車(chē)的1.5倍、汽油車(chē)的3倍還多。有佛山氫燃料電池公交車(chē)司機向1℃記者反映，按照目前的氫氣銷(xiāo)售價(jià)格，如果沒(méi)有政府財政補貼，那么其所在的公交車(chē)集團一定會(huì )虧損。

如果政策補貼不斷下坡，甚至“斷奶”，業(yè)內普遍擔心的是，正在高歌猛進(jìn)的氫燃料電池汽車(chē)未來(lái)還能夠跑多遠。在8月31日舉行的“2019中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達)國際論壇”開(kāi)幕式上，財政部經(jīng)濟建設司一級巡視員宋秋玲直言：“基于氫氣的能源管理體系尚未建立等原因，目前尚不具備大規模推廣應用燃料電池汽車(chē)的條件。”

氫價(jià)高企

隨著(zhù)世界對能源安全和節能減排的重視程度越來(lái)越高，集零排放、續航長(cháng)、加氫快等優(yōu)勢于一體的氫燃料電池汽車(chē)，被視為新能源汽車(chē)的終極發(fā)展方向。

2019年6月，中國氫能聯(lián)盟組織30多家成員單位編制完成的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》稱(chēng)，氫能將成為中國未來(lái)能源體系的重要組成部分，預計到2050年，氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬(wàn)噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超過(guò)10萬(wàn)億元。

在中國，氫能的應用場(chǎng)景主要有三種：傳統石油化工生產(chǎn)的原材料、可再生能源儲能發(fā)電、氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。

作為全球第一大產(chǎn)氫國，中國發(fā)展氫能與燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)具有天然的優(yōu)勢。中國氫能聯(lián)盟稱(chēng)，氫能與燃料電池將是繼煤和蒸汽機、石油和內燃機之后的第三代主要車(chē)用能源動(dòng)力組合，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。

氫氣雖然來(lái)源豐富廣泛，但要低成本地大量制取并不容易。

目前獲取氫氣的方法，主要是將存在于天然或合成的化合物中的氫元素，通過(guò)化學(xué)過(guò)程轉化為氫氣。根據氫氣的原料不同，制氫方法可以分為非再生制氫和可再生制氫兩種，前者的原料是化石燃料，后者的原料是水或可再生物質(zhì)。

中國的制氫方法，主要有煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫和電解水制氫等五種技術(shù)路線(xiàn)。其中，煤制氫、天然氣制氫、石油制氫統稱(chēng)“化石能源制氫”或者“化石燃料制氫”。

國家能源集團是電力央企中進(jìn)軍氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的急先鋒，1℃記者從該集團獲得的一份研究報告顯示，當前，世界上至少有90%的氫氣來(lái)自化石能源。

相對而言，化石能源制氫技術(shù)最為成熟、成本最低，但存在很大的工廠(chǎng)排放，并且制成的氫氣需要脫硫、脫硝，從而抬高了成本，并非長(cháng)久的制氫方法。

電解水制氫因為具有資源與環(huán)保的雙重可持續性，而被認為是未來(lái)氫氣制取的發(fā)展方向之一。這種技術(shù)路線(xiàn)的原理是，在電解質(zhì)水溶液中通入電流，把水電解后產(chǎn)生氫氣。

“現在做的氫能示范項目還是用化石能源制氫，但是到了真正要發(fā)展這個(gè)產(chǎn)業(yè)的時(shí)候，還是要用可再生能源(發(fā)出的電力來(lái))制氫。”中國科學(xué)院院士李燦在今年年初表示，“否則從源頭上來(lái)說(shuō)制氫技術(shù)是不可持續的。”

1℃記者在調查中發(fā)現，國內一些地方已經(jīng)開(kāi)始布局可再生能源電解水制氫產(chǎn)業(yè)。比如，吉林省2019年發(fā)布的《白城市新能源與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》稱(chēng)，力爭到2035年，風(fēng)電裝機2000萬(wàn)千瓦、光伏裝機1500萬(wàn)千瓦，年生產(chǎn)氫氣能力達到百萬(wàn)噸級，產(chǎn)值近2000億元。這是目前國內首個(gè)由地方政府主導的可再生能源制氫發(fā)展規劃，以此來(lái)“打造‘中國北方氫谷’”。

