彭博新能源汪子越：可再生能源制氢经济性前景

2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。

在15日下午召开的学术发布会上，彭博新能源财经风电分析师汪子越作为代表发言。

以下为发言实录：

汪子越：今天也非常高兴再次有这么一个机会，在风能展在这里跟大家做一些跨界的关于氢能方面的研究。对于不熟悉彭博新能源财经的朋友先简单介绍一下，它是彭博资讯集团旗下一家专注于能源领域和低碳经济研究的机构，最开始是从风电、光伏包括碳市场这样起步的，但是走到今天其实大家可以看到我们的研究覆盖领域已经涉及到包括大宗商品、清洁电力、先进交通、建筑工业、农业、数字化、氢能等等一系列和低碳经济发展所相关的这些研究内容。在全球范围内，我们是大概有这样一支超过250名分析师的研究师团队，覆盖在全球最主要的市场和地区，希望给大家去提供这样一些更本土化的更深入的研究观点。

其实氢能已经不是一个新话题了，在前些年非常火，我们也在思考的问题就是说到底为什么突然之间氢能变得那么重要，从气候变化角度来说不管是我们的《巴黎协定》也好，还是前段时间我们中国提出的30到碳达峰60要“碳中和”也好，其中不可避免的一个方向就是我们要对现有的能源消费的结构进行一个升级，去进行转变。

在2018年的时候，有超过80%的全球能源消耗是由燃料所提供的，其中大部分是来自于传统的煤炭、天然气和石油，如果按照现有的既定路径继续走下去，一直到了2050年根据国际能源署的预测，仍然煤炭、石油、天然气会占大头，同时能源体量、消耗体量上涨了50%，这就意味着说当沿着现有路径走下去，气候变暖就不是1.5度、2度的事了，是会超过3个摄氏度，对于全球整个生态包括行业的发展、供应链等等会带来非常大的冲击。

所以针对这样的问题，IPCC专门的联合国相应的针对气候变化研究的组织也提出了潜在的发展路径，共三个大点，是我们可能潜在的可以把温度变化控制在1.5摄氏度以内的。第一个就是去整体提升全球的经济体能源效率，把能源总体消耗量控制在和2018年持平的水平。第二点就是要做大量的电气化，把传统的一些工业生产的部门也把它进行电气化的改革，同时去提供我们清洁的光伏和风电的电力。第三点就是要去替代掉传统的化石能源，然后去用清洁能源来作为补充。这就是为什么说我们觉得氢能在这里是有很大的用武之地的。

然而现实可能还比较残酷，在今天如果以2018年的数据为举例，2018年全球有99%的氢能的生产是要依靠于化石能源的，这背后其实就带来一个潜藏的巨大的关于碳排放的问题，在这张图当中给大家看到的是制氢的不同的技术路线所产生的二氧化碳的排放强度，在左边可以看到以煤炭为例每生产1公斤的氢气我们需要排放20千克的二氧化碳，这个数字其实是非常非常触目惊心的，也就意味着说假如我们能够通过光伏和风电去提供这样一个清洁电力，以水、电解这样的方式来制氢的话，其实前景是非常好，好是好但是经济性到底如何，这就是我们今天想花一点时间跟大家去沟通的问题。

在2018年的时候，我们看到其实水电解氢来制氢其实成本还是非常高的，即便在最低的这样一个造价水平也比传统的煤炭制氢要贵出2.5倍有余，最高的已经接近到12美元每千克这样的水平，在缺乏足够的政策比如说碳税等方面的影响之下，要推行可再生的氢气其实是非常有难度的，但是在未来可再生氢气它的成本下降还有相当的空间，而这部分的空间我们认为主要是来自于三个部分。

第一个部分就是我们认为在设备端成本是有下降空间的，在过去五年以欧美市场为例，不管是电解槽也好等等，它们的成本都是下降了40%到50%这样的水平，而同期可能更加振奋人心的是我们看到中国的厂商他们的成本甚至只有欧美厂商的六分之一，也是得益于我们国内比较便宜的原材料、人力成本以及工厂的利用率比较高，所以说当我们去把中国的厂商拉进来的时候，整个故事的走向就可能会发生变化了。不仅仅是中国本身我们会有各方面的市场红利，另外一方面其实规模也是我们去潜在的推动成本下降的一个最主要的动力因素，在2018年的时候，其实从整个制氢市场而言，电解槽这个市场它的体量是非常小的，2018年整体全年出货量也不过135兆瓦左右，而到未来我们认为说随着氢能行业逐渐腾飞，在2030年即便是在保守的氢气我们设备成本也可以下降30%，到了2050年可以下降一半以上，就意味着首先在设备成本端我们有这样一个潜在的成本下降路线了。

第二点潜在的成本下降路线首先是来自于电力的成本，在过去10年当中，无论是光伏还是风电，都实现了接近80%50%的度电成本的下降，而在未来我们认为这个趋势仍然会继续，以陆上风电为例，无论是德国也好、中国、美国、印度，风电的陆上风电度电成本主要还是集中在40美元每兆瓦时这样的水平上下，而到了2050年的时候这个成本还会有希望再下降一半，到达20美元每兆瓦时左右这样一个水平，换算成人民币大概就是1毛4、1毛5左右，其实从用电这一块我们也认为说随着技术的进一步的推进，不论是降本也好还是增效也好，给电解所提供的电力的成本会实实在在的有所下降。

第三点就是关于电解槽的利用率了，因为对于我们的无论是减轻电解槽还是质子交换膜来说，设备本身是可以适用于我们可再生能源发电比较波动性这样一个特性的，但是这不代表着没有问题，因为我们的设备固定投资成本在那里。

