2023年綠色氫能源行業(yè)研究報告

2023年綠色氫能源行業(yè)爭論報告核心觀點爭論背景“30-60雙碳目標”的提出為綠氫在深度脫碳領域供給了寬闊的告中，我們建立了綠氫的全生命周期生產本錢模型〔LCO綠氫降本路徑進展推想及分析。創(chuàng)之處〔包CAPEX、固定運維本錢OPEX〕平價，并分析了綠氫在各脫碳應用領域的本錢競爭力。核心結論到2030年國內綠氫本錢可實現(xiàn)與灰氫平價。到2030年，綠氫本錢將從2023年的30.8元/kg快速降至16.9元/kg。而國內2030年將領先于行業(yè)平均水平到達0.1-0.15元/KWh，相應的綠氫本錢將領先實現(xiàn)與灰氫平價。綠氫的大規(guī)模應用或將在2035-2040年實現(xiàn)。近5年綠氫203010-12元/kg2035年后，綠氫或將作為極具競爭力的能源在主流工業(yè)領域和交通領域大規(guī)模推廣應用。脫碳是推動氫能進展第一驅動力碳中和推動生產資料向無碳化趨勢進展從工業(yè)革命開頭，人類活動便前所未有地撼動了地球的自然平衡。碳循環(huán)體系首當其沖，碳源和碳匯的平衡不再，引發(fā)了世界對全球升溫高于工業(yè)化前水平約1.0℃，依據(jù)巴黎協(xié)定要求，上升幅度須把握在21.52℃，或許溫把握在1.5℃以內，將更有助于降低極端氣候災難消滅的風險，其重要?？v觀能源的進展歷史，從最初使用固態(tài)的木柴、煤炭，到液態(tài)的H/C比提高的趨勢和固-液-氣形式的漸變過程。木柴的氫碳比在1:3~10之間，煤為1:1，石油為2:14:18上升超過6每一次能源的“脫碳”以預見將來隨著碳中和的進展，氫在能源中的占比將會連續(xù)提高。中國承諾“雙碳目標”，減排時間緊、任務重202357.7%28億噸標準煤，雖然煤炭在一次能源消費中的占比自2023年以來逐年油缺氣的客觀能源分布以及工業(yè)化進程以來產業(yè)構造的布局所影響，高碳生產經(jīng)濟模式下，中國碳排量位居全球首位。中國從2023年起就超越美國，成為全球第一大碳排放國家，在全球總量中的占比超過兩成。美國能源信息署〔EIA〕的公布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全球碳排放總量達362.28億噸。其中前五大碳排放國家為中國、美29.7%、14.6%、6.4%、5.0%、3.4%。中國獨占全球近三成份額，這一狀態(tài)2023年起連續(xù)至今。氣候院數(shù)據(jù)，2023年我國二氧化碳總排放量113.5億噸，其中與100.388.4%13.2億噸，11.6%。其中：能源相關排放主要包括化石燃料燃燒及電力/熱力使用，分別從供給端及需求端對其拆解，依據(jù)清華氣候爭論院數(shù)據(jù)，供給端76.6%17%6.4%〔不計間接排放40.5%37.6%、10.0%9.9%。工業(yè)過程排放主要集中于非金屬礦物制品〔主要為水泥、金2023年《中華人民共和國氣候變化其次次兩年更報告》數(shù)據(jù)，非金屬礦物制品、金屬冶煉、化工業(yè)排放占比分68.8%、20.5%、10.7%。2060年碳中和目標位于2℃情景和1.5℃目標情景之間。估量我國減排分為三個階段，2023-2030年屬于峰值平臺期，2030-2035年逐步減排，2035年之后加速減排?；谇迦A氣候院對于我國不憐憫境下CO22030年前碳達峰目標對應于強化政策情景，2060年碳中和目標位于2℃情景和1.5℃目標情景之間。當21.5℃情景的減排20302060年碳中和目標靠近。