氢气是如何定价的?
◎ 朱海碧 朱清
氢气通过生产方式分为灰氢、蓝氢和绿氢,广泛应用于工业、能源、航空航天等领域。由于氢气极易燃烧且不排放二氧化碳,近年来被视为清洁能源的重要组成部分,也是实现全球碳中和目标的重要技术路径之一。欧盟、美国、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区陆续制定氢能战略,提供政策支持与补贴。目前,全球氢气定价以加氢站和机构报价为主,市场化定价机制正在发展中。全球氢气市场规模约为2284亿美元,我国不同地区的高纯氢价格稳定在2元/标准立方米~3.4元/标准立方米之间。
全球氢气定价机制的发展
20世纪中期前,氢气与生产成本挂钩,定价由企业内部交易决定。早期的工业氢气市场中,氢气主要作为化学工业的副产品产生,并非作为主要商品,特别是在石化、化肥和炼油工业中。因此氢气定价没有独立市场,通常由企业内部交易决定,与相关工业过程的成本挂钩,较为稳定,且价格较低。
20世纪中期到21世纪初,氢气价格与天然气挂钩。20世纪中期,随着石油和天然气工业的快速发展,天然气重整制氢技术逐渐普及,成为氢气(灰氢、蓝氢)的主要生产方式。这一阶段,氢气主要用于炼油工业、化肥生产以及化工合成氨。由于天然气是氢气的主要生产原料,因此氢气价格与天然气价格挂钩,但氢气的定价仍然以企业内部交易为主。21世纪到2010年,氢气在清洁能源领域得到广泛关注。
进入21世纪,随着全球对清洁能源的关注,氢气开始被视为潜在的能源载体,日本、德国等国家开始推出氢能相关政策。这一阶段,氢气在能源市场的应用仍处于探索阶段,尤其是在交通领域(氢燃料电池车)和发电领域。氢气的价格依然由其工业应用主导,能源市场上的氢气需求较小。2010年至今,碳中和目标推动绿氢发展,氢气定价正在从企业内部交易向公开市场化过渡。
2010年以来,氢气尤其是通过可再生能源电解水制氢的绿氢,成为全球能源转型的关键技术产品之一。氢气不再仅仅是工业产品,而是被视为未来低碳经济的核心能源载体。欧盟、美国、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区陆续制定氢能战略,特别是推动绿色氢气的生产与定价。
全球氢气市场基本情况
——全球氢气产量持续增长,供给主要集中在中国和美国。
2021~2023年全球制氢产量分别为9400万吨、9500万吨和9700万吨,两年增长32%。国际能源机构(IEA)预计全球产量将继续增长,以满足不断增长的需求,到2024年底可能接近1亿吨。
全球氢气生产相对集中,主要集中在亚太和北美地区。中国是氢气生产第一大国,在全球总产量中的占比超过35%;其次是美国、中东、印度,分别占16%、14%、9%。
由于灰氢生产技术相对成熟且成本较低,目前灰氢主导全球氢能市场。化石能源制氢主导全球氢气供给,占比 80%左右,与工业副产氢共同归属灰氢合计占比达 95%以上。蓝氢和绿氢产量分别为468.7万吨和14.8万吨,合计占比不到5%。
——全球氢气消费高度集中,清洁氢消费占比较低。
2021~2023年全球氢气消费量从9400万吨增加到9700万吨,两年上涨3%。IEA预计在一切照旧、各国气候承诺全部兑现、净零排放3种情景下,2030年全球氢气年消费量将分别达到1.15亿、1.3亿、2亿吨。
中国和美国是全球最大的氢气消费国,分别占全球消费量的29%和14%。其次中东、印度、欧洲分别占14%、9%、8%。由于炼油、甲醇生产和钢铁行业需求的增加,中东和印度的氢气消费量增长迅速,分别同比增长6%和5%。
氢气在清洁能源转型中的消费量同比增长40%,但在全球消费量中的占比不到1%。全球对低排放氢气的消费量同比增长近10%。
