目前綠氫生產成本比灰氫或藍氫高,約為每千克4~5美元,而灰氫生產成本約為每千克2美元。除了生產成本,綠氫運輸也面臨挑戰,需要專用基礎設施。
對于綠氫的未來發展,許多人認為,其將取代石油衍生品,并在與電池技術競爭時有很大優勢。當前全球許多公司都計劃生產綠氫,但部分公司正面臨著清潔燃料推廣進程放緩的挑戰。雖然近年來生產工藝有所改進,但綠氫生產和運輸成本仍遠高于其他燃料,包括其他類型的氫氣。
灰氫或藍氫生產成本相對較低。但灰氫生產過程會產生大量二氧化碳,每噸氫氣約產生9~10噸二氧化碳。相比之下,綠氫生產雖然昂貴,但卻是實現碳中和的重要途徑,對于希望減碳的公司非常有吸引力。然而,部分業內人士認為,綠氫生產的高成本不會很快下降。
許多國際機構,如國際能源署(IEA)和國際可再生能源署(IRENA),將綠氫視為難減排領域的最優減碳方案。隨著全球各國政府和私營公司對綠氫業務增加投資,人們對綠氫生產成本大幅下降抱有很高期待,預測可能降至每千克0.5美元。但也有人認為,很難將綠氫生產成本降至每千克3美元以下。
國際可再生能源署2020年11月和12月分別發布兩份研究報告,即《綠氫:政策制定指南》和《綠氫成本降低:擴大電解槽生產規模以實現氣候目標》。這些研究旨在鼓勵政府和私營公司擴大生產規模、降低成本,推動全球綠氫生產進程。但目前為止,綠氫生產成本仍然較高,約是灰氫的2~3倍。
不過,2010年以來,電解槽價格已下降60%。國際可再生能源署表示,未來這一成本可能持續大幅下降,但這需要電解技術的創新。
另一個需要考慮的挑戰是運輸成本。能源咨詢公司伍德麥肯茲氫研究主管穆雷·道格拉斯表示,“氫氣運輸成本相當高,從技術和工程角度來看更復雜”。美國能源部在關于綠氫的報告中也提到一些挑戰,包括降低成本、提高能效、保持氫氣純度和使氫氣泄漏最小化等。
全球公司正在考慮最佳的綠氫生產設施位置。雖然澳大利亞、北非和中東地區發展這類項目的潛力巨大,但可能離主要市場較遠。道格拉斯強調,如果通過管道輸送綠氫,需要建立專用管道,連接生產商和最終用戶,或者以氨的形式進行運輸。
行業協會氫能歐洲首席執行官建議,需要建立認證體系,以確保綠氫生產都是由可再生能源驅動的。此外,還需要制定交付戰略,確保生產設施與綠氫市場充分連接。這在一些項目中已有所體現,如Cepsa公司在南歐和北歐之間建立的綠氫通道。
雖然綠氫產業面臨挑戰,但未來幾十年對該領域增加投資有利于解決部分問題,推動全球實現大規模的綠氫生產部署。