21.5℃情景分別對應于全球2070年、2050年左右碳中206021.5政策情景〔落實并連續(xù)2030年NDC目標的政策情景：一次205062tceCO22030年左右達峰，205090tCO2；〔“自下而上”強化2030年前NDC大減排力度：一次能源消費到2050年約56億tce。CO2排放2030年前達峰，205062tCO2；2℃情景〔2050年實現(xiàn)與2℃目標相契合的減排情景：一次能205052tce。CO22025年左右達峰，2050年下降到約29億tCO2，再加上CCS和森林碳匯，凈排放約20億噸；1.5℃情景〔2050CO2凈零碳排放，其他溫室氣體深度減排：一次能源消費到2050年約50億tce。2025年前達峰，205012tCO2CCSCO2零排放。碳排構造上，針對能源環(huán)節(jié)〔工業(yè)、電力、交通、建筑〕的減排22050CO2排放29.2億噸，工業(yè)過程4.7億噸，CCS5.1億噸，碳匯7.0億噸，CO2凈排放21.8億噸，比峰值年份下降80%。當前能源相關CO2排放主要來自工業(yè)部門和電力部門，各占約40%。不計CCS和碳匯41%28%。在1.52050CO2實現(xiàn)凈零排放，電力系統(tǒng)實現(xiàn)負排放。不計CCS和碳匯，能源相關CO2排放仍14.731%49%。2.3綠氫將可再生能源整合至終端實現(xiàn)深度脫碳支柱，尤其是風能和太陽能為代表的可再生能源電力。參考清華大2050年2℃及1.5℃目標下，我國電力占終端能源總消費比重將由目前的25%分別提升至55%及68%，意味著以2060年實現(xiàn)碳中和目標，我國電力消費比重將在2050年超過60%。然而，在某些行業(yè)〔如交通運輸行業(yè)、工業(yè)和需要高位熱能的應用，到，這一挑戰(zhàn)可通過產自可再生能源的氫氣加以解決，這將使大量可再生能源從電力部門引向終端使用部門。氫能是一種來源廣泛、清潔無碳、靈敏高效、應用場景豐富的能源，與電能同屬二次能源，更簡潔耦合電能、熱能、燃料等多種能源并與電能一起建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡，可以促進電力與建筑、交通運輸和工業(yè)之間的互連。以往氫氣主要產自化石原料，在術上能將大量可再生能源電力轉移到很難實現(xiàn)脫碳化的領域：工業(yè)領域：目前在假設干工業(yè)產業(yè)〔合成氨、甲醇、鋼鐵冶煉等〕中廣泛使用的通過化石燃料生產的氫氣，從技術層面上而言可通過可再生能源制氫來替代。此外，氫能憑借靈敏性強的特點，可以成為間歇性工業(yè)領域的中高級熱能低碳解決方案。決方案，以綠氫作為燃料，為人們供給與傳統(tǒng)燃油車駕駛性能相媲美的低碳出行選擇〔。而在目前純電動應用受限的領域中〔例如卡車、火車、游輪、航空等氫燃料電池方案可以完善勝任。碳，當前我國天然氣管道輸送技術成熟，中低比例的自然氣摻氫已具備實踐根底。綠氫助力交通、工業(yè)、建筑領域深度脫碳2060203037155%20601.3億噸左右，在終端能源消費中的占比約為20%。其中，工業(yè)領域用氫占比照舊最大，占總需求量的60%，其次分別為交通運輸領域、交通運輸領域的氫脫碳氫燃料電池汽車是氫能在交通運輸領域脫碳的主要途徑氫燃料電池汽車〔FCEV，F(xiàn)uelCellElectricVehicle〕是全球汽車動力系統(tǒng)轉型升級的重要方向，被認為是將來汽車產業(yè)技術競爭的50%，假設實現(xiàn)熱電聯(lián)供理論效率可達90%。因此，氫燃料電池汽車能夠實現(xiàn)車輛運行階段的“零排放”、全生命周期“低排放”，是氫能在交通運輸領域脫碳的主要途徑?？