——全球氢气贸易规模总体较小,但已显示出增长潜力。
2022~2023年全球氢气贸易量从7万吨左右增加到10万吨左右,同比上涨43%。目前氢气国际贸易局限于邻国之间的小规模、本地化运输,以及氨或甲醇等氢基产品的贸易。
比利时、法国和荷兰存在部分跨界的氢管道,连接彼此靠近的用户,但总体贸易量较少。加拿大、荷兰和比利时氢气出口量分别占全球的35%、24%和22%。2030~2050年,氢能需求将集中在中国、欧洲、印度、日本、韩国等地区;到2050年,清洁氢及其衍生物贸易将真正成熟,全球将建立多个氢气贸易中心。
我国氢气市场基本情况
——我国已成为世界上最大的制氢国。
2021~2023年我国氢气产量分别为3326万吨、3533万吨、3686万吨,两年增长11%。截至2024年上半年,全球累计建成加氢站达到1262座,其中,我国456座,全球占比达到36%,成为全球最大的加氢站保有量国家。
我国氢气主要生产于西北、华北、华东三个地区,产量分别为1021.1万吨、925.2万吨、903.1万吨,合计占比达77%。其次是中南、东北、西南地区,分别占我国总产量的12%、6%、5%。
煤制氢、天然气制氢和工业副产氢仍是我国氢气供应的主要来源,电解水制氢稳定发展。来源于煤制氢、天然气制氢、工业副产氢的氢气分别为2126.9万吨、825.7万吨、682万吨,占比分别为58%、22%、19%。可再生能源电力电解水制氢等其他技术制氢提升至51.6万吨,占比1.4%。
——我国氢气消费主要用于化工领域。
2021~2023年我国氢气消费量从2800万吨增长至3868.2万吨,两年增长38%。中国氢能联盟研究院预测,在2030年碳峰值愿景下,我国年氢消费预计将达到4000万吨左右,约占终端能源消耗的5%。到2060年,年氢消费将增加到1.3亿吨左右,约占终端能源消耗的20%,其中绿色氢约占1亿吨。
我国氢气消费主要集中在华东和华北等化工、炼油和钢铁行业较多的地区。华东地区氢气消费占全国的40%~50%,其中江苏和山东拥有大量化工企业,是氢气消费大省。华北地区氢气消费占全国的20%~25%,其中河北由于钢铁行业集中,对氢气需求较高。华南地区氢气消费占全国的10%~15%,其中广东的氢气在燃料电池和新能源汽车领域的运用逐渐上升。
2023年我国氢气消费最大应用仍为石油精炼领域,达到1145万吨,占比30%。其次是制甲醇和合成氨分别消费1117.9万吨和1048.3万吨,分别占比29%和27%;其他工业领域消费553.1万吨;交通、发电等其他领域的应用市场尚处于推广阶段,氢气消费仅占比0.1%。
——我国氢能出口显著增长,成为世界第一氢气贸易国。
2022~2023年我国出口氢气从6.135吨增加到6.56吨,同比上涨7%。随着我国能源结构的调整和可再生能源的发展,国内部分大型企业加大对氢能产业的投入,生产能力显著提高,氢气供应量的增加减少了对进口氢气的需求。2023年我国氢气进口同比减少67%。
我国氢气主要出口到尼日利亚等国。95%以上的氢气从法国进口。我国的氢气贸易格局正逐渐从仅依赖本土生产转向更加多元化的国际合作,并加强与全球领先氢能技术国家的联动。
思考与建议
加强氢能统一大市场建设,推进氢气期现货市场建设,提前布局氢气价格指数的发布;推动绿氢技术的创新与研发,突破氢气储存、运输以及燃料电池领域的技术瓶颈;通过政策引导,促进氢能产业的上下游协调发展,从氢气生产、储存、运输、应用到基础设施建设,建立全产业链的协同效应;加强与欧盟、美国、韩国等氢能技术领先国家和地区的合作,推动氢能领域的技术标准对接、设备进口以及人才培养。
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