该分析报告探讨了氢气在能源过渡中的作用及其生产成本。尽管氢气被认为是一种清洁、可持续的能源,但其生产成本高、效率低,并面临技术挑战。主要通过蒸汽甲烷重整(SMR)生产氢气,该方法虽能产生大量氢气,但碳排放量高,每公斤氢气产生约10公斤二氧化碳。此外,氢气的生产成本约为每公斤1.5至2.5欧元,相当于每兆瓦时热能50欧元或每百万英热单位19美元。与当前欧洲和美国的天然气市场价格相比,这显然不具竞争力。
报告指出,电解技术(特别是碱性电解)虽然能产生纯净的氢气,但由于其较低的效率(60%-70%)和高昂的成本,目前的工业规模为1000至2000欧元/千瓦时电能,成本降低的唯一希望在于大规模生产和设备规模效应。然而,电解技术的反应化学特性(如强腐蚀性)导致维护和监控成本较高。
质子交换膜(PEM)电解技术展现出更高的潜力,能以高压(最高可达80巴)生产氢气,并具有快速适应负载变化的能力,但其寿命较短(约2-3年),且成本高昂(超过2500欧元/千瓦时)。铂金作为催化剂的稀缺性可能限制其广泛使用。
报告还提到了一些仍处于研发阶段的新型电解技术,如基于陶瓷膜的CERAPEM或基于固体碱性电解质的技术,以及高温蒸汽相电解(HTE),后者理论上效率更高,因为一部分反应所需的能量可以通过来自共同发电的热量提供,但目前设备稳定性和部件寿命的问题限制了其应用。
综上所述,尽管氢气作为一种替代能源具有吸引力,但目前的技术和经济障碍限制了其在能源转型中的应用。因此,报告建议应继续进行电解器和燃料电池的研发,而非立即考虑大规模应用或实验。评估氢气解决方案的影响应考虑对其他行业(如天然气、电力、燃料)的经济影响和安全问题。