綠氫市場化面臨產業鏈碳排放挑戰

能源咨詢公司伍德麥肯茲近期發表文章指出，盡管當前綠氫制作成本較高，但隨著技術不斷創新和產業規模持續擴大，綠氫將更具競爭力，成為未來新能源領域的一匹“黑馬”。能源公司和其他市場主體應尋求降低綠氫產業鏈碳排放強度，以更好地實現綠氫的市場化開發和供應。

 

真正的綠氫碳強度極低，僅為藍氫的二十分之一，灰氫的五十分之一，以及棕氫的百分之一。但前提是綠氫必須使用可再生能源生產，而太陽能和風能的波動性會降低電解槽的利用率，從而推高成本。目前大多數電網還并不能實現凈零排放，依賴電網供電制氫將提升所產綠氫的碳排放強度。根據粗略計算，完全依賴電網電力生產的電解氫，其碳排放強度甚至會超過棕氫。一種解決方案是在可再生能源停機期間再將電解槽接入當地電網，以最大限度地提高可再生能源的利用率。

 

目前，原始設備制造商（OEMs）青睞的質子交換膜（PEM）技術允許開發者將氫氣生產與可再生能源發電相結合。相關部門正在制定規范，確保即將投入市場的綠氫符合環保和能效標準。歐盟已出臺對電網連接電解槽使用的限制措施，美國制定了在電解槽使用電力和可再生能源方面的具體規則，日本、加拿大、印度等國家也在積極跟進。對于開發商而言，最直接的方案是通過綠色電力購買協議（PPA）采購百分百清潔能源。然而在實際操作中，開發商在大多數電力市場難以找到符合其規模和期限要求的電力購買協議。

 

全球范圍內交易的氫能供應將主要產自沙特、澳大利亞等可再生能源資源豐富的國家，之后出口至歐洲和北亞等全球主要需求中心。一旦將氫氣的轉換、壓縮、運輸等各環節全面納入考量，其排放強度的評估結果就會完全不同。要將密度較低的氫氣通過海運進行運輸，必須將其進行壓縮或液化處理，或者轉化為氨、甲醇等衍生物。分析表明，氨氣的合成、運輸和裂解將使大多數用于出口的綠氫的排放強度增加20%~25%。

 

當前的最優選擇是使用100%可再生能源生產的綠氫，其排放強度低于歐盟規定的上限，但大多數開發商難以達到這一標準，僅有水資源豐富的挪威能夠在大規模生產中實現100%的可再生能源供應。在中東、美國和澳大利亞的大多數綠氫項目可能不得不使用當地電網的電力?？紤]到氨和運輸因素，這些綠氫項目的碳強度不僅會超過歐盟的標準閾值，還可能達到甚至超過同一國家的藍氫項目。

 

綠氫從制氫端實現低碳甚至零碳排放，而棕氫、灰氫、藍氫在生產過程中會釋放大量碳排放，業界普遍認為綠氫將主導未來的氫氣供應市場。然而，對于蓬勃發展的綠氫行業而言，如何降低產業鏈碳排放強度將是一項重要挑戰。伍德麥肯茲指出，通過綠色電力購買協議（PPA）增強可再生能源的接入，或許是推進凈零排放戰略中的關鍵環節。