中國科學院大連化學物理研究所邵志剛：技術創新+大批量生產是實現綠氫降本的關鍵
12月21日，以“‘氫’裝上陣，‘碳’尋未來”為主題的山西省綠氫產業鏈高質量發展新技術發布會在太原舉行。
“氫能經濟大有可為，但綠氫發展任重道遠。”中國科學院大連化學物理研究所燃料電池研究部部長邵志剛表示，成本高是目前限制電解水制氫技術大規模發展的最主要原因，技術創新+大批量生產是實現綠氫降本的關鍵。
全球綠色航運大會：哪種綠色燃料能夠脫穎而出
2024全球綠色航運大會在海南儋州召開，行業領袖和技術專家齊聚一堂，圍繞綠色燃料的技術創新和實踐應用等話題，探討航運業實現零碳轉型的可能路徑。
西門子能源全球副總裁、亞太及大中華區(深圳)創新中心負責人趙作智介紹，燃料替代是航運業實現長期減碳目標的關鍵策略之一，具有更大的減排潛力。為了達到IMO設定的2040年減排目標，至少占全球三分之一噸位的船舶需要使用可替代燃料。
巔峰氫儲：但目前在海運行業中，尚無明確跡象表明哪種燃料將成為“最終選擇”。
馬士基·麥克-凱尼·穆勒零碳航運中心首席執行官Bo Cerup-Simonsen介紹，綠色甲醇因其易存儲和運輸的優勢，已成為備受矚目的航運替代燃料。截至2024年初，全球已有269艘甲醇動力船舶在建或投入使用，涵蓋散貨船、集裝箱船和化學品船等多種船型。與綠色甲醇相比，綠色氨則具有不排放二氧化碳的優勢，其基礎設施建設可在全球氮肥生產基礎上快速擴展，展現出極大的發展潛力。
但Bo Cerup-Simonsen也表示，盡管綠色燃料展示了巨大的發展潛力，但其高昂的生產成本仍然是普及應用的主要障礙。例如，綠色甲醇的成本目前是傳統燃料的2到4倍。
談及綠色燃料的成本劣勢，中國工程院院士、上海交通大學講席教授黃震保持樂觀。他指出，綠色燃料的生產核心在于利用碳和氫兩種基本元素，可利用再生能源得到的綠電從水中提取氫氣，再結合二氧化碳、生物質或空氣中的氮氣合成多種綠色燃料。因而成本正在持續下降的綠電，為綠色燃料的規模化生產提供了可能。
此外，綠電具有“零邊際成本”特性，隨著風能、太陽能發電規模的擴大，電力過剩時可轉化為綠色燃料，從而進一步降低生產成本。
除了綠電降價等內部因素，全球碳排放政策的外部因素，也將促使綠色燃料逐步扭轉成本劣勢。黃震舉例稱，若歐盟碳關稅進一步提升至每噸150歐元，市場將有能力承受綠色甲醇每噸4000元人民幣的價格水平。
未來到底哪種綠色燃料能夠脫穎而出需要拭目以待。不過黃震認為，最終勝出的燃料一定具備六項特征：發動機適用性、大規模制備的經濟性、環保性、安全性、法規標準的完備性以及燃料的可供性。
馬士基：綠醇理想價格應為300美元/噸才有競爭力，但當前綠醇生產成本遠高于這個水平
馬士基中國脫碳業務總監KarimFahssis表示，“我們每年要用1000多萬噸傳統燃料，到2040年實現碳中和，若以同等熱值計算，全部用甲醇替代則需2000多萬噸。”他表示，除了大規模供應要求外，還包括足夠快供應、替代燃料足夠便宜且足夠綠三大要素。
“2021年對于馬士基以及行業來說是非常重要的一年。這一年我們取得結論，綠醇是實現碳中和的重要燃料，也能將公司碳中和目標提前至2040年。”卡卡指出，是年，馬士基公布了第一批綠醇船舶燃料訂單，“這對于上游能源行業是一個巨大信號，因為終于有了看得見摸得著的需求。”
全球綠醇制備項目陸續啟動，尤其是可再生能源迅速發展的中國，更被視為重要供應方。卡卡認為，中國基本具備生產有競爭力的綠色燃料所需要的條件。