稍偕茉粗茪涫茄a全FCEV2023命周期溫室氣體排放分析：在可再生能源比較豐富的地區(qū)，利用風電及光伏電解水制氫驅動燃料電池汽車將帶來節(jié)能和減排優(yōu)勢，可使燃料電池汽車實現(xiàn)生命周期〔WtW——WelltoWheel〕氣主要由化學重整制氫及副產物制氫，制氫階段照舊伴隨大量溫室氣體排放，可再生能源電解水制氫因本錢問題尚無法支撐氫燃料電池進入交通運輸領域實現(xiàn)真正意義上的零排放。〔CO、HC〕以及污染物排放〔NOx、PM〕中，由于發(fā)動機構造與燃燒方式的不同，商用車〔絕大多數(shù)搭載柴油機〕的碳排放水平明顯高于77.3%CO2運行業(yè)減排工作已取得明顯進展，但碳排放水平照舊處于較高位置，F(xiàn)CEV是BEV域得到應用全球各大整車廠商將電動化進展重心轉向純電動汽車，是否應當發(fā)展氫燃料電池汽車的質疑聲也越來越大，相比較純電動汽車而言，氫燃料電池汽車進展緩慢的緣由主要有以下幾點：1.5-2倍；50-80元/kg；現(xiàn)有加氫站數(shù)量明顯缺乏。氫燃料電池汽車、純電動汽車、傳統(tǒng)燃油車，包含乘用車及重卡商用車。通過比照，氫燃料電池汽車由于加氫本錢過高，其能源使用本錢明顯高于燃油車及純電動汽車，為使氫燃料電池汽車具備與燃油車相近的燃油經(jīng)濟性，其終端加氫本錢需至少降到40元/kg以內，假設以當前儲運及加注本錢計算25/k15元/kg以下。充放特點，純電動汽車適合于較短距離行駛的小型和輕型車輛。但將提高車輛自重，降低重卡等重型商用車長途運輸?shù)慕?jīng)濟適用性。下，燃料電池車能量密度高，加注燃料便捷、續(xù)航里程較高，更加適用于長途、大型、商用車領域，將來有望與純電動汽車形成互補并存的格局。2035100萬輛。依據(jù)《節(jié)能與能源汽車技術路線圖2.0》規(guī)劃，我國將進展氫燃料電池商用車作為整個氫能燃料電池行業(yè)的突破口，以客車和城市物流車為切入領域，重點在可再生能源制氫和工業(yè)副產氫豐富的區(qū)2035年，實現(xiàn)氫燃料電池汽車的100燃料電池核心關鍵技術，建立完備的燃料電池材料、部件、系統(tǒng)的制造與生產產業(yè)鏈。除了大路運輸之外，更長遠來看，氫氣還有可能促進鐵路運輸、船運和航空領域的脫碳化：在鐵路領域，阿爾斯通(Alstom)制造的首批氫動力列車正在德國北部進展部署，用于商業(yè)效勞，以取代非電氣化線路上的柴油列還有其他幾個國家〔包括英國、荷蘭和奧地利〕也計劃在將來幾年內實施類似部署。在船運領域，燃料電池船只在各個局部〔渡輪、穿梭客船等〕正電池還可用于取代目前通常以柴油或燃料油為根底的船載和陸上電源供給，以消退港口的污染物排放〔如NO、SOX和顆粒物，同2050年削減50%的溫室氣體(GHG)〔UNFCC2023年〔例如德國HY4演示工程。此外，氫燃料電池還可用于假設干與車載電源相關的潛在應用，這些應用可能在2023年至2050年之間開放部署。對于噴氣式飛機而言，其可以通過使用可作為混入式燃料的電子燃料補充航空生物燃料，以實現(xiàn)脫碳化。這取決于經(jīng)濟性能的提高〔目前生產電子燃料的本錢遠高于其打算取代的化石燃料術進步、示范和嚴格的測試。工業(yè)領域的氫脫碳氫氣消費構造來看，90%以上氫氣用于工業(yè)原料。但從國內氫氣生產來源來看，約77%氫氣來源于化石原料〔化學重整，包括自然氣、石油、煤炭，制氫過程帶來了大量的二氧化碳排放。因此，短有望成為工業(yè)領域氫脫碳的早期市場，由于其能夠馬上產生規(guī)模效應，從而快速降低氫氣本錢并實現(xiàn)碳減排；從長遠來看，通過可再綜上，氫可以通過以下兩種途徑來實現(xiàn)工業(yè)領域原料脫碳：現(xiàn)有用于原料的氫可以通過低碳途徑來獵取，包括CCS技氫可以取代工業(yè)領域局部化石原料。