世界各地都掀起了利用氫能源的浪潮。日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所2013年10月24日發(fā)行的報(bào)告《世界氫基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目總覽》顯示,全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)規(guī)模到2050年將達(dá)到約160萬(wàn)億日元(圖1)。
圖1:氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)規(guī)模2050年將擴(kuò)大到160萬(wàn)億日元
(出處:《世界氫基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目總覽》,日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所)
這是從全球選了70個(gè)項(xiàng)目,對(duì)其內(nèi)容展開(kāi)調(diào)查,并討論了氫的利用條件和前景后,對(duì)世界整體的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行估算得到的結(jié)果。
全面普及要到2030年以后
預(yù)計(jì)全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)規(guī)模到2015年只有7萬(wàn)億日元左右。其中規(guī)模最大的是液化氫基地和管道等周邊基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)。固定式燃料電池以日本為中心逐漸普及,但大部分投資都分配給了即將到來(lái)的“氫社會(huì)”的周邊基礎(chǔ)設(shè)施。
2015年以后,氫基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)開(kāi)始緩慢增長(zhǎng)。2020年的市場(chǎng)規(guī)模約為10萬(wàn)億日元,5年間僅增長(zhǎng)約40%,年均增長(zhǎng)率只有7%。因市場(chǎng)規(guī)模還不夠大,所以7%屬于低增長(zhǎng)率。
不過(guò),2020年以后該市場(chǎng)會(huì)逐漸加速增長(zhǎng),到2025年的5年間市場(chǎng)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)倍增,達(dá)到約20萬(wàn)億日元。主要得益于固定式燃料電池和燃料電池車(chē)(FCV)的普及。但預(yù)計(jì)這兩種產(chǎn)品都要到2030年以后才能全面普及。尤其是燃料電池車(chē),屆時(shí)不但汽車(chē)價(jià)格降低,加氫站也將不斷完善,市場(chǎng)每5年將擴(kuò)大2倍,到2045年將形成約60萬(wàn)億日元的規(guī)模。
定置式燃料電池在家庭普及
固定式燃料電池市場(chǎng)在2015年前后主要以商用為主,而到2025年家用市場(chǎng)的規(guī)模將超過(guò)商用。目前,家用產(chǎn)品的價(jià)格正在快速下滑,保持現(xiàn)在這個(gè)速度的話,2015年將出現(xiàn)100萬(wàn)日元/kW的產(chǎn)品。到2020年將降到約60萬(wàn)日元/kW,出現(xiàn)比電力公司的電力還便宜的情況。2025年低于50萬(wàn)日元/kW的產(chǎn)品有望上市,屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)廣泛普及。
此外,還有設(shè)置輸出功率約為1萬(wàn)kW的大型固定式燃料電池的動(dòng)向。那就是美國(guó)和韓國(guó)啟動(dòng)的“燃料電池發(fā)電站”。這種發(fā)電站將作為分散電源向當(dāng)?shù)毓╇?,以降低二氧化碳排放量。將?lái),如果能使用通過(guò)可再生能源的電力電解水生成的“可再生氫”,就會(huì)實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放。
此外,還有企業(yè)計(jì)劃在南非尚未通電的地區(qū)設(shè)置大型固定式燃料電池。通過(guò)構(gòu)筑微電網(wǎng),從燃料電池發(fā)電站向當(dāng)?shù)毓╇姟H绻擁?xiàng)目能取得成功,還會(huì)將其擴(kuò)大到整個(gè)非洲市場(chǎng)。
德國(guó)的目標(biāo)是設(shè)置1000座加氫站
FCV方面,有企業(yè)計(jì)劃從2015年開(kāi)始面向普通消費(fèi)者投放,不過(guò)在最初,由于價(jià)格高以及加氫站少等原因,存在諸多不便,因此不會(huì)廣泛普及。汽車(chē)車(chē)身的成本削減取決于汽車(chē)廠商的努力,而加氫站則離不開(kāi)各國(guó)政府和地方政府的支持。
美國(guó)加利福尼亞州的目標(biāo)是2015年普及1萬(wàn)輛FCV,將建立約70座加氫站。2017年計(jì)劃增加到100座以上。德國(guó)也打算積極建設(shè)加氫站,2015年將建設(shè)50座,最終目標(biāo)是達(dá)到1000座。日本計(jì)劃在2015年之前建設(shè)100座,2030年之前增加到1000座。
此外還出現(xiàn)了把氫用作火力發(fā)電燃料的動(dòng)向。如果氫的價(jià)格能降到與其他火力發(fā)電不相上下的程度,各國(guó)都會(huì)采用二氧化碳排放量少的氫來(lái)發(fā)電。氫的價(jià)格降到這種程度要到2030年以后,屆時(shí)將建立起能利用煤田和天然氣田制造低價(jià)氫并運(yùn)輸?shù)捏w制。到時(shí)候,各公司的目標(biāo)是在當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)CCS(二氧化碳捕獲與封存)實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電“零排放”。
歐洲積極利用氫
從各國(guó)和各地區(qū)的氫基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)來(lái)看,2015年至2050年一直是由歐洲引領(lǐng)市場(chǎng)(圖2)。
圖2:歐美引領(lǐng)氫基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)?。ǔ鎏帲骸妒澜鐨浠A(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目總覽》,日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所)
歐洲的目標(biāo)是2050年之前使二氧化碳排放量比2000年削減80%,為此,各城市積極展開(kāi)了行動(dòng)。導(dǎo)入可再生能源就是其中的一環(huán),為吸收可再生能源的輸出功率變化,各地啟動(dòng)了以氫的形式存儲(chǔ)電力的“儲(chǔ)氫”項(xiàng)目。
市場(chǎng)規(guī)模僅次于歐洲的是美國(guó)和加拿大組成的北美市場(chǎng)。日本市場(chǎng)氫的導(dǎo)入比例較高,燃料電池和氫發(fā)電加在一起的話,氫在發(fā)電中所占的比例一直保持在全球首位,但市場(chǎng)規(guī)模不如歐美大。
氫的需求將增加60倍
隨著燃料電池車(chē)和固定式燃料電池等的普及,全球的氫消費(fèi)量今后將快速增加(圖3)。在2015年至2050年的35年間,按體積計(jì)算的消費(fèi)量將增加約60倍。這是固定式燃料電池、燃料電池車(chē)和氫發(fā)電的消費(fèi)量總和。
圖3:固定式燃料電池、燃料電池車(chē)和氫發(fā)電的氫消費(fèi)量總和。不包括目前的主要用途—半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)用途。以天然氣的方式提供,通過(guò)與固定式燃料電池等并設(shè)的改質(zhì)器生成的氫也計(jì)入了氫消費(fèi)量
(出處:"世界氫基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃總覽",日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所)
在此期間,由于氫的價(jià)格大約會(huì)降低67%,因此銷(xiāo)售額在這35年里將擴(kuò)大約20倍,不過(guò)這其中并沒(méi)有考慮稅金。汽油的稅率較高,價(jià)格會(huì)隨著稅率大幅變動(dòng)??梢哉f(shuō),氫能否普及取決于政府的方針。如果到2050年,發(fā)達(dá)國(guó)家把二氧化碳排放量較2000年削減80%,氫社會(huì)到來(lái)的可能性就會(huì)大大提高。