编译 | 杨玉科
编辑 | Jane
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出品 | 帮宁工作室(gbngzs)
10年前,全球太阳能电池板需求开始飙升,中国凭借低廉的价格击败西方竞争对手,主导了太阳能制造业。10年后,在氢能领域,美国和欧洲决心不再重蹈覆辙。
随着全世界都在加速脱碳,下一轮竞赛将围绕一种名为电解槽的设备展开。将电解槽接入太阳能等清洁电力,就可以从水中提取氢气,而且不产生任何温室气体。要创造一种能为钢铁、水泥或航运等行业脱碳的绿色燃料,这是关键一步。
世界各地的公司已经加快电解槽的生产,绿氢工厂也在筹建中,氢能行业终于实现从试点项目到工业规模的飞跃。清洁能源研究集团BloombergNEF估计,到2030年,全球电解槽产量需要增长91倍才能满足需求。但是,许多西方清洁技术老手,还在以一种似曾相识的嫌恶态度看待新兴的竞争。据BNEF数据,目前全球40%以上的电解槽来自中国。
虽然中国生产的电解槽效率不及欧美,但成本却低得多,约为西方企业价格的四分之一。中国电解槽企业仍主要服务于中国国内市场,但已经开始扩大海外销售。
BNEF氢能分析师王晓亭(音译)表示:“我听过太多政府官员说,我们不能再重复太阳能的经历。”
在中国占据太阳能制造业领先地位的关键年份,乔·拜登(Joe Biden)当时担任美国副总统。当选总统之后,他把中国视为竞争对手,而不是供应商,他准备把清洁技术制造业带回美国,作为他气候政策的一个支柱。美国决心不让中国控制这一新的能源热潮,拜登去年签署的《削减通胀法案》(IRA)将大量资金用于鼓励美国国内的氢气生产。
“美国将提供非常慷慨的补贴,以确保当地供应商生存下去。”王晓亭说。
欧洲当然也要在这个新兴产业中分一杯羹。
俄乌战争爆发以来,欧洲生产的燃料价值缩水,也加大了欧洲大陆对氢能的雄心。然而,一些氢能倡导者认为,欧盟没有将雄心贯彻到底,这使它在与美国和中国的竞争中处于不利地位。欧盟已经设定了绿氢生产的目标——到2030年每年1000万吨,但尚未决定哪种方法符合“绿色”标准。这使得企业很难致力于推动电解槽订单的大型制氢项目。
作为游说组织氢能欧洲(Hydrogen Europe)首席执行官,约尔戈·查齐马卡基斯(Jorgo Chatzimarkakis)表示:“我担心电解槽业务的市场份额将从欧洲转移到其他地区。欧盟这是在搬起石头砸自己的脚——不,不是脚,而是头。”
与此同时,许多分析师预计中国电解槽的效率将会提高,继而削弱欧美企业目前拥有的技术优势。“我毫不怀疑中国正在研发更好的电解槽,”伍德麦肯兹研究咨询公司(Wood Mackenzie)高级氢气分析师布里吉特·范·多斯滕(Bridget van Dorsten)说,“中国决定不再当落后者的那一天,就是他们不再落后的开端。”
一些中国公司已经领先一步。中国的化学设备制造商多年来一直在生产电解槽,为太阳能电池多晶硅生产等各种制造业安装大型水电解系统。
电解槽利用电力将水分解成氢气和氧气,自1920年代以来,各种电解槽就已经上市了。对于那些不容易依靠电力运行的行业来说,氢能成为许多国家脱碳的最佳选择。如果电解槽的电力来自太阳能或风能设施,或核反应堆,那么生产氢能的过程也是无碳的。
电解槽有好几个种类,各有优缺点。中国企业大多生产碱性电解槽,这种电解槽的前期成本较低,但生产每公斤氢气所需的电力比其他技术更多。美国和欧洲的公司专注于固体氧化物电解槽和质子交换膜(PEM)电解槽,这两种电解槽的初始成本较高,但用电量较少——这在电力昂贵的地区是一大卖点。
目前,中国制造商正在开发PEM电解槽并精炼其碱性电解槽。他们正着眼于海外市场以寻求增长。
总部位于西安的隆基绿能是世界上最大的太阳能设备制造商,该公司于2021年3月建立了一个氢能装置,并已在中国建造了1.5吉瓦的电解槽制造能力。隆基绿能副总裁王英歌表示,该公司正在开发PEM电解槽,但预计碱性电解槽将在未来5年主导行业。该公司预计在3年内,海外市场将占其销售额的一半以上。
“欧洲和美国对氢能产业有最积极的激励政策,而中东和非洲拥有规模最大、最经济的可再生能源,”王英歌分析道,“因此上述区域的绿色氢能项目具有良好的盈利能力。”
与此同时,据BNEF报道,中船派瑞氢能科技有限公司在2022年收到了来自澳大利亚、美国和韩国等7个国家的订单。山东赛克赛斯氢能是少数几家专门从事PEM技术的中国制造商之一,其项目总监黄方表示,该公司目前约有10%至15%的销售额来自海外。公司目标是增加欧洲和澳大利亚的需求,从而提高海外销售比例。
虽然电解槽对于绿色氢能的重要性,就像太阳能电池对于太阳能的重要性一样,但两者之间存在一些关键的区别。
太阳能电池板本质上是一种成品技术。无论它们是安装在屋顶上,还是组装在巨大的沙漠阵列上,面板以及连接到它们的系统都没有太大的变化。但氢能的生产却不是这样。电解槽只是制氢装置的一部分,其规格和设计将由其能源来源和客户需求决定。普拉格能源(Plug Power)首席执行官安迪·马什(Andy Marsh)透露,该公司正在美国建造一批绿色氢气生产工厂,每个工厂都是独一无二的。
马什说:“德克萨斯州的工厂不同于纽约州的工厂,纽约州的工厂又不同于佐治亚州的工厂。这一切都非常本地化。”普拉格能源总部位于纽约莱瑟姆,也生产和销售PEM电解槽。
本地化生产电解槽是有优势的。比利时John Cockerill集团在中国成立了一家合资企业考克利尔竞立,为中国市场生产电解槽,而非为其他国家。该公司还在欧洲以及美国和印度投资了两家工厂。
John Cockerill的氢主管拉斐尔·泰乐特(Rapha?l Tilot)表示,该设备复杂且笨重,需要为每个客户进行大量的现场定制。“把这些东西从中国运到世界其他地方并不是那么简单,现场工作水平与客户的诉求相融合,是非常重要的。”
尽管中国太阳能行业多年来一直享受着政府的慷慨补贴,帮助太阳能设备制造商主导了全球供应链,但氢能尚未得到同样水平的政策支持。2022年年初,中国首次出台了氢能开发国家计划,但没有出台补贴等财政支持政策。
与此同时,丹麦Topsoe A/S的首席执行官Roeland Baan指出,美国的激励制度现在比欧盟的更容易操作。他的公司正在开发一个500兆瓦的工厂,生产固体氧化物电解槽,这种电解槽在高温下工作,比碱性电解槽或PEM电解槽效率更高。“我们决定把工厂建在丹麦,至于第二家工厂,我们得走着看,估计是在美国。”Baan说。
关键词: 光伏发电