氢能与再生能源的互补关系


过去十多年,全球能源转型的主角是风电与光伏。其优势很清楚:一旦建成,边际发电成本极低,且不依赖燃料进口。按国际可再生能源署资料,2024年全球公用事业级电池储能成本已降至约192美元/千瓦时,较2010年大幅下降;这反映出可再生能源配套技术正快速成熟。(irena.org) 但风光发电的核心问题并未消失:太阳在白天发电,风力受天气和季节影响,供电曲线与用电曲线并不完全匹配。

这种间歇性带来两个经济后果。第一,是弃风弃光。当中午光伏大量出力、电网需求不足时,低成本电力反而无法完全消纳。第二,是系统成本上升。电力系统不能只看每度电的发电成本,还要看调峰、备用、输电、储能和稳定性成本。当风光渗透率愈高,市场愈需要能跨小时、跨日甚至跨季节调节的工具。电池可以解决短周期波动,但若要把夏季过剩光伏转移到冬季,或把大基地绿电转化为工业原料,单靠电池并不经济。

这正是氢能进入讨论的背景。氢不是新的能源神话,而是一种把电力「化学化」的媒介。当可再生电力过剩且价格低廉时,电解水制氢可以把本来被浪费的电力转化为可储存、可运输、可用于工业的能源载体。它的价值不在于取代所有储能技术,而是在电力系统中补上电池难以覆盖的长时储能和跨部门耦合功能。

氢能储能效率低但难替代

从纯能量效率看,氢能并不占优。电力经电解槽转化为氢,再压缩、储存,最后若再经燃料电池或燃气轮机转回电力,整体效率通常低于电池充放电。这也是为何在日内调峰、两至四小时储能等场景中,锂电池更具成本优势。若今天有一度太阳能电力要在晚上使用,最合理的方案大多是电池,而不是先制氢再发电。

但效率不是唯一指标。能源系统真正比较的是「在特定时间、特定地点、特定需求下,哪种方案总成本最低」。电池适合高频充放、短时平衡;氢能适合长时间储存、大规模能量搬运及难电气化场景。尤其在钢铁、化工、炼油、航运、航空燃料和高温工业热等领域,直接用电并不总是可行,氢及其衍生物如氨、甲醇、合成燃料,便具备更高的系统价值。

国际能源署指出,当前可再生氢的生产成本一般仍是未减排化石燃料制氢的1.5至6倍,这说明绿氢仍处于成本爬坡阶段。(IEA) 但成本差距若放到下游产品中,有时会被摊薄。例如低碳钢、绿色化肥或合成燃料的终端溢价,未必等同于氢气本身的成本溢价。这也是投资分析中容易被忽略的一点:氢能的经济性不能只看「每公斤氢多少钱」,还要看它替代的是哪一种燃料、哪一种排放成本,以及最终产品是否能取得绿色溢价。

长储与工业为氢能主战场

若把氢能与电池储能直接比较,结论应该非常清楚:短时储能由电池主导,长时储能和工业原料才是氢能的主战场。电池的优势在于效率高、反应快、建设周期相对短,适合电网调频、削峰填谷、光伏日内转移及工商业用户侧储能。随著锂电池产能扩张,成本下降已十分明显,公用事业级电池储能在许多市场已具备商业化基础。

氢能的弱点则是链条长、损耗大、基础设施重。电解槽、压缩设备、储罐、管道、加氢站、氨或甲醇合成装置,每一环都需要资本开支。国际可再生能源署曾指出,在可再生电力成本达到20美元/兆瓦时或以下的地区,未来五至十年绿氢有机会降至每公斤2.5美元以下;在更积极的电解槽部署情景下,2040年前甚至可能低于每公斤1美元。(irena.org) 这些目标并非没有可能,但前提是低价绿电、较高设备利用小时、电解槽降本和稳定需求同时出现。

因此,投资者不能用单一成本曲线来判断氢能。若一个项目只靠「未来成本会下降」来支撑,风险很高;若它能锁定低成本可再生电力、靠近工业用户、有长期承购协议,并能享受碳价、补贴或绿色产品溢价,经济性便会大幅改善。这也是为何近年不少氢能项目出现延迟或缩减。Reuters报道,部分欧洲能源企业因成本高、补贴依赖及市场发展慢而下调绿氢目标,说明资本市场已从概念热情转向回报纪律。

核心商业模式:可再生电转氢

Power-to-H2,即把可再生电力转化为氢,是氢能与再生能源互补的核心商业模式。它的第一种收入来源,是消纳低价或弃用电力。当风光出力高、电价接近零甚至为负时,电解槽可作为灵活负荷,吸收多余电力。第二种收入来源,是把氢卖给工业用户,如炼化、化工、钢铁和交通燃料企业。第三种,是参与电网辅助服务,透过可调节负荷帮助系统平衡。第四种,则是把氢转化为氨、甲醇或合成燃料,进入国际贸易和航运燃料市场。

但这套模式的难点在于利用率与电价之间的矛盾。电解槽若只在电价极低时运行,电费便宜,但设备利用率低,资本开支难以摊薄;若提高利用率,便可能要购买较高价格电力,推高制氢成本。真正优秀的Power-to-H2项目,必须在低电价、利用小时、设备成本和下游售价之间取得平衡。这不是单纯建一座电解槽,而是设计一套能源交易、工业用气、储运和长约销售的综合系统。

投资价值判断上,我们会看五个核心问题。第一,电力来源是否足够便宜且稳定,是否能证明「绿氢」属性。第二,项目是否靠近需求端,避免氢气长距离运输造成额外成本。第三,是否已有可信承购方,尤其是愿意签长约的工业客户。第四,政策是否具备可持续性,包括碳价、补贴、认证和强制采购。第五,公司是否拥有工程、运营和风险管理能力,而不只是讲故事。

内容支持: 华通证券国际(WTF.US) 


$Cummins(CMI)$  ‌‌$FuelCell(FCEL)$  ‌‌$Bloom Energy Corp(BE)$  ‌‌$WEICHAI POWER(02338)$  ‌‌$REFIRE(02570)$  

免责声明:上述内容仅代表发帖人个人观点,不构成本平台的任何投资建议。

举报

评论

  • 推荐
  • 最新
empty
暂无评论