在今年的白城市新能源和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新聞發(fā)布會(huì )上，白城市市長(cháng)李明偉宣稱(chēng)：“白城是全國首批千萬(wàn)千瓦風(fēng)電基地、唯一的風(fēng)電本地消納示范區。隨著(zhù)建設成本的不斷降低、發(fā)電效率的不斷提高，完全可以為制氫提供充足的低成本電力。

“制氫可以采取化石能源制氫和可再生能源制氫兩種技術(shù)路線(xiàn)相結合。”北京低碳清潔能源研究院氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理何廣利在接受1℃記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，“首先，通過(guò)化石能源制氫把氫燃電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的基礎打好，然后再用可再生能源制氫，慢慢實(shí)現過(guò)渡。”他認為，這是一種獲取氫氣和降低制氫成本的好辦法。

不過(guò)，1℃記者調查發(fā)現，目前不管哪一種取氫辦法，在成本上，都難以支撐中國氫燃料電池汽車(chē)的長(cháng)遠發(fā)展。

李參成向1℃記者介紹，南海瑞暉加氫站的氫氣主要來(lái)自廣州南沙，這些氫氣進(jìn)入加氫站的價(jià)格在40元/公斤，其中運輸成本在5~10元/公斤。

另外，上海浦江特種氣體有限公司總經(jīng)理劉煒煒不久前向媒體介紹，氫氣成本，目前簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是三個(gè)“10”：即原料費用10元/公斤，提純、壓縮費用(視氣源種類(lèi)及壓縮的壓力所定)10元/公斤，運輸費用10元/公斤;加上一定利潤，進(jìn)入加氫站的價(jià)格是40元/公斤。

所謂的原料費用，指的是制氫原料成本(比如煤制氫);提純指的是通過(guò)提高氫氣的純度以滿(mǎn)足氫燃料電池的要求;壓縮則是指將氫氣從氣源壓縮到氫氣運輸器。

1℃記者在采訪(fǎng)中了解到，目前，包括南海瑞暉加氫站在內的全國20余座加氫站，氫氣銷(xiāo)售價(jià)格普遍在60元/公斤以上。如此高的價(jià)格，以一輛常規的氫燃料電池物流車(chē)來(lái)說(shuō)，每跑百公里所耗氫量大約3公斤，所需費用至少180元/百公里。

作為對比，柴油車(chē)每百公里耗油約18升，所需費用在110元左右。同樣，汽油車(chē)的百公里油耗成本通常不到柴油車(chē)的一半。

降成本乏術(shù)

化石能源制氫，是目前多種制氫技術(shù)中成本最低、技術(shù)最成熟的一種。而在化石能源制氫技術(shù)中，成本最低的則是煤制氫。“煤制氫不僅成本低，而且目前國內的制氫規模非常大。”中國工程院院士顧大釗曾在2018年公開(kāi)表示，“據估算，僅國家能源集團每年制氫能力就可以驅動(dòng)4000萬(wàn)輛小轎車(chē)。”

1℃記者從中國標準化研究院和全國氫能標準化技術(shù)委員會(huì )聯(lián)合組織編著(zhù)的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2018)》中發(fā)現，煤制氫最低成本依然超過(guò)10.5元/公斤，最高成本超過(guò)17元/公斤。

與化石能源制氫相比，電解水制氫成本更高。根據上述《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2018)》，1℃記者發(fā)現，如果采用一般工業(yè)用電制氫，按照工業(yè)用電目前每度電1元的價(jià)格來(lái)計算，這樣的電解水制氫成本高達79元，是煤制氫成本的近8倍。

在此基礎上，再加上提純、壓縮費用(視氣源種類(lèi)及壓縮的壓力所定)和運輸費用以及相應利潤，進(jìn)入加氫站的價(jià)格將高達109元/公斤。

“如果用工業(yè)用電進(jìn)行電解水制氫用在氫燃料電池汽車(chē)上，那將是一大笑話(huà)。”國內某電力集團的內部人士對1℃記者說(shuō)。

2018年12月，國家發(fā)改委等部委印發(fā)的《清潔能源消納行動(dòng)計劃(2018-2020年)》要求，“探索可再生能源富余電力轉化為熱能、冷能、氫能，實(shí)現可再生能源多途徑就近高效利用”。