譬如氫可以取代在煉鐵過程中作為復原劑的焦炭，還可以直接燃燒獲得高位熱能取代化石燃料燃燒?，F(xiàn)有氫供給的脫碳化合成氨〔尿素〔甲醇等〕70%的消費量。程。依據(jù)上游原料的不同，合成氨主要分為以煤炭為原料的煤氣化〔SM內“富煤缺氣”的資源條件影響，國內近80%的合成氨為煤化工路線。在煤制合成氨工藝流程中，碳排放來自兩個局部，一個是外部耗能所帶來的間接排放〔燃料燃燒、電力供給，另一個是在煤氣化之將多余的CO轉化成CO2，再通過低溫甲醇洗環(huán)節(jié)分別出來。據(jù)《合成氨企業(yè)碳排放核算案例分析〔2023年，生產每噸合1.53噸標準煤，產生碳排放約5.94噸，其中工藝流程4.711.23噸。相比于煤化工路線，自然氣路線碳排放量減半但照舊無法實現(xiàn)“零排放”。IPCC給出的自然氣制氨的過程排放量為2.10CO2/1.0CO2/3.10CO2/噸氨。在碳中和框架下，雖然通過自然氣路線可以實現(xiàn)相較于煤化我國緊缺資源，也無法支撐合成氨工業(yè)大面積轉向自然氣路線?？稍偕茉粗茪涫呛铣砂毙袠I(yè)可行的脫碳解決方案。2023年國470080%20%的自然氣路線2023年合成氨二氧化碳排放量在1.97億噸，占國內碳排放總量的1.73%。假設以可再生500010.18噸氫氣計算，合成氨板塊對于900萬噸左右。10元/kg實現(xiàn)與灰氫平價。當前國內煤氣化制氫本錢普遍低于10元/k〔不考慮CCUS本錢自然氣重整制氫本錢在10-20元/kg〔不考慮CCUS本錢，目前光伏和風電制氫平均本錢在25~30元/kg水平，因此發(fā)展綠氫制合成氨首要解決的是制氫本錢。甲醇甲醇是多種有機產品的根本原料和重要的溶劑，其下游應用廣煤制甲醇和焦爐氣制甲醇，目前國內主要以煤制甲醇為主，占比高達76%17%7%。重整技術，碳排放表達在合成氣制備過程中。參考國內煤化工企業(yè)環(huán)評報告以及IPCC給出的碳排放因子數(shù)據(jù)，煤頭路線單噸甲醇的CO23.91噸〔2.13噸CO2/噸甲醇、工程排放1.78噸CO2/噸甲醇，氣頭路線單噸甲醇的CO2排放量約為1.59噸〔過程排放0.67噸CO2/噸甲醇、工程排放0.92噸CO2/噸甲醇。因此，2023年僅煤頭及氣頭路線甲醇的CO2排放量已1.9億噸，與合成氨排碳放量水平相當。氫平價的水平。應用領域的氫能脫碳化氫氣煉鋼我國工業(yè)化進程中最重要的支柱形產業(yè)之一。當前，我國煉鋼企業(yè)大多使用鐵礦石為鐵源、煉焦煤作為碳源的長流程高爐生產技術，通過焦炭燃燒供給復原反響所需要的熱量并產生復原劑一氧化碳C，在高溫下利用一氧化碳將鐵礦石中的氧發(fā)生反響生成將鐵礦石復原得到鐵，這個過程帶來了大量的二氧化碳排放，其噸鋼二氧化碳排放量在2.17-2.2噸之間。相對應的，短流程則以廢鋼作為鐵元素來源，經(jīng)“電爐-軋制”流程生產鋼材，其噸鋼二氧化碳排放量在0.2-0.6噸之間。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會，在202372%28%2023年中國粗鋼產量中，長流程占比90%，短流程占比10%，除中國外，海外長52%48%。3202023〔第十二屆〕中國鋼鐵進展論壇上，有關人士透露善稿，鋼鐵行業(yè)碳達峰目標初步定為：2025年前，鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳203030%。減排的主要措施為：提高能源利用率、超低排放改造和提高電爐比例，同時進展低碳冶金技術、碳捕捉等其他技術路徑。從目前來看，通過綠氫作為復原劑的直接復原技術〔DRI〕是鋼鐵工業(yè)將來實現(xiàn)“零排放”的最正確方案。