土豪造氫,，帶來什么機會？

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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,？

電解水制氫可行嗎？

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(jìn)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(lán),、（股市）綠。

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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,。灰氫為目前的主流,，占比達(dá)到99%左右,，包括天燃?xì)庵茪洹⒚褐茪�,、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。

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全球氫氣來源

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藍(lán)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(fēng)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)模可以忽略不計,。

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,。

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灰藍(lán)綠氫的對比,，來源：華安證券

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(biāo)準(zhǔn)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。

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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,。

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,。

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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(jìn)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),？

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成本如何下降,？

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綠氫制取的成本大頭是“電費”。通過測算可以發(fā)現(xiàn),，當(dāng)電解水制氫所用的電力成本到達(dá)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,。

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綠氫成本彈性測算，來源：華安證券

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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(dá)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。

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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,。

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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(dāng)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%,。

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。

華安證券測算,，在樂觀情況下,，綠氫成本甚至?xí)�達(dá)到5.8元/kg，大幅低于灰氫成本,，開啟全面取代,。

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電解槽的“存量替換”
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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）。

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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,。

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(fēng)電這種波動大的電力。這就意味著沒辦法參與到“風(fēng)光”發(fā)展的風(fēng)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%,。

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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(jìn)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(yīng)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。

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(fēng)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,。

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ALK和PEM成本對比,，來源：華安證券

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當(dāng)然，PEM也在努力降本,，包括技術(shù)研發(fā),、國產(chǎn)替代、規(guī)�,；�效��(yīng)等等,。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。

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考慮到適配風(fēng)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(fēng)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,。

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。

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,。

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學(xué)習(xí)下

喂我袋鹽

個人沒機會