在今年其位于纽约罗切斯特的燃料电池与电解器制造厂的盛大落成仪式上,普拉格能源(Plug Power Inc.)明确表示,依托清洁能源的氢生产业务会成为公司的下一件大事,并将立即开始实施。具体而言,普拉格能源创新中心将推动电解器的生产,而这对于全球经济的去碳化至关重要。
减碳背后的驱动力在于太阳能与风能成本的下降。如今,硬件设备的价格也逐渐下降——尤其是电解器,它能将氢与氧从水中分离,是生产氢的核心。与此同时,全世界政府都将氢视为零排放的催化剂,并在相关研发中投入资金。
“我们已经使太阳能比煤炭更具竞争力了,”普拉格能源的首席执行官安迪·马什(Andy Marsh)表示,“那么,要怎么让绿氢能够与天然气竞争呢?政府正在助推。”他指出,硬件部分不会构成太大困难,“能源部认为,到2030年,电解器的价格将下降三分之二。”
目前,99%的氢生产是由涉及煤与天然气的反应实现的,它们被视为“灰氢”,并不能限制二氧化碳的排放,而行业的目标是“绿氢”——利用低碳能源生产氢气,并将其用于交通运输与发电领域。
彭博新能源财务公司(Bloomberg New Energy Finance)在其氢经济展望书中称,到2050年,绿氢将能够满足世界上24%的能源需求,并将目前的二氧化碳排放量削减34%。然而,这要求政策的积极引导与新投资的注入。在理想情况下,依托风能与太阳能生产的氢价格将在每千克0.8到1.6美元间,大致与天然气相当。
马什认为,氢能源汽车相对电动车更有优势。以货运卡车为例,在快速充能的情况下,其续航里程将是电池的两倍。“如果你需要驾驶150公里,你希望载的是货物,而非电池。”除了生产电解器的超级工厂,普拉格能源还设有超过165个充能站,而且多个绿氢工厂也在建设中,预计至2025年,液态绿氢产量可达到日均500吨。液氢更易于运输给客户,包括亚马逊、家得宝与沃尔玛。
马什称,普拉斯能源正按计划在明年第三季度前每天生产70公吨绿氢。与此相比,目前全球化石燃料的生产能力为每天300公吨。如此来看,明年约有20%的氢生产将来自于清洁能源。马什还表示,绿氢会遵循与可再生能源相似的成本降低路线,最终将成为应用在运输领域的成本最低的能源。
丰田汽车与现代汽车正大力押注绿氢产业。同时,联邦快递已在纽约州拥有一辆氢动力运输卡车。在燃料充足的情况下,它的续航里程能够达到240公里。平均而言,一个加氢站单日可服务车数为400辆,加满时间为3分钟。
氢的优势在于其储量丰富、可再生,以及无污染,氢动力汽车的唯一副产品为水蒸气。不过,氢的管道运输成本约比天然气高30%。
此外,国际可再生能源机构(IRENA)称,氢的生产中存在约70%的能量损失。但是,如果氢是来自于无限且免费的太阳能,并比现有的其他能源更便宜,那么这一低效就无关紧要了。该机构指出,目前每单位能量氢的供应成本是天然气的1.5到5倍。
国际可再生能源机构还补充道,虽然氢生产的门槛较高,但值得一试——无论是何种原料,都会有管道将其输送至需要它的地方,这将减少对新基础设施投资的需求,并加速从灰氢到绿氢的转型。
氢技术的市场是全球性的。普拉斯能源有望与福特斯库未来工业(Fortescue Future Industries)合作,在澳大利亚昆士兰建立生产电解器的超级工厂。同时,普拉斯能源还可能与埃及欧瑞斯克姆建筑工业集团(OCI NV)及阿布扎比国家石油公司(Abu Dhabi National Oil Company)合作,用其制造的电解器生产绿氢。此外,普拉斯能源宣布与韩国E&S公司设立合资公司,以加速氢能发电在亚洲市场的应用。
“沃尔玛启示我们,如果要扩大规模,必须控制整个价值链。”马什指出,“因此普拉斯能源的生产从燃料电池扩大到了电解器与加氢站。”
确实,氢能可以成为通往零碳的入口。美国的《基础设施投资和就业法案》已批准拨款95亿美元,用于氢相关的研究、开发与示范项目。该法案还包括一个10亿美元的计划,旨在削减电解器制氢的成本。目前,美国参议院正在审议的《美国重建美好未来法案》也涵盖了一项每公斤3美元的氢生产税收抵免。
在《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会(COP26)上,42个国家签署了《突破性议程》,目的在于确保在2030年前,廉价低碳的氢能够在全球范围内得到供应。为此,欧盟委员会将拨款10亿美元。
与此同时,阿联酋与德国有望在绿氢方面加强合作,前者宣布了《氢能发展路线图》,打算在2030年前获取25%的全球低碳氢市场份额。日本则宣布投资1亿美元,用于将化石燃料发电厂改造为氨、氢燃料发电厂。韩国则拨款400亿美元,以期望在2040年前完成其氢能设备的扩充,这包括生产工具、燃料电池与加氢站。
原标题:为何氢能也许是通往零碳的入口?