周末简单和大家聊了聊氢能。我定性的感受是氢能源未来会在我们碳中和中发挥比较重要的作用,我们确实需要氢能这样的清洁能源用于交通工业等领域,才有可能实现真正的碳中和。
(资料图片仅供参考)
我也找了很多券商研究所的卖方交流氢能的情况,卖方给我描述的大概是这样的。
卖方:氢能是有星辰大海的,根据各地公示的氢能项目情况,制氢需要的电解槽设备今年需求将超过2GW,明年超过5GW,2025年超过10GW,预计到2030年,需求将超过300GW,2035年超过1000GW,是一个长期复合高增长超级行业。
我:这么大的规划产能,他的需求在哪里呢?
卖方:需求特别特别大。比如燃料电池汽车,我国目前商用车一年销量超过400万辆,燃料电池(氢能)车型只有5000辆。以氢能源最容易替代的重卡为例,50吨重卡,100km大概耗氢10-15kg,假设一辆重卡一年行驶5万公里,一年就需要用5吨氢气,2025年假设有20万辆,就要用100万吨氢气。
合成氨也是氢气最重要的应用场景,现在全球一年约合0.72亿吨氢气用于合成氨和炼油。不过目前主要使用的是灰氢,未来都会替换成绿氢,这里又会有接近1亿吨需求。
(通过化石能源、工业副产品等生产的氢气一般就叫灰氢,生产时会伴有大量的二氧化碳排放,绿氢是电解水制成,是绿色能源没有二氧化碳释放。目前合成氨几乎全部用灰氢,没有用绿氢)
如果未来工业领域也能使用氢气那应用场景就更夸张了,炼钢,化工都需要大量氢气,而且氢气还可以用在长时储能场景中,直接替代储能...
而目前我国绿氢一年产量不足50万吨,不考虑星辰大海的工业和储能,绿氢未来都会有几百倍的增长空间。
这些详实的数据,规划听的我心潮澎湃,差点就一键下单,但从业这些年被卖方多次忽悠的场景出现在了我的脑海。
于是我决定冷静下来,好好查查数据,算算氢能的经济性,商用价值,和渗透空间。
回到现实
分析师给我讲的星辰大海我直接就不看了,毕竟他们都说是星辰大海,实际情况大概率是遥遥无期。
我仔细看了下他们给我讲目前两个最重要的应用领域,燃料电池和合成氨。
先来说燃料电池。
燃料电池用在乘用车上肯定是想都不用想的,对于锂电毫无竞争优势,也大概率永远不会有竞争优势,主要应用场景还是商用车,特别是重卡这种长距离运输的常用车。
我对比了下目前柴油重卡,锂电重卡,和氢能源重卡的价格,应用场景,使用成本。
首先过重的重卡目前用氢能源没什么优势,因为燃料电池目前成本还有点高,比如载重30吨以上的氢重卡,售价大概在200万以上,目前国补地补加起来能有40-80万(不同地方不一样),补贴后售价在120-160万以上。那载重50吨的柴油重卡价格在50万,锂电重卡价格在100万左右,售价贵的比较多。(虽然售价和锂电差不多,但锂电重卡的使用成本远低于氢能源,所以很难替代)。
载重20吨左右的重卡氢能源从售价来看可以一战,这个载重的重卡柴油车大概20万售价,锂电大概70万,氢能源100万,补贴后变成20-60万,从售价来讲是可以一战的。
再来看使用价格,因为氢气运输不太方便,所以目前氢能源汽车用氢一般都是就地制氢,就地加氢。
制氢成本是这样的,生产1kg氢气,大概需要55度电,假设一度电成本是0.3元,生产1kg氢气需要16.5元,另外制氢设备折旧,土地租赁大概对应1kg氢气是7-10元的成本,所以生产1kg氢气大概需要25元。
氢能重卡载重20吨跑100km大概耗氢10kg,所以100km需要的价格是250元。
锂电换电重卡满载百公里的能耗为150kwh,一度电如果0.6元,对应90元/100km。
柴油重卡大概25升/100km,柴油价格8块钱/升,对应消耗大概是200元/100km。