23009~10億噸左右的水平，將來電爐煉40%為3億噸左右，對應生鐵產量約為2.55億噸，以1噸生鐵消耗1000〔參考日本鋼鐵工業(yè)協(xié)會測算值氣需求量約為2300萬噸左右。存在障礙。目前全球相對較為成熟且運行的工程主要是瑞典鋼鐵的HYBRIT工程。HYBRIT氫氣取代傳統(tǒng)工藝的煤和焦炭〔氫氣由清潔能源發(fā)電產生的電力電解水產生，氫氣在較低的溫度下對球團礦進展直接復原，產生海綿鐵〔直接復原鐵，并從爐頂排出水蒸氣和多余的氫氣，水蒸氣在冷凝和洗滌后實現(xiàn)循環(huán)使用。但是HYBRIT工程承受的氫冶金工藝本錢比傳統(tǒng)高爐冶煉工藝高20%~30%。除此之外，德國薩爾茨吉特SALCOS〔〕工程和由奧鋼聯(lián)發(fā)起的H2FUTURE工程也從不同角度設想工藝流程實現(xiàn)“氫冶金”循環(huán)經(jīng)濟。國內方面，龍頭鋼企也正樂觀布局氫氣煉鋼技術，包括河氫能煉鋼盈虧平衡點的制氫本錢為11.2~11.8元/kg。按目前成10.45噸焦炭，噸鋼的能源物料本錢約為1000~1050元/噸，假設與高爐煉鐵到達一樣的本錢水平，所使本錢計算，目前光伏和風電制氫本錢根本在25-30元/kg的本錢水工業(yè)供熱氫能是工業(yè)領域中高品位熱力供給的優(yōu)質脫碳解決方案級熱能和500℃以上的高級熱能。目前，化石燃料〔煤、自然氣〕和電力〔電阻加熱或熱泵〕主要用于滿足工業(yè)供熱的需求。脫碳方案包括直接電氣化、生物質或化石燃料+CCUS技術。會發(fā)揮重要作用。對于中高級熱能，可承受生物質進展脫碳，但在某些地區(qū)生物質供給限制。例如，CCUS技術僅在有二氧化碳封存設CCUS憑借靈敏性強的特點，可以成為間歇性工業(yè)領域的中高級熱能低碳解決方案。對于氫能在工業(yè)供熱中的應用，主要有兩類途徑：通過直接燃燒氫氣的方式來滿足高位熱能需求，但從技術實現(xiàn)角度，直接燃燒氫氣仍面臨諸多技術挑戰(zhàn)，近中期很難實現(xiàn)規(guī)模化運用。因此，通過自然氣摻氫的方式來兼顧高位熱能需求以及碳減排是近中期最優(yōu)解，具體經(jīng)濟性分析可參照“2.3建筑領域的氫脫碳”。3.3建筑領域的氫脫碳目前建筑領域中包括民用住宅及商業(yè)住宅在供熱供電方面的能〔118EJ〕的三分之一以上，接近于工業(yè)領域的能源需求，甚至超過交通領域的能源需求。建筑能源消耗中約60%用來供暖、熱水和烹飪，其他則用于照明、電器及制冷。建筑物的碳排放量占到全球的四分之一〔86.7億噸二氧化碳。域用電所帶來的二氧化碳排放，但對于建筑領域的供熱環(huán)節(jié)，照舊很難實現(xiàn)脫碳，由于只有少數(shù)低碳替代品可以與自然氣〔最常見的供熱燃料〕競爭，目前大局部有嚴寒季節(jié)國家的供暖依靠化石能源來實現(xiàn)，主要為自然氣，其他為煤炭、生物質能等。自然氣摻氫可成為建筑領域減排有效措施要實現(xiàn)到2050年降低2氣摻氫〔HCNG—hydrogencompressednaturalgas〕方案是促進該行業(yè)能源轉型的最具本錢效益和最靈敏的方法之一：氫能可以利用現(xiàn)有的自然氣根底設施和設備，向自然氣管網(wǎng)中注入可再生能源電力制取的氫氣，可削減自然氣的消耗，有助于削減建筑、工業(yè)和發(fā)電廠因使用自然氣造成的相關碳排放：從短期來看，向自然氣管網(wǎng)注入氫氣是一種低價值、低投資的舉措，可以支持早期氫氣生產規(guī)模的擴大。氫氣注入應成為一種措施，用于降低電力制氫在交通領域中陷入“死亡之谷”的風險。當無法滿足預期需求的風險照舊很高〔“死亡之谷”〕時，自然氣管網(wǎng)實現(xiàn)盈虧平衡。