在此背景下，包括白城市等地方政府在內希望通過(guò)富余電力、價(jià)格相對便宜的可再生能源進(jìn)行電解水制氫。

2019年5月，國網(wǎng)能源研究院有限公司王曉晨等人在題為《氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展切忌“增量不提質(zhì)”》的文章中提供的數據顯示，2018年中國棄風(fēng)、棄光電量分別達到277億千瓦時(shí)和55億千瓦時(shí)，按制取1公斤氫氣耗費39.7kWh電能的折算比例，2018年總棄電量可制氫約84萬(wàn)噸，相當于國內煤氣制氫總量的1/12、天然氣制氫總量的1/3。

然而，文章同時(shí)指出，從生產(chǎn)成本看，煤制氫總成本不到1元/立方米，考慮棄風(fēng)電價(jià)為0.25元/千瓦時(shí)，可再生能源棄電制氫僅電費支出已達1.25元/立方米，仍不具有競爭優(yōu)勢。

也是在今年的白城市新能源和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新聞發(fā)布會(huì )上，白城市能源局局長(cháng)張曉波介紹說(shuō)，目前，白城的可再生能源風(fēng)電的成本為每度電0.22元。根據《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2018)》，同樣的電價(jià)，在不同設備下制氫成本存在差別，即便如此，1℃記者根據該藍皮書(shū)提供的平均數據來(lái)測算，用每度電0.22元的電價(jià)來(lái)進(jìn)行電解水制氫，其成本平均超過(guò)20元/公斤，依舊遠遠高于煤制氫的最低成本10.5元/公斤。

包括中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高等業(yè)內人士普遍認為，目前，可再生能源電解水制氫的效率不高。

何廣利向1℃記者解釋說(shuō)：“可再生能源制氫技術(shù)在應對波動(dòng)性方面技術(shù)尚不成熟，單純通過(guò)棄風(fēng)棄光來(lái)制氫很難變成一種模式，因為這種模式使得設備利用率不高，總成本并不合算。”

揚州中電制氫設備有限公司一位相關(guān)負責人向1℃記者表示，要想降低電解水制氫的成本，最關(guān)鍵是電價(jià)。該公司主要從事水電解制氫設備的研發(fā)與生產(chǎn)。

根據上述文章《氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展切忌“增量不提質(zhì)”》提供的數據，電費支出約占電解水制氫總成本的78%。

1℃記者從國家能源集團獲得的上述研究報告顯示，只有電力系統成本下降到目前的一半時(shí)，電解水制氫技術(shù)才成為主流技術(shù)之一。但報告同時(shí)提出，電力系統成本要下降一半，時(shí)間需要到2050年。

面對無(wú)法降低的成本，為了推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，政府不得不對氫氣進(jìn)行財政補貼。

1℃記者在采訪(fǎng)中了解到，南海瑞暉加氫站目前氫氣銷(xiāo)售價(jià)格為60元/公斤，其中有20元來(lái)自當地政府的補貼。在此基礎上，車(chē)主便可以以40元/公斤的最低價(jià)格用上氫氣。

按此計算，減去目前40元/公斤的氫氣成本，加氫站銷(xiāo)售每公斤氫氣可獲得20元的收入。1℃記者在采訪(fǎng)中了解到，除去其他成本，加氫站獲得的凈利潤大約為5元/公斤。

按照南海區人民政府最新印發(fā)的《佛山市南海區促進(jìn)加氫站建設運營(yíng)及氫能源車(chē)輛運行扶持辦法》(下稱(chēng)“南海扶持辦法”)，2018~2019年度，氫氣銷(xiāo)售價(jià)格40元/公斤，每公斤氫氣補貼20元，并梯次遞減。其中，2020~2021年度，氫氣銷(xiāo)售價(jià)格35元/公斤，每公斤氫氣補貼14元;2022年度，氫氣銷(xiāo)售價(jià)格30元/公斤，每公斤氫氣補貼9元。

根據1℃記者了解，目前，各地政府對氫氣的補貼多少各有不同，但差異并不大。

上述南海扶持辦法并沒(méi)有提及當氫氣銷(xiāo)售價(jià)格降低到每公斤多少元時(shí)，不再進(jìn)行相應的補貼。但在燃料成本上，氫燃料電池汽車(chē)要想與柴油車(chē)競爭，其燃料成本需要降低到目前的一半，也就是20元/公斤左右。

當氫氣成本降到20元/公斤時(shí)，在不需要補貼的情況下，加上加氫站的20元/公斤車(chē)的服務(wù)費，車(chē)主每加注一公斤氫氣，所需費用為40元/公斤。按照車(chē)輛每跑百公里需要大約3公斤的氫氣，總成本為120元，已經(jīng)接近柴油車(chē)。

