基金经理日志:绿氢成本:通往平价之路

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成本快速下降中

当前绿氢成本已较2020年下降近40%,预计2030年有望接近甚至低于传统化石能源制氢成本。

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电价是核心变量

电力成本占绿氢总成本的40%-80%,可再生能源电价下降是降本的关键驱动力。

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规模化与技术进步

电解槽制造规模化、效率提升及利用小时数增加,将共同推动成本持续走低。

绿氢(通过可再生能源电解水制取的氢气)的成本正处在一个快速下降的通道中,其核心驱动力是可再生能源电价的降低、电解槽等关键设备成本的下降以及规模化应用带来的效率提升。根据国际能源署(IEA)的报告,中国因其较低的资本成本、可再生能源电价和更快的审批流程,已成为全球绿氢生产成本最具竞争力的地区之一。

当前成本构成与区间

目前,绿氢的成本构成中,电力成本占据了最大比重,约为总成本的40%至80%。其余成本则来自电解槽等设备折旧以及运行维护。

由于各地可再生能源禀赋和电价差异巨大,绿氢成本存在显著的区域性差异。数据显示,2024年中国绿氢的成本范围在21.06元/公斤至46.28元/公斤之间,其中内蒙古等风光资源富集地区成本最低,而重庆等地区成本较高。

作为对比,当前主流的化石能源制“灰氢”成本更具优势。当煤炭价格为450元/吨时,煤制氢成本约为10元/公斤;天然气制氢成本则在18元/公斤左右。这意味着绿氢目前的价格仍比灰氢贵1.5至6倍。

未来降本路径与预测

绿氢成本的下降是多重因素共同作用的结果,其核心路径清晰可见。

可再生能源电价下降

这是降本的最大驱动力。随着光伏、风电技术的进步和装机规模扩大,发电成本将持续走低。预计到2035年和2050年,光伏上网电价可能分别降至0.2元/千瓦时和0.13元/千瓦时。

电解槽规模化与技术迭代

电解槽制造正从“人工+辅助”向自动化、智能化升级。通过技术改进和规模扩张,未来10年碱性电解槽成本有望降低40%。质子交换膜(PEM)电解槽的学习曲线效应明显,成本下降空间更大。

提升系统利用效率

通过发展“风光-制氢-就地消纳”一体化项目,提升电解槽的年等效利用小时数,可以大幅摊薄固定成本。将年运行时间从2000小时提升至8000小时,单位氢气成本可降低30%以上。

综合以上因素,行业对未来绿氢成本下降抱有强烈预期。国际可再生能源署(IRENA)测算,2020年全球绿氢平均成本约为4美元/公斤(约合26元人民币/公斤),预计到2030年将降至1.5美元/公斤(约合10元人民币/公斤),到2050年有望进一步降至1美元/公斤(约合6.5元人民币/公斤)。IEA也预测,到2030年,在中国可再生能源条件最优越的地区,绿氢的生产成本将进入与未减排的化石燃料制氢成本相当的范围。

技术路线成本差异

目前主流的电解水制氢技术包括碱性电解槽(AWE)和质子交换膜电解槽(PEM)。两者成本结构有所不同:

碱性电解槽(AWE):技术成熟,设备投资成本较低。在当前条件下(电价0.4元/千瓦时,年运行2000小时),制氢成本约30元/公斤,其中电费占74%,设备折旧占18%。质子交换膜电解槽(PEM):效率更高、响应更快,更适合波动性可再生能源,但当前设备成本是碱性电解槽的3-5倍,导致其制氢成本更高。

不过,PEM电解槽的成本下降潜力巨大。随着技术进步和规模化生产,预计其成本将快速下降,并在2030年后逐渐显现出成本优势。

产业展望与挑战

成本下降是绿氢产业爆发的关键前提。中国绿氢产业已从示范探索迈入规模化商业化发展的“黄金时期” 。到2030年,中国绿氢产量有望达到300万吨/年以上,形成万亿元级市场。

然而,挑战依然存在。除了成本,稳定的市场需求、完善的基础设施(如输氢管道)、以及统一的标准体系同样是产业规模化必须跨越的障碍。当前,商业模式与市场需求的协同不足,国际航运脱碳等规则尚未明确,也影响了氢基燃料的市场需求释放。

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绿氢的成本曲线,正描绘着一幅能源转型的清晰图景——它不是遥远的幻想,而是一场正在发生的、由技术、规模与政策共同驱动的工业革命。当绿色电力的价格与电解槽的效率相遇在某个临界点,氢能时代的大门将真正敞开。

绿氢主要应用场景

中国绿氢项目进展

绿氢 vs 蓝氢 vs 灰氢