中國的氫能源發展現狀

根據國際能源總署(IEA)最近發佈一份對於我國氫能源發展的報告,指出要達成習近平主席在聯合國向國際作出的減碳承諾,2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和的目標,我國對氫能源的廣泛使用是必然的重要手段。正如上文所提到,中國雖然是全球第一製氫大國,佔全球產量的30%(2020年),但中國也是目前世上的唯一大規模用煤製取氫氣的國家,在2020年全國製造的氫,約三分之二是來自煤製氫工廠,過程中共排放3.6億噸二氧化碳。所以未來一段較長的時間內,使用上文提到的碳捕集利用與封存(CCUS)技術,能夠在石化燃料(煤、石油、天然氣)製氫過程中,將釋放的二氧化碳捕獲並收集,再貯藏在適當的地方,令到既能大量的生產氫氣以滿足日漸增加的市場需求,同時亦將碳排放減至最少。要達成這樣的結果,CCUS技術的使用是必然的。另一方面,預計在2060年時,隨著電解糟和可再生能源的成本降低,屆時利用可再生能源電解水製氫將會成為主流。
現時,我國在耦合CCUS的煤製氫成本,每公斤氫為1.4 – 3.1美元,但使用可再生能源電解水製氫,雖然是最綠色的方案,但成本卻非常高昂,每公斤氫為3.1 – 9.7美元。預計未來,隨著可再生能源發電的技術進一步成熟,在太陽能或風能資源良好的地區,能有望降至1.5美元的水平。所以若以成本考慮,現時使用煤製氫是最具經濟效益的途徑。
至於二氧化碳排放方面,在CCUS捕獲率為90%以上時,中國利用化石能源耦合CCUS製取氫的溫室氣體(GHG)排放強度,煤製氫是每公斤氫3.5 – 4.5公斤二氧化碳,天然氣是2.6 – 3.1公斤。若以現時的電力系統下,利用電網電解水製氫,GHG排放強度是29 – 31公斤!但使用可再生能源發電來電解水製氫,GHG強度平均0.3 – 0.8公斤。現時我國的「清潔氫」標準,亦同時是全球首個該領域的正式標準,GHG強度指標是低於4.9公斤。所以在耦合CCUS技術的煤製氫,已能滿足到國家對於低碳製氫的碳排放要求。
中國現時對於氫的需求非常大,主要是使用在合成氨生產(每年耗氫約1000萬噸)、石油精煉(每年耗氫約800 – 900萬噸)、甲醇生產(每年耗氫700 – 900萬噸),以及作為工業燃料(每年耗氫約500萬噸)。至於我們民間較關注的氫能源交通工具,現時氫的使用率其實不到2萬噸。所以這裡能擴闊大家的視野,我國減碳的主戰場,其實是在工業製造上;其次才是各種交通運輸工具,包括飛機、輪船。