“平價(jià)”或要等十年

何廣利向1℃記者介紹，盡管中國產(chǎn)氫量位于全球第一，目前制氫的企業(yè)一般是內部自產(chǎn)自銷(xiāo)，對外供應的不多，自產(chǎn)自銷(xiāo)成本較低，對外銷(xiāo)售成本過(guò)高。他認為，現有供氫企業(yè)的相關(guān)市場(chǎng)已經(jīng)鎖定，即便有氫燃料電池汽車(chē)應用這個(gè)新的市場(chǎng)，制氫企業(yè)也沒(méi)有理由為此降價(jià)。這也是造成氫燃電氣汽車(chē)目前氫氣成本過(guò)高的原因之一。

業(yè)內普遍認為，隨著(zhù)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規?；l(fā)展，氫氣成本也會(huì )相應地下降。比如，2019年8月27日，正在布局加氫站的中國石化(5.090,0.02, 0.39%)對外發(fā)布的一則新聞稿稱(chēng)，未來(lái)氫氣成本可低至20元~30元/公斤。該公司目前是中國的制氫企業(yè)之一。

值得關(guān)注的是，中國石化上述新聞稿并沒(méi)有透露“未來(lái)”的具體時(shí)間究竟是何時(shí)。對此，上述國內某電力集團的內部人士向1℃記者表示：“時(shí)間可能需要十年八年。”他解釋說(shuō)，化石能源制氫，尤其是其中的煤制氫，未來(lái)十年，成本可以降低到三四元/公斤，相當于將原料成本降低六七成。

在原料成本降低的基礎上，氫氣總成本中的提純、壓縮和運輸等費用也需要相應的下降。以運輸費用為例，何廣利向1℃記者表示，減少運輸成本的辦法至少有兩種，一種是加氫站就近建設制氫設備，從而砍掉運輸成本;另一種是提高氫氣的單位運輸量。但他表示，前者面臨法規限制，后者主要依賴(lài)相關(guān)技術(shù)的突破和進(jìn)步。

這是因為，氫氣主要以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)等形式進(jìn)行存儲和運輸，但各有一定的局限性。高壓氣態(tài)儲氫存在泄漏爆炸隱患和運輸效率不高等問(wèn)題。低溫液態(tài)儲運對存儲容器的絕熱性要求較高，且液態(tài)氫會(huì )“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度，不利于直接利用。

不過(guò)，何廣利認為，“按照目前的發(fā)展形勢，慢慢地會(huì )有一些新的制氫產(chǎn)能針對氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域，購氫的成本會(huì )進(jìn)一步下降。”

也就是說(shuō)，針對氫燃電池汽車(chē)的氫氣供應量多了以后，市場(chǎng)便有了競爭，加氫站買(mǎi)氫成本可能因此降低。在受訪(fǎng)者看來(lái)，短期來(lái)說(shuō)，很難以技術(shù)上的突破來(lái)降低氫氣制取成本，而是從模式上——供給側來(lái)改變。

未來(lái)，隨著(zhù)氫燃料電池汽車(chē)保有量提升，氫能在地區間分布不平衡將帶來(lái)大規模氫氣儲運及調配的問(wèn)題。不過(guò)，如何通過(guò)供給側來(lái)改變這種現象，還是一個(gè)未知數。

在8月31日舉行的“2019中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達)國際論壇”開(kāi)幕式上，宋秋玲指出，“日前有部分媒體片面解讀國家將不再支持純電動(dòng)，轉而支持燃料電池汽車(chē)，部分企業(yè)也認為我國新能源(5.230, -0.03, -0.57%)汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)會(huì )動(dòng)搖。”她意指，中國新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)不會(huì )動(dòng)搖。

她解釋說(shuō)，由于中國氫燃料電池汽車(chē)核心技術(shù)及零部件技術(shù)尚未突破，基礎設施建設不足，標準法規缺失，氫氣的能源管理體系尚未建立等原因，目前尚不具備大規模推廣應用燃料電池汽車(chē)的條件。

“這個(gè)警告來(lái)得非常及時(shí)。”國家相關(guān)部委一位內部人士對1℃記者說(shuō)，“她(宋秋玲)說(shuō)的是事實(shí)。”