十年前,中國利用低價主導了太陽能製造業,在全球太陽能電池板需求激增之際,甩開了西方競爭對手。如今在氫能問題上,美國和歐洲下定決心不能重蹈覆轍。
由於全世界都在加速脫碳,下一輪競爭將圍繞電解槽設備展開。將電解槽接入太陽能等清潔電力,就可以從水中提取氫,同時不產生任何溫室氣體。這是製造一種能讓鋼鐵、水泥、航運等產業脫碳的綠色燃料的關鍵一步。
世界各地的公司都在加快電解槽的生產,綠氫工廠也在建設中,該行業終於實現了從試點項目到工業規模的飛躍。據清潔能源研究機構彭博新能源財經(BloombergNEF)估計,到2030年全球電解槽產量要增長91倍才能滿足需求。 但是,西方很多從事清潔技術研究的資深人士在目睹這場新競賽時,有種似曾相識的感覺。彭博新能源財經稱,目前全球40%以上的電解槽來自中國。
中國生產的電解槽在效率上不如歐美電解槽,但價格要低得多,約為西方企業售價的四分之一。中國電解槽企業目前仍主要服務於本國市場,但已開始擴大海外銷售。
彭博新能源財經氫能分析師王瀟婷說:「我聽太多政府官員說,他們不能再重蹈太陽能的覆轍。」
在中國抓住機會搶佔太陽能製造業領先地位的關鍵幾年,拜登擔任美國副總統。 現在,成為美國總統的他視中國為競爭對手,而不是供應商。他還把讓清潔技術製造業重回美國作為其氣候政策的支柱。美國下定決心不讓中國控制這波新能源熱潮,拜登的《通貨膨脹削減法案》(Inflation Reduction Act)將在本土制氫上投入大量資金。
王瀟婷說:「實際情況是,美國將提供非常慷慨的補貼,以確保本土供應商能存活下去。」
歐洲想在這個新興產業中分一杯羹,也有其自身原因。
俄羅斯入侵烏克蘭一事明白無誤地顯示出歐洲大陸自產燃料的重要價值,也壯大了歐洲大陸的氫能雄心。但一些氫能倡議者表示,歐盟的行動不夠徹底,這使它在與美國和中國的競爭中處於不利地位。歐盟已經設定了綠氫產量目標——到2030年每年生產1000萬噸,但它還沒確定哪種工藝生產出來的氫氣算是「綠氫」。 這使企業很難致力於建設會推動電解槽訂單的大型制氫項目。
「我擔心電解槽業務的市場份額將從歐洲轉移到其他地區。」總部位於布魯塞爾的遊說組織Hydrogen Europe的行政總裁查齊馬卡基斯(Jorgo Chatzimarkakis)說,「歐盟這是在對自己的腦袋開槍。不是對著腳,是腦袋。」
與此同時,很多分析師認為中國電解槽的效率將會提高,而這會削弱歐美企業目前擁有的技術優勢。
「中國正在研發更好的電解槽,對此我毫不懷疑。」研究諮詢機構伍德麥肯茲(Wood Mackenzie)氫能資深分析師布里多斯滕(Bridget van Dorsten)說,「中國決定不再技不如人的那一天,就是技不如人的最後一天。」
一些中國企業已經搶先一步。中國的化學設備製造商生產電解槽已有多年時間,為多晶矽太陽能電池生產等各類製造業安裝大型水電解系統。
電解槽在電力的作用下將水分成氫氣和氧氣,自20世紀20年代以來,就有多種類型的電解槽在市場上銷售。如今,許多國家認為,氫能是用電不便的行業實現脫碳的首選。如果電解槽使用的電力來自太陽能、風力設施或核反應堆,生產氫氣的過程同樣也是無碳運行。
電解槽有幾個品種,每種各有優劣。中國公司大多生產「鹼性」電解槽,其前期成本較低,但生產一公斤氫氣的用電量多於其他競爭性技術。美國和歐洲公司主要生產「固體氧化物」和「質子交換膜」(PEM)電解槽,其初始成本較高,但耗電量低,這在電價昂貴的地方是很大的賣點。
然而,中國廠商同樣在研製PEM電解槽,並在完善鹼性電解產品。他們也很注重在海外市場謀求發展。
總部設在西安的隆基綠能科技股份有限公司是世界最大的太陽能設備製造商,於2021年3月成立了氫能子公司,已在中國建立了1.5千兆瓦的電解槽製造產能。 隆基氫能科技有限公司副總裁王英歌說,公司正在開發PEM技術,但預計未來五年主導行業的將是鹼性電解槽。他說,三年內,國外市場將佔據公司銷售額的一半以上。
「歐美有著最具前瞻性的氫能產業激勵政策,而中東和非洲擁有規模最大、最經濟的可再生能源,」王英歌說,「這些地區的綠氫項目有著不錯的盈利能力。」
同時,根據彭博新能源財經的數據,國有的中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司2022年獲得了七份外國訂單,包括來自澳洲、美國和韓國的訂單。山東賽克賽斯氫能源有限公司是為數不多的專門生產PEM電解槽的中國製造商之一,公司項目總監黃方說,目前海外銷售約佔總銷售額的10%到15%。他說,鑒於歐洲和澳洲的需求情況,公司將力爭提高這項佔比。
雖然電解槽對綠氫的重要性不亞於太陽能電池對太陽能發電的重要性,但兩者也具重要分別。
太陽能電池板本質上是一種現成的技術。無論是安裝在屋頂上還是在沙漠中組裝成巨大的陣列,電池板和與之相連的系統都不會有太大區別。生產氫氣則不一樣。 電解槽只是制氫廠的工序之一,工廠的規模和設計將由其使用的能源形式和客戶需求決定。Plug Power正在美國建立多間綠氫工廠,每間廠都是獨一無二的,行政總裁馬什(Andy Marsh)說。
「德州的工廠與紐約州的工廠不同,紐約州工廠又與喬治亞州的工廠不同,」他說,「所有工廠都有各自的地域特徵。」Plug Power總部位於紐約州萊瑟姆,主營業務也是生產和銷售PEM電解槽。
在目標市場的地域內製造電解槽具有優越條件。比利時約翰考克利爾集團(John Cockerill Group)在中國建立了一間合資企業——考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司(Cockerill Jingli Hydrogen)——面向中國市場而非其他國家市場生產電解槽。該公司還在歐洲投資了兩間工廠,並有可能在美國和印度建廠。
約翰考克利爾集團的氫業務負責人Raphaël Tilot說,這種設備操作上來複雜、且龐大而沉重,對每個客戶都要進行大量的現場訂製。他說:「把這東西從中國運到世界其他地方並不那麼簡單。為使設備契合客戶的項目,現場作業的品質相當重要。」
多年來,在中央政府對太陽能產業的優厚補貼扶持下,中國的設備製造商在全球供應鏈中佔據了主導地位,但氫能產業還沒有獲得同樣級別的政策支援。去年初,中國發布了首份國家級氫能產業發展規劃,但沒有制定包括補貼在內的任何財政支援政策,讓設備製造商希望破滅。
丹麥托普索公司(Topsoe A/S)的行政總裁巴安(Roeland Baan)說,現在,美國的激勵制度比歐盟更容易把握。他的公司正在建設一個500兆瓦的固體氧化物電解槽生產廠,這種電解槽在高溫下運行,效率高於鹼性和PEM 電解槽。「我們決定把工廠設在丹麥,」巴安說,「第二間工廠的話,我們需觀望一下。或許肯定要設在美國。」——David R Baker、Will Mathis;譯 簡遠、王忠