首先，中國豐富的風光和生物質廢棄物等資源可以作為綠色燃料生產的基礎；其次，中國在風機、光伏板、電解槽、生物質氣化爐等設備產業鏈方面優勢明顯，加之政府重視，項目開發時間較快；燃料交貨地點也是重要優勢，馬士基對燃料交貨地點的要求是具備海運同步作業條件，即企業可以同時卸貨、運貨、加注，“這意味著我們會選擇到集裝箱較多的港口進行加注，中國在這方面具有優勢明顯。”
據西門子能源全球副總裁趙作智介紹，截至今年6月，我國已規劃109個綠色甲醇項目，累計年產能超過5000萬噸，但真正開工、具備商業邏輯且鎖定買家的項目卻很少，綠色燃料成本高是重要桎梏。
馬士基·麥克-凱尼·穆勒零碳航運中心首席執行官Bo Cerup-Simonsen表示，當前化石燃料市場價約600美元/噸，由于綠醇熱值較低，理想價格應為300美元/噸才有競爭力，但當前綠醇生產成本遠高于這個水平。“目前市場上對支付綠色溢價的意愿非常有限。”
據介紹，當前綠醇市場買方期望的價格約為2400元/噸，而生產企業報價則在5000元/噸左右，綠色燃料溢價較高，成本問題備受關注。
從去年開始，馬士基先后與金風科技、隆基綠能簽訂綠色甲醇長期供應協議，預計在2026年實現首批燃料供應，有效期將持續至2030年后。
據巔峰了解，這兩份協議商務模式均為鎖定長期固定價格和固定供應量，以此使供需雙方共擔成本和風險。
如果想和馬士基簽這樣的協議，供應方必須對自己的項目有足夠的把握。
黃震院士介紹，2023年我國可再生能源發電裝機達到14.5億瓦，首次超過全國發電總裝機的50%，今年6月我國風光發電裝機歷史性超過了煤電裝機，正成為保障電力供應的新力量。
隨著我國可再生能源發電裝機快速增長，在電力需求低谷和風光大發時存在大量過剩電力。充分利用這些低價綠電，制取電制燃料氫氨、醇醚和合成燃料，既可實現新能源有效存儲與消納，又可實現非電能源燃料的脫碳，對于難以電氣化的行業零碳化發揮重要作用，將為我國能源變革和碳中和目標達成提供有效解決方案。
“但仍有一個問題沒有解決，風光新能源具有波動性和隨機性。要使新能源成為主體能源，儲能不可或缺。”黃震認為，除了物理儲能（抽水蓄能、壓縮空氣儲能）和電池儲能（鋰電池、液流電池）之外，燃料儲能同樣重要。必須利用綠電能量的存儲、轉化，克服風、光資源波動性大的天然缺陷。利用綠電制取可再生燃料氫氨、醇醚和合成燃料，將實現新能源的有效存儲和非電能源燃料的脫碳。
他進一步強調，利用零碳電力制取氫、氨和合成燃料，既提供綠色燃料，又是一種新型儲能方式，在儲能規模和儲能時間方面具有獨特優勢，便于儲存與運輸，可實現跨季節大規模儲能與廣域共享。上海交通大學利用零碳電力，共電解二氧化碳和水制取一氧化碳和氫，再進一步通過費托合成制取長碳鏈高能量密度的合成液體燃料。這類燃料可以用在車船上，也可以再次發電上網。預計到2030年，電制燃料走向大規模的商業化應用。
“未來可以通過陽光、水、二氧化碳制備各種可再生合成燃料，最重要的是可以使能源獨立——不再依賴化石能源。”黃震表示。
黃震對電制合成燃料進行技術經濟分析時稱，其成本很大程度取決于制氫的綠電價格、生物質或碳捕集的成本。電制合成燃料的成本，不能僅從內部看，還要從外部看；不能僅從靜態看，更要從動態看，更要看全球碳約束，如歐盟碳關稅、碳配額及碳獎懲等的影響。在太陽能和風能得到充分利用的未來，人們可以像今天通過互聯網近乎免費地生產和消費信息一樣，綠電具有零邊際成本特性。
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