当我们的设备利用率越高的时候我们就有更多的机会去摊薄它的固定投资成本，而在这里我们也是想跟大家去分享三条潜在的去提高我们电解槽利用率的技术途径或者技术方法。

第一点，就是电站容量超配，在这里大家看到是典型的一天24小时光伏的光照资源非常好风力也非常大，在这样一个发电曲线之下假如我们能够把电解槽的容量值去降低到电站的80%，无论是光伏也好还是风电也好，它都可以进一步的去提升整个资产的利用率，以光伏为例我们可以从37%的容量因素升到41%，而风电就更加明显可以从80%上升到91%，大家也可以看到在图中有一些黑色的图块就意味着我们不可避免的会有奇峰，根据我们的研究只要你的设计合理，依然整个系统可以由一个比较良好的经济性来运行。

第二点，不光是风加光也好还是风光储还是风储，风电和光伏本身的出力曲线是有一定的互补性的，所以当我们能够在风光资源俱佳的这样一些场址把两种技术进行匹配的时候，其实对于整体电站是效果非常好的，这里是以典型的加州项目为例，光伏100兆瓦容量因素是30%左右，风电是300兆瓦容量因素是37%，但是当我们能够把这两种基数匹配的时候，以风电场为基点，本身的利用小时数是3300小时左右，在匹配之后可以上升到4000小时以上，这样就意味着其实在仅仅我们只有0.3%的奇峰率情况之下给我们资产利用率的提升做到了非常大的提振。

最后一点就是加配储能了，我们也是针对这样一个100兆瓦的风电场做了两种储能搭配设计，第一种是25兆瓦放电时间2小时，第二种50兆瓦放电时间6小时，其实背后原理也是比较直接的，我们通过能量时移可以在风资源比较好的时候对储能设备进行充电，在风资源欠佳的时候进行放电，同样也是可以去提升我们的利用率。

刚刚介绍这三种之后大家心里也会有这样一个问题，到底我们要采取哪一种设计。我们对各种优化路径都做了匹配和对比，这张图大家看的时候横坐标是电解槽利用率，纵坐标简单大家可以理解成它的供余电解的电力的度电成本的高低，在这张图当中其实大家可以带走三条主要的信号。

第一点就是当我们看到图表的最右侧也就是黑色这条线的时候发现风光储一体化的电站的设计可以以最高的性价比去最优的提升电解槽的利用率，单看风加储的时候我们发现，只有当设备的利用率达到80%以上的时候风加储才稍微有一点优势，背后最主要的原因也是储能系统的上限其实会带来相当一部分成本。

第二点在充放电过程当中也有一定的能量损失，所以在前期当利用率比较低的时候优势并不是很明显。

第三点就是当光伏加上储能的时候，对利用率的提升效果非常明显，但即便如此其实从电解氢的角度来讲风电相比较于光伏还是相当具有优势的。

刚刚跟大家去分享了很多潜在的可再生氢气，也就是绿氢成本降低的路线到底如何，假如这所有谈到的一切都发生的时候，我们的未来会是什么样子？我们一直展望到了2050年，到2050年可再生氢气它的成本可以降低到0.7到1.6美元每千克这样的水平，意味着什么？意味着第一可再生氢气的成本是可以和传统的化石能源制氢的成本相媲美。第二点就是当把氢气作为一种能源供应，一种燃料跟其他的能源品种做比较的时候我们发现，2050年可再生氢气的成本基本上相当于天然气6美元到12美元MMBTU的水平，意味着在全球当中部分国家地区可再生氢气相比较天然气就已经有经济性优势了，包括中国/德国、印度、巴西等等。

绿氢和蓝氢相比较而言到底经济性怎么样，我们的研究发现从2030年开始，通过可再生能源所水解得来的绿氢它的成本已经开始低于加了碳捕捉技术化石能源所制的氢气，到了2050年这个优势还会进一步扩大。所以从这个角度潜在的技术发展的角度来看的话可再生氢气的前景还是非常有希望的，当然这种，包括我们风电光伏行业，包括其他所有的很多行业一样，氢能行业的发展也离不开政策的支持，所以最后还是想跟大家再讲讲政策方面。

根据我们的预计，一直到2030年也就是未来的10年之内，全球我们仍然需要1500亿美元的补贴才能够使得我们氢气的成本降低到2美元这样的水平，这个数字是什么概念，乍一看非常多，但是其实在今天，每年全球各国政府用在补贴化石能源的这个金额上，其实已经是这个数字的3倍了，所以说它多也不多，说少也不少。

从全球的政策层面来看，即便现在全球有诸多的国家已经出台了各方面的针对氢能行业发展路线图，但是仍然有一些潜在的问题。第一个就是针对刺激氢能使用的政策还非常有限，即便有的话也都是相对于聚焦于我们比较昂贵的交通领域，而少有涉足于我们的工业领域。第二点即便我们有这些政策出台的时候，为了去推动行业相应的去发展，我们还缺乏相匹配的投资机制，没有钱也就没有办法推磨。

所以总结来看，从今天这个市场状态看来，氢能行业起飞的风口还没有到来，但是我们也相信其实随着全球各个国家，不管是欧洲也好，还是中美也好，在低碳经济的探索道路上走得越来越远越来越深入，也是值得我们共同期待说未来氢能行业腾飞的出口在哪里，下一个爆发点在哪里。

今天就先跟大家分享这些，谢谢。

（根据速记整理，未经本人审核）