整体来看,氢燃料电池汽车在这个场景下使用经济性依然不如柴油和锂电。
但这里锂电的使用有几个问题,第一是跑不了太长途,由于电池较重,锂电重卡一般就能跑200km出头,氢燃料可以跑500-600公里。第二是锂电充电太慢了,需要2小时,加氢气就10分钟。第三,低温下,锂电的续航还要变少,但氢燃料不会。
所以从经济性来讲,在有补贴的背景下,氢燃料电池汽车依然不如柴油,但可以在特殊应用场景下和换电重卡进行比较。
总的来讲,在商用重卡运输车这个领域,用氢燃料电池企业也是一件几乎毫无经济性的行为。能落地的项目大概率依然会以示范项目和一些国企的项目为主。大规模商用空间不大。
在未来,如果对于低碳的要求进一步提升,氢燃料电池重卡可能可以成为锂电重卡在部分应用场景的一个补充,也很难成为绝对主流,完全占据这个市场。
从政策规划来看,一大目标是氢能车2025年保有量达到5万辆,我觉得这个是一个相对理性的目标的,远不是分析师给我讲的20万辆...
一个行业,在没有经济性的背景下,要放量,还是非常难的。
第二个摸得着的应用场景是替代灰氢,用在工业合成氨上。
既然是替代,很简单的商业逻辑就是需要绿氢成本比灰氢低。
我查了下灰氢的成本,根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》(简称“《白皮书》”)公布的数据,目前中国工业副产氢的考虑副产气体成本后的综合制氢成本约在10-16元/kg。
其中,煤制氢便宜一些,成本11元/kg(动力煤900元/吨),天然气制氢成本高一些18元/kg(天然气3.5元/m³)。
如果要绿氢替代灰氢,至少绿氢的制备成本要降低到和灰氢差不多的水平。
上面已经算过了制绿氢的成本,目前生产1kg绿氢大概需要25元,距离天然气制氢都还有7元左右的差距。
所以目前要大规模用绿氢换灰氢,是不太可能的。
未来有两种情况下,可能能替代。
第一,高碳关税。目前欧洲已经在对碳关税立法,灰氢作为有碳排放生产的产品它是需要交碳关税的,所以在出口领域绿氢可能会在有高碳关税的情况比灰氢更有经济性。
如果国内未来也有这样的碳税,那么绿氢也会在一定程度上替代灰氢。
目前来看替代天然气制氢空间更大一些,替代煤制氢还比较遥远。
第二,电价下降。
制绿氢最大的成本就是电费,生产1kg绿氢,大概需要55度电,假设电价降低到0.2元/度,加上7块的设备折旧等成本,成本达到18块左右,逼近天然气制氢。如果电价到0.1元,会逼近煤制氢。
这就涉及到对光伏的使用了,现在富光地区,光伏发电的成本是可以到0.2元以下的,如果能结合好光伏风电和制氢制氨,其实还是有一定商业化空间的。
但这里也涉及到商业问题,0.2元以下的发电成本上网他是可以赚不少钱的,如果用于制氢制氨,收益能否超过上网,都是需要考虑的。
这样来看,问题就在变得简单。氢气的广泛应用,核心还是要持续降本。
比如隆基前两天发布了新的电解槽产品,据说可以降低20%左右的制氢电耗,如果真的能做到,氢能源的商用化又会更进一步。
另外最重要的降本是可再生能源的持续发展,光伏在硅料价格回到正常水平,HJT等新技术持续发展后,会进一步降低发电成本,当发电成本真的降低到0.2元以下,甚至0.1元以后,绿氢也就有了更低的成本,更广阔的空间。
对于绿氢的前景,我们还是看的到,看的清的,毕竟新能源发电降本的路径是非常清晰的。
当然,就当下来讲,氢能的渗透速度一定远不如分析师的嘴那么乐观,但对于这个产业趋势,我们需要持续跟踪。产业在发展,降本在持续,拐点一定会到来。
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