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中国将目光投向另一个绿色能源市场:氢能

日期:2023-01-16    来源:Bloomberg

国际氢能网

2023
01/16
13:32
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关键词: 电解水制氢 绿氢产业 制氢项目

来自欧洲和美国的政策制定者正在竞相抵抗中国早期在电解槽方面的主导地位,电解槽是氢能制取的关键部件。

十年前,中国曾以低价主导太阳能制造,在全球面板需求开始飙升之际消灭了西方竞争对手。美国和欧洲决心不让同样的事情发生在氢能上。

图片来源于Bloomberg

Plug Power美国工厂研发区的电解槽堆

摄影师:彭博社Adam Glanzman

随着全球加速向脱碳转型,能源革命的下一轮竞争围绕着一种叫做电解槽的设备展开。电解槽与光伏风能等可再生能源相结合电解水制氢能在不产生任何温室气体排放的前提下实现氢气制取。这是能够使钢铁、水泥或航运等难以脱碳的行业向绿色燃料转型的关键一步。

位于德国美因茨Energiepark Mainz的电解水制氢厂

摄影师:彭博社Alex Kraus

全球各地公司均在加快电解槽的生产,绿氢工厂正在建设中,绿氢产业最终实现了从试点项目到产业规模的飞跃。全球清洁能源研究机构BloombergNEF研究表明,到2030年全球电解槽产量需要增长91倍才能满足日益增长的需求。但许多西方清洁技术资深人士对这一新兴的竞争兴趣不足。据BNEF称,如今制造的所有电解槽中,超过40%来自中国。

中国生产的电解槽效率不如美国和欧洲制造的电解槽,但它们的成本要低得多——大约是西方公司的四分之一。当前中国电解槽企业仍主要服务于国内市场,但已经开始扩大海外销售。

BNEF氢能分析师 Xiaoting Wang 表示,“我听过太多政府官员说我们不能再重复太阳能的经历。”

中国在电解槽价格优势较西方遥遥领先

中国的绿氢电解槽价格优势将持续多年

图片来源于BloombergNEF

备注:所取价格为最高成本和最低成本场景的平均值

在中国夺取太阳能制造领先地位的关键时期,拜登总统时任美国副总统。如今他将中国视为竞争对手而非供应商,并把将清洁技术制造业带回美国作为其气候政策的支柱之一。美国决心不让中国控制氢能这一新的能源热潮,而拜登政府的《降低通胀法案》为国内制氢产业注入了大量资金。

“现实情况是,美国将提供非常慷慨的补贴,以确保当地氢能供应商能够生存下去。”欧洲想要从这个新兴产业中分得一杯羹也有其自身的原因。

位于南非Mogalakwena铂矿氢工厂内的电解槽

摄影师:彭博社Waldo Swiegers

俄乌战争冲突让可以在欧洲范围内生产的燃料的价值得到了充分体现,并提高了欧洲大陆对氢气的雄心。然而,一些氢能倡导者表示,欧盟在对美国和中国的竞争中远没有跟进,尚处于不利位置。欧盟设定了绿氢生产的目标,即到2030年实现1000万吨/年绿氢产量。但整个欧洲范围内尚未决定哪些方法符合“绿色”标准。这使得氢能公司很难致力于推动电解槽订单的大型制氢项目

布鲁塞尔Hydrogen Europe首席执行官Jorgo Chatzimarkakis表示:“我担心电解槽业务的市场份额将从欧洲转移到其他地区。欧盟是在朝自己的脑袋开枪,不是在脚上,而是在头上。”

与此同时,许多分析师预计中国的电解槽的效率将会逐步提高,从而削弱美国和欧洲公司目前拥有的技术优势。

位于美国Plug Power 工厂的

质子交换膜 (PEM) 电解槽电堆

摄影师:彭博社Adam Glanzman

Wood Mackenzie研究和咨询公司高级氢能分析师 Bridget van Dorsten 表示,“我毫不怀疑中国正在研发更好的电解槽。当中国决定不再落后的那一天,就是他们不再落后的那一天。”

一些中国企业已经抢先一步。中国的化工设备制造商已经拥有电解槽生产制造的多年经验,并已经为太阳能电池的多晶硅生产等各种制造行业安装了大型水电解系统。

电解槽使用电力将水分解成氢气和氧气,自上个世纪20年代以来,各种型号的电解槽就已上市。许多国家将氢能视为难以依靠电力脱碳行业脱碳化的最佳选择。如果电解槽的电力来自太阳能或风能设施,或核反应堆,那么生产氢气的过程也是无碳的。