氫氣注入可以讓電解裝置幾乎連續(xù)地運行，從而有助于確保通過供給電網(wǎng)效勞獲得收入，由于電網(wǎng)效勞通常需要電解裝置處于運行狀態(tài)。從長遠來看，向自然氣管網(wǎng)注入氫氣，被認為是一種能夠儲因此可以避開昂貴的電網(wǎng)升級和擴建費用。與電力相比，電力制氫的一個關鍵優(yōu)勢是氫氣可以大規(guī)模儲存。這將使該系統(tǒng)能夠應對需〔如冬季供熱也能消納大量波動性可再生能源。僅就歐盟而言，自然氣管網(wǎng)中以甲烷形式儲存的能源約為1200太瓦時〔ENERGINET，2023年數(shù)據(jù)。這大約相當于歐洲自然氣總需求的五分之一〔2023年歐洲自然54805375太瓦時。際可行的理論根底：燃燒能量。氫氣密度較低，但單位質量的燃燒熱遠大于自然氣。燃燒性質。氫更簡潔點燃且其火焰速率要遠快于自然氣。PE管道和鐵制管道中的集中系數(shù)遠高于自然氣5遠大于自然氣，這樣便不易造成集中后的聚攏，從而降低了危急性。行的示范工程也說明現(xiàn)有自然氣管道輸送混氫自然氣存在可行性，其中德國自2023年底就開頭向部分自然氣分銷網(wǎng)絡注入氫氣，當2%；2023E.ON的子公司Avacon打算將自然氣管道網(wǎng)的氫氣混合率提高到20%。意大利公司Snam于2023年4月開頭向南意大利量價工業(yè)公司輸送含量為55%的摻氫自然氣，2023110%20231月2日，英國首個將零碳氫氣注入自然氣網(wǎng)絡為住宅和企業(yè)供熱的示范工程HyDeploy20%德國西門子公司已領先在自然氣摻氫燃氣輪機方面取得重大技術突5%-50%的HCNG，奠定低碳化成熟，自然氣摻氫已具備實踐根底。截止到2023年底，我國自然8.13500億m3/a。從消費端來看，截止到2023年底，我國自然氣年消費量已到達3250億立方米〔占2023年全球需求量約8.5%，且照舊保持持續(xù)增長態(tài)勢，需求構造上，90%自然氣以燃燒的方式應用于城燃、發(fā)電以及工業(yè)能源，因此在自然氣管網(wǎng)中摻氫可以削減自然氣燃燒帶來的二氧化碳排放問題。度〔體積最高為10-20％〕相對較低的狀況下，氫氣的混合可能無需對根底設施進展重大投資或改造，投資本錢相對較小，并且可以安全的方式進展。假設混合濃度超過20%，則需要對現(xiàn)有根底設施和終HCNG在不同摻氫比例條件下的敏感性分析，在碳中和對低碳化需求迫切的狀況下，近中期可在不改造自然氣管網(wǎng)的前提下實施中低比例的自然氣摻氫。假設混合比例為5%10-1832-58千克二氧化碳——33020萬噸二氧化碳排放。2050年，20%的自然氣摻氫比例將帶來80-90萬噸氫氣需求。據(jù)發(fā)改委能源爭論所數(shù)據(jù)，在2℃目標下，中國自然氣消費量20405800-60002050年隨著電氣化程度進一步提升，國內自然氣消費量將回落至4500-4700億立方米。假設國內自然氣摻氫比例到達20%2050年900-1000億立方米氫氣需求〔80-90萬噸。氫能脫碳核心制約——平價綠氫何時到來？可再生能源電解水制氫是氫脫碳路線成立的重要組成目前，氫的制取主要有三種較為成熟的技術路線：一是以煤炭、自然氣為代表的化石能源重整制氫；二是以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產氣制氫，三是電解水制氫。從供給構造其次為工業(yè)副產氫，而電解水制氫占比微小。CO2排放，制得氫氣中普遍含有硫、磷等有害雜質，對提純及碳捕獲有著較高的要求。焦爐煤氣、氯堿尾氣等工業(yè)副產提純制氫，能夠避開尾氣中的氫氣鋪張，實現(xiàn)氫氣解水制氫純度等級高，雜質氣體少，考慮減排效益，與可再生能源結合電解水制“”被認為是實現(xiàn)氫脫碳的最正確途徑。