氢气革命面临的最大障碍是成本问题

几乎所有人都同意，氢将在未来的无碳能源系统中扮演重要角色，但到2050年，对氢在能源消耗中所占份额的预测却大相径庭。国际可再生能源署(International Renewable Energy Agency)给出的数字是12%，氢理事会(Hydrogen Council)给出的数字是18%，欧盟(European Union)公布的目标是24%。

但无论结果如何，分析人士一致认为，要想推进氢燃料技术，成本必须降低。可再生能源的成本在过去的十年里急剧下降，但它们仍然需要下降。电解水制氢的成本，包括基本的硬件电解器，必须遵循类似的路径。

在实践中，这两者是联系在一起的，在电解池运行的总成本中考虑了运营费用和资本成本。随着可再生能源加速进入电网，可再生能源电价将继续下降。而且，由于电解设备生产速度更快、成本更低，资本成本将会下降。

过去10年，光伏发电价格已下跌90%，但仍需进一步下跌，各国政府已决定提供帮助。今年3月，美国能源部宣布，公用事业规模的光伏发电成本将从现在的4.6美分/千瓦时下降到2025年的3美分/千瓦时和2030年的2美分/千瓦时。美国能源部还宣布了一系列研究和开发项目，并将提供启动资金，以改善光伏技术和降低发电成本。

现在的问题是，电解水生产氢是否能像光伏在过去十年中一样，遵循成本削减曲线。电解水生产氢必须与蓝色氢竞争，后者更便宜。

扩大生产规模

人们普遍认为，氢能源将在世界各地的主要工业应用中起飞，首先是蓝氢，然后是绿色氢。电解电池对绿色氢气至关重要，世界各地的制造商正计划扩大生产以降低成本。

蒂森克虏伯(Thyssenkrupp)是德国一家生产钢铁和氢气的工业巨头，在看待这个问题时，它既是一个生产商，也是一个用户。该公司的标准电解装置是一个20兆瓦的模块，每小时可以生产4000立方米的氢气。蒂森克虏伯副总裁马尔科姆·库克表示:“我们降低了成本，并将基本模块的规格提高到20兆瓦。”

美国发动机制造商康明斯两年前收购了加拿大氢化公司，以扩大其氢气生产能力。"就项目规模而言，几年前我们的目标是10兆瓦，而现在我们在加拿大已经有了20兆瓦的电池，"康明斯电解质全球业务发展主管Dennis Thomas表示。下一个目标是100-500兆瓦的项目。

托马斯说:“主要的问题是时间，因为我们正在提高产能，但让它全部到位是没有意义的，因为很多氢项目都在开发中。”客户不太可能在一个模块中需要1GW的电解容量，大多数项目将分阶段开发，第一阶段可能需要100-200MW的电解容量。该公司的目标是到2025年达到10亿瓦的产能。”

其他致力于提高十亿瓦特产能的大公司包括ITMPower，一家英国的能源储存和清洁燃料公司，该公司正处于一个新的大型电解电池工厂的早期规划阶段。另一家挪威氢技术公司NelASA今年将电池容量扩大到500兆瓦，并计划进一步扩大。NelASA最近宣布了一个目标，到2025年，生产绿色氢的成本为每公斤1.5美元，这将使绿色氢的成本与灰色氢的成本相当。

降低生产成本

如今，绿色氢燃料几乎不存在，成本至少是它的两倍，而且几乎没有市场，所以它仍处于开发的早期阶段。

美国每年生产大约1000万吨氢，全球生产大约1.2亿吨(中国是最大的氢生产国)。几乎所有的氢都是在高碳排放的过程中生产的。

据估计，如果美国生产1000万吨绿色氢燃料，就需要1.15亿瓦的海上风力发电能力。考虑到美国有望在2030年实现300亿瓦的海上风能发电能力的目标，这是很难想象的。

国际可再生能源机构(iea)在其《2050年能源转型路线图》中预测，如果全球绿色氢产量达到4亿吨，到2050年将需要5太瓦的电解电池容量。目前，全球电解槽的装机容量约为8 gw。

这些数据表明，要实现政府和国际机构设定的绿色氢目标，需要电解池容量的显著增加，这就需要可持续的绿色氢发展目标和生产成本的降低。

咨询公司Dii Desert Energy首席执行官科林纽斯•马修斯(Collinius Mathews)表示:“随着新技术的出现，电解电池领域将出现大量创新，从手工组装转向大规模自动化生产。”

马修斯列出了世界上19个需要1.4亿瓦电解电池容量的氢项目。他相信这些项目将刺激更高水平的电解电池生产，从而降低生产成本。但如果没有援助，这将不会发生。从监管上看，要千方百计加快发展，规范市场，创造条件。

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