Techno-economic analysis
反而增排的氢能补贴
在以煤电为主的电力系统里,补贴电网电解氢会让排放高于煤制氢。
技术经济与生命周期分析,2023 至 2024 年。发表于 Environmental Science & Technology,2024 年。获最佳论文奖并列第一亚军。
问题
氢能补贴通常是为“氢”设计的,而不是为它背后的那度电设计的。按每公斤电解氢发放的补贴,不管电解槽用的是风电场的电还是仍以煤电为主的电网电,拿到的钱一样多;隐含的假设是,无论哪种情况,结果都比它替代的化石路线更干净。
我做了什么
我构建了一个覆盖中国各省的整合分析,测算所有制氢路线的平准化成本与生命周期温室气体排放,包括煤制氢、天然气制氢,以及使用可再生电力和电网电力的电解制氢,并评估不同补贴设计会同时把这两个量推向什么方向。
我发现了什么
在以煤电为主的电力系统中,补贴电网电解氢会增加 CO2 当量排放,而且比煤制氢还要高,这恰恰是该政策本想避免的结果。相比之下,补贴可再生能源制氢能以较低成本换来实实在在的减排。由于中国电网电力仍高度依赖煤电,并且这一状况很可能延续到 2030 年之后,这不是一个会自行消失的过渡期现象;如果继续核准新建煤电,情况还会恶化。各省可再生能源制氢的平准化成本差异很大,通过管道从低成本地区输往高成本地区可以拉低全国平均成本,但会抬高泄漏风险及随之而来的间接增温效应。
由此得到的设计结论很具体:把补贴挂钩到电力来源上,而不是挂钩到氢本身。
边界
分析在排放核算上是省级、年度尺度的,测算的是制氢环节,不包含下游用氢的工业转化过程。