土豪造氫，帶來什么機會,？

Callejon

前段時間,，中東石油土豪們來國內(nèi)談了大業(yè)務(wù),，對石油煉化公司大手筆買買買,。而除了發(fā)力舊能源之外,，據(jù)說中東土豪們也要發(fā)力新能源：在沙漠中搭建光伏板，繼而把光伏發(fā)電用來電解水制氫,，再把氫氣賣給歐洲,。實現(xiàn)從舊能源霸主到新能源巨頭的華麗轉(zhuǎn)身。

這真的是有錢人還勤奮,、還居安思危,。那這個方案可行嗎？

0 u$ Q, H! r  z8 N" d& Q* Q

電解水制氫可行嗎,？

" C/ o, y8 O! o7 o1 `& t) s

氫,，和煤炭、石油之類可以直接開采的能源不同,，它作為二次能源,，需要以各種方式進行制取生產(chǎn)。按照來源劃分,，主要可以分為三類：（奶奶）灰,、（天真）藍、（股市）綠,。

' [0 L7 V5 X. s' P7 E5 d

灰氫,，指通過煤炭、天然氣等化石原料以及工業(yè)副產(chǎn)來制取氫,，這種方式成本低,，但碳排放相對較高�,；覛錇槟壳暗闹髁�,，占比達到99%左右，包括天燃氣制氫,、煤制氫,、工業(yè)副氫等。這其中,，美國以天然氣制氫（95%）為主,、歐洲以天然氣制氫為主（55%），我國以煤制氫（60%）為主,。

/ S* h2 A2 n9 Y7 G

全球氫氣來源

( E5 x- `2 q4 B1 Z$ J) Q3 ?

藍氫，是指在灰氫生產(chǎn)過程中,，加入了“無碳”技術(shù),，包括碳捕捉,、利用、封存等,，從而實現(xiàn)了低碳甚至零碳排放,。這種方式大概會提升成本10%-40%。

綠氫,，是指電解槽制取的氫,，它的特點是所使用的電能，主要是光伏,、風電等可再生清潔能源,。還有用核能生產(chǎn)的氫，被稱為（芭比）粉氫,，規(guī)�,？梢院雎圆挥嫛�

綠氫規(guī)模小,，也不是沒有原因的,。相比之下，能源效率不高,，在55%左右,，低于灰氫；最終產(chǎn)品的成本也比較高,，目前是14-27元/kg,，而灰氫僅為9.5-15元/kg。

灰藍綠氫的對比,，來源：華安證券

7 c0 [& D( N( @$ z

又貴又不好用,，那么為什么要發(fā)展綠氫呢？

發(fā)展綠氫的必要性,，毫無疑問,，是“碳排放”，時代規(guī)則的變化來驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。隨著全球碳稅的推廣,、ESG標準的普及，能源轉(zhuǎn)型是大趨勢,。如果要在全球做生意,，就必須接受新規(guī)則。這也是中東土豪們“居安思�,！钡某霭l(fā)點,。

發(fā)展綠氫的可行性有三：首先，發(fā)展綠氫可以驅(qū)動能源行業(yè)從“資源壟斷型”向“技術(shù)提升型”發(fā)展,。

7 D/ S, K2 H3 n. V1 b* Q

其次,，發(fā)展綠氫,，也是完成光伏普及的拼圖之一。光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性,，是“打娘胎”里帶來的,。因此，必須有儲能作為配合,，而氫就是儲能的方式之一,。把光轉(zhuǎn)換為電，再把電轉(zhuǎn)化為氫,，看似流程繁瑣,、能源效率降低了，但是,，考慮到光照資源是白白來的,，只要轉(zhuǎn)化成本可控，何樂不為呢,。

再次,，綠氫如果能完成對灰氫的取代，存量空間,，也足夠吸引人,。商用車用氫價格在25元/kg以下，就會對柴油體現(xiàn)出成本優(yōu)勢,；工業(yè)用氫價格在15元/kg以下,，也會體現(xiàn)出成本優(yōu)勢。

這就是“歷史進程和個人奮斗”的產(chǎn)業(yè)故事,。但,，關(guān)鍵還是在于，綠氫的技術(shù)性價比,，何時體現(xiàn),？

成本如何下降？

綠氫制取的成本大頭是“電費”,。通過測算可以發(fā)現(xiàn),，當電解水制氫所用的電力成本到達0.15元/度的時候，綠氫的單位總成本就會和灰氫差不多,。這就意味著,，灰氫會被綠氫取代。

綠氫成本彈性測算,，來源：華安證券

; U9 g7 ~$ d/ W5 i' t

電力成本的下降,，主要得益于光伏電池技術(shù)發(fā)展。地面光伏發(fā)電的LCOE度電成本，在1800小時下,，已經(jīng)達到0.2元/度,，隨著硅料價格下降、電池效率提升,，這個成本還會繼續(xù)下降。而中東等日照充足的地方,，光伏發(fā)電也會更加有效,。

  P- v; n# A* Q% `* s4 u) w

國內(nèi)例如寶豐能源公告資料顯示，公司“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”綜合制氫成本可以控制在1.54元/ m3,，折合17元/kg,，相對于天然氣制氫，已經(jīng)體現(xiàn)出成本優(yōu)勢了,。

, `8 e) x* o8 f3 x% T. ?4 t1 n

而除了電力成本下降之外,，綠氫成本的下降，也得益于生產(chǎn)設(shè)備“電解槽”的技術(shù)迭代：

一方面,，電解槽使用壽命不斷延長,，報告顯示，當電解槽工作時長從2000小時增加到4000小時,，就會對氫氣總成本帶來4.6%下降,。另一方面，通過技改降低耗電量,。隆基發(fā)布的電解槽新品,，就使得耗電量下降了20%。