位于日本东京的东芝氢研究中心的固体氧化物电解槽

摄影师:AFP/Getty Images Yoshikazu Tsuno

电解槽设备有多种类型,拥有多种技术路线,各有优缺点。中国公司主要生产“碱性”电解槽,碱性电解槽前期成本较低,但与其他竞争技术路线相比,每公斤氢气生产需要更多的电力。美国和欧洲公司则专注于初始成本较高但需要较少电力的“固体氧化物”和“质子交换膜”(PEM) 电解槽——这在电价较高的地方是一个很大的卖点。

然而,中国制造商也正在开发PEM电解槽并优化其碱性电解槽产品,中国正在瞄准国外市场寻求增长。

总部位于西安的隆基绿色能源科技有限公司是全球最大的太阳能光伏设备制造商。隆基于 2021年3月建成电解槽装置,并已在中国拥有1.5吉瓦的电解槽产能。隆基氢能副总裁王英歌表示,隆基氢能正在开发PEM电解槽,但预测碱性电解槽将在未来五年内主导该行业。未来三年内,隆基氢能预计国外市场销售额将占其销售总额的一半以上。

王英歌表示,“欧洲和美国对氢能产业的激励政策最积极,而中东和非洲的可再生能源规模最大,成本最经济,所有这些地区的绿氢项目均具有良好的盈利能力。”

与此同时,BNEF数据表明,中国国有企业中船PERIC在2022年收到了包括澳大利亚、美国和韩国等在内的来自七个海外国家的订单。山东赛克赛斯氢能是为数不多的专注于 PEM电解槽的中国制造商之一,该公司的项目总监黄方表示,赛克赛斯目前约有10%-15% 的销售额来自海外市场。赛克赛斯的目标是在欧洲和澳大利亚的日益增长需求下逐步提高这一比例。

全球电解槽装机量将呈指数级增长

全球气候政策正在推动绿氢需求增长

图片来源于BloombergNEF

虽然电解槽对于绿氢制取的重要性就像太阳能电池对于太阳能发电一样重要,但两者之间存在关键差异。

太阳能电池板本质上是一种现成的技术。无论电池板是安装在屋顶上还是组装在巨大的沙漠阵列中,面板和连接到它们的系统之间都没有太大变化。但氢气生产并非如此,电解槽只是制氢厂的一部分,其规模和设计将取决于其能源来源和客户需求。Plug Power Inc.首席执行官Andy Marsh表示,该公司正在美国建设一系列绿氢工厂,每家工厂都是独一无二的。

“位于得克萨斯州的工厂不同于纽约的工厂,纽约工厂又不同于佐治亚州的工厂,这一切都非常本地化” 。Plug公司目前也生产和销售PEM 电解槽。

在目标国家市场内制造电解槽优势明显。比利时John Cockerill Group在中国成立了一家合资企业-考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司,专注于为中国而非其他国家生产电解槽。John Cockerill Group还在欧洲以及潜在的美国和印度投资了两家工厂。

一名工人在位于西班牙Puertollano的

Iberdrola SA Puertollano 绿氢厂在施工的

最后阶段检查电解槽

摄影师:彭博社Angel Garcia

在目标国家市场内制造电解槽优势明显。比利时John Cockerill Group在中国成立了一家合资企业-考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司,专注于为中国而非其他国家生产电解槽。John Cockerill Group还在欧洲以及潜在的美国和印度投资了两家工厂。

Cockeril集团氢能负责人Raphaël Tilot 表示,“电解槽设备复杂且笨重,需要为每个客户进行大量的现场定制。将其从中国运到世界其他地方并不是那么简单。使电解槽与客户项目兼容的现场工作水平同样非常重要。”

中国的太阳能光伏产业多年来一直享受中央政府的大量补贴,这帮助设备制造商主导了全球供应链,但氢能目前尚未获得同等水平的政策支持。中国政府于2022年3月出台了首个国家级氢能发展规划,但尚未出台补贴等任何财政支持政策,令设备制造商的希望破灭。

与此同时,丹麦Topsoe A/S公司首席执行官 Roeland Baan 表示,如今美国的激励体系比欧盟的更容易驾驭。Topsoe A/S公司正在开发一个 500 兆瓦的工厂来生产固体氧化物电解槽,这种电解槽在高温下运行并且比碱性或PEM电解槽更有效。“我们决定将工厂设在丹麦,”Baan表示,“对于第二家工厂,我们必须拭目以待,第二家工厂有很大可能会在美国。”


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