堿性電解與PEM電解將是將來電解水主流工藝路線〔PEM〕電解、固體氧化物〔SOEC〕電解這三種技術路線，依據(jù)各自技術特點以及商業(yè)化應用程度，堿性電解水制氫路線及PEM電解水制氫將是將來與可再生能源結合的主流電解水制氫工藝路線。PEM電解。該技術國內較國際先進水平差距較大，表達在技術成熟度、裝置規(guī)模、使用壽命、經(jīng)濟性等方面，國外已有通過多模PEM靈敏性和反響效率較高，能夠以最低功率保持待機模式，與波動性SOECPEMSOEC電解水制氫需要高溫環(huán)境，其較為適合產生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電等系統(tǒng)。PEMPEM電解槽的本錢和市場份額將漸漸提高，與堿性電解槽接近持平，并依據(jù)各自與可再生能源電力系統(tǒng)的適配性應用在光伏、風電領域?！盎覛洹?CCUS技術近中期將幫助“綠氫”實現(xiàn)過度中國的國情來看，由于規(guī)?；?、低本錢的可再生能源電解水制氫產業(yè)尚未形成，因此已有規(guī)?；?、產業(yè)化的煤制氫路線仍將長期存在，但是需要疊加CCUS技術〔碳捕集和封存利用〕將“灰氫”變?yōu)椤八{氫”灰氫”+CCUS技術近中期將幫助“綠氫”實現(xiàn)進展CCUS面臨的最大挑戰(zhàn)是綜合本錢相對過高?，F(xiàn)有技術條以火電廠安裝為例，將額外增加140-600元/噸的運行本錢，直接導致發(fā)電本錢大幅增加。如華能集團上海石洞口捕集示范工程，在工程0.26元/kwh提高到0.5元/kwhCO2目前CO2管網(wǎng)建設投入高、風險CCUSCCUS技術水平的制約，10-20%CCUS技術的推廣和應用。依據(jù)CCUS技術的進展趨勢和目標，到2025年CO2捕集本錢大約為0.15-0.4元/kg。煤制氫技術沒產生1kgH2，伴生的CO219kg，以此推算，2025CCUS技術的氫氣制取本錢將增加2.85-7.6元/kg2035CCUS技術增加的制氫本錢2.28-5.32元/kg。2030年可再生綠氫或將實現(xiàn)與灰氫平價低本錢可再生氫的實現(xiàn)路徑對于氫氣將來能不能實現(xiàn)平價應用至關重要。目前，通過可再生能源發(fā)電制取“綠氫”主要面臨本錢高的問題。一方面，當前階段以風電光伏為代表的可再生能源發(fā)電本錢還比較高；另一方面，電解槽的能耗和初始投資本錢較高，規(guī)?！熬G氫”經(jīng)濟性的有效途徑將主要依靠可再生能源發(fā)電本錢的下降，電解槽能耗和投資本錢的下降以及碳稅等政策的引導。電解氫本錢主要受電力本錢、電解槽投資本錢影響電解氫本錢主要由3局部組成：電力本錢。依靠風電、光伏等可再生能源產生的電力，將水電解成氫氣和氧氣。投資本錢CAPE。主要為電解槽系統(tǒng)成本。運維本錢OPE。因此，綠氫全生命周期本錢〔LCOH〕=電力本錢+投資本錢cape〕+運行本錢ope。以歐洲100MW規(guī)模綠氫電解裝置為例，從該綠氫制備的全生56%，電解槽系統(tǒng)投資本錢占據(jù)38%。因此，電價水平以及電解槽系統(tǒng)初始投資本錢的凹凸直接影響最終綠氫本錢，同時影響綠氫在各應用領域脫碳的節(jié)奏和進度。對綠氫全生命周期本錢進展拆解及推想〔僅對成熟度水平較高的堿CAPEXOPEX關鍵影響因素做出如下假設：電力本錢〔LCO技術的不斷進步，將來可再生能源將成為一次能源消費中的主體，可再生能源平準化度電本錢將大幅下降，參考Hrdrogencouncil、IRENA、中國氫能聯(lián)盟以及發(fā)改委能源所的推想，以2023年為基〔包含光伏