  R7 ^, H; J7 w' I- a" ?% ]. D1 V

在提效方面,，則是一個更值得關(guān)注的領(lǐng)域,，新技術(shù)取代成熟品：質(zhì)子交換膜、固體氧化物等新技術(shù),，取代堿性電解槽,。

6 x; U0 D4 L8 l

華安證券測算，在樂觀情況下,，綠氫成本甚至會達到5.8元/kg,，大幅低于灰氫成本，開啟全面取代,。

電解槽的“存量替換”
: T4 W0 M* m8 j# O

主流的電解水制氫技術(shù)有四種：堿性水電解（ALK）,、質(zhì)子交換膜電解（PEM）、高溫固體氧化物電解（SOEC）,、固體聚合物陰離子交換膜電解（AEM）,。

  |/ ]+ z" K) A# t: Q8 z

堿性電解技術(shù)ALK，以氫氧化鉀水溶液等堿性環(huán)境為電解質(zhì)，以石棉為隔膜,，分離出氫氣和氧氣,。和其他技術(shù)相比，一個重要優(yōu)勢是陰陽電極板中不含有貴金屬,，因此,，電解槽成本比較低，發(fā)展時間久,、技術(shù),、商業(yè)生態(tài)也最為成熟。目前占比80%左右,。

9 y$ J* y1 L) m. g8 ]1 S  b; ^

劣勢在于,，難以快速啟動和變化，對電力要求穩(wěn)定,，不適配光伏,、風電這種波動大的電力。這就意味著沒辦法參與到“風光”發(fā)展的風光潮流中,。

國內(nèi)堿性電解槽生產(chǎn)企業(yè)較多,，也完成了國產(chǎn)化，降本路徑主要是單品產(chǎn)能擴大,。報告顯示,，1臺1000N m3/h電解水制氫裝置的成本，并不是2臺500N m3/h成本的一倍,，而只是其70%-75%,。

' p* W. V9 b+ f3 [

固體氧化物電解水制氫SOE，采用氧化鋯等固體氧化物作為電解質(zhì),，在高溫下進行工作,。核心壁壘在于陰極、陽極的材料研發(fā),，長期處于實驗室階段,。最近有一些落地突破。

國內(nèi)公司上海翌晶氫能科技公司已經(jīng)有SOE方案的電堆自動化產(chǎn)線下線,。上海應用物理研究所,、北京質(zhì)子動力公司，也都有相關(guān)產(chǎn)品小規(guī)模驗證,。

: i3 v$ N& r& L9 {

陰離子交換膜電解水制氫AEM也處于實驗室階段,，后續(xù)要看相關(guān)材料的突破。目前看,，有望取代ALK的就是質(zhì)子交換膜電解槽PEM,。

PEM電解槽包括質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層和雙極板等零部件,，優(yōu)點是啟動快,，可適配風光等電力的靈活性。其中,，質(zhì)子交換膜生產(chǎn)壁壘比較高,，主要由海外企業(yè)杜邦、旭化成等提供,，國內(nèi)東岳集團已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)化,。氣體擴散層，也是海外企業(yè)為主,。

而電極、催化劑等又對銥,、鉑,、鈦等貴金屬依賴度高。因此,，整體而言,，PEM方案和ALK相比，缺點是成本比較高,，從全生命周期成本來看,，PEM為23元/kg，高于ALK的17.7元/kg,。

$ ~$ \# M3 h: w& y5 t9 E: `/ U

ALK和PEM成本對比,，來源：華安證券

* h# \6 E# \# w  D

當然，PEM也在努力降本,，包括技術(shù)研發(fā),、國產(chǎn)替代、規(guī)�,；�效應等��,。但和ALK相比，PEM電解槽更加緊湊,，同等制氫規(guī)模占地面積縮小一半,，這也成為現(xiàn)實部署時的一個考量。

考慮到適配風光電力穩(wěn)定性的需求來看,，未來在大規(guī)模制氫領(lǐng)域,，例如化工冶金等，則會采用ALK堿性電解槽,；而在風光充足的地區(qū),，則偏向PEM質(zhì)子交換膜電解槽。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇中，有兩種形式,，一種是“存量替代”,，新技術(shù)、新產(chǎn)品替代舊技術(shù),、舊產(chǎn)品,，單純從已有的市場來搶就夠了；另一種是“開天辟地”,，催生了新的市場,、新的需求。

/ y: w3 k5 \! m0 l4 m1 [& B2 k$ c, j

就像智能機期待功能機,，手機替換是存量市場,，但各類移動互聯(lián)網(wǎng)上的產(chǎn)品、服務(wù),，又是新需求,。電動車取代燃油車，是存量替代模式,，但后續(xù)希望開展的車內(nèi)場景消費,，就是新需求。

. I- B" }6 D7 C; A  E0 ]! o

而回到制氫這個話題來看,，目前發(fā)生的是一個連環(huán)嵌套的“替換”的趨勢：氫能,，取代石油；綠氫取代灰氫,；PEM取代ALK,。自上而下，是發(fā)展的背景,，自下而上是發(fā)展的關(guān)鍵,。這其中，一定不是一蹴而就,，但核心突破,，就會帶來新的增長機遇。

  P5 X2 V8 y; ^+ @) t, d- F0 c$ h. I

haoaj

學習下

喂我袋鹽

個人沒機會