“氢能社会”要来了?千亿级规模绿氢产业步入发展快车道

能源投资喵 2022-08-17

新能源可再生能源电解水

2691 字丨阅读本文需 7 分钟

未来,工业及交通将是我国氢气使用主要增量领域。

据报道,全球最大绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目即将投产。据悉,该项目全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢,制氢规模达到每年2万吨。

绿氢,是指利用可再生能源分解水得到的氢气,因为燃烧时只产生水,从源头上实现了二氧化碳零排放,绿氢也被认为是清洁能源重要的组成部分。

专家表示,电解水制氢是当前最主流的方式,其中电费成本占近70%。当风电和光伏成本电价在0.15元/度以下时,可再生能源电解水制氢具备经济性,目前该技术效率在60%-70%。未来绿氢的应用将受益于新能源发电成本的下降。

1、产业政策密集出台

随着技术的发展,氢能产业正在成为国家 " 双碳 " 战略的重要抓手。今年 3 月,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,其中明确提出,到 2025 年,可再生能源制氢量将达到 10-20 万吨 / 年,成为新增氢能消费的重要组成部分。

8 月 1 日,工信部等三部门发布推进氢能制储输运销用全链条发展,鼓励有条件的地区利用可再生能源制氢等一系列政策。绿氢产业成为国家 " 双碳 " 战略的重要抓手。

除国家层面外,各地政府也相继出台文件鼓励发展氢能。上海提出,到 2025 年,建设各类加氢站 70 座左右,培育 5-10 家具有国际影响力的独角兽企业,建成 3-5 家国际一流的创新研发平台,燃料电池汽车保有量突破 1 万辆,氢能产业链产业规模突破 1000 亿元,在交通领域带动二氧化碳减排 5 万吨 -10 万吨 / 年。

北京更是大手笔出台补贴政策,据《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施(征求意见稿)》,鼓励开展先进制氢、储运、加氢设施试点建设,推动氢能产业尽快从创新走向成熟,对开展小批量新技术新产品实际工况、环境、场景等测试验证,按照测试投资额的不高于 30%、单个项目不超过 1000 万元的资金补贴;对新基建项目应用筑基工程攻关产品清单内新技术新产品的,按照项目投资额的不高于 30%、单个项目不超过 3000 万元的资金补贴。

政策支持下,行业加速发展。据国君证券统计,2021 年以来国内大型制氢项目包括宁夏的 " 国家级太阳能电解水制氢综合示范项目 "、四川的 " 华能彭州水电解制氢科技创新示范项目 " 等 8 个项目。

2、国外巨头相继入局

政策风口之外,从全球范围来看,绿氢市场潜力巨大。据高盛预测,到 2030 年,仅绿氢发电的潜在总市场(TAM)就有可能翻一番,从目前的 1250 亿增加到本世纪末的 2500 亿美元,到 2050 年可能达到 1 万亿美元。

巨大的市场规模促使国际能源巨头相继入局。今年 6 月,法国石油巨头道达尔能源宣布,购买印度阿达尼新工业公司 25% 的股份,而印度阿达尼新工业公司正准备斥资 500 亿美元打造 " 世界上最大的绿色氢生态系统 "。

随后,英国石油巨头 BP 宣布收购澳大利亚 360 亿美元绿色氢能大型项目——亚洲可再生能源中心 40.5% 的股份。此外,雪佛龙新能源公司、壳牌等巨头均有计划投资绿氢项目。

3、绿氢替代产业规模可达千亿级

在新疆库车光伏制绿氢项目的施工现场,整个光伏项目占地达到了9500多亩,相当于900多个足球场的大小。目前整个项目正在紧张施工当中。

新疆库车绿氢示范项目将于年底完工投产,全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢,以光伏为例,一块光伏板每产生58度绿电,就可以生产出1公斤的氢气。该项目制氢规模将达到年产2万吨,这是我国首个万吨级绿氢生产项目,也是目前全球在建的最大绿氢项目。

通过光伏等可再生能源发电,再经电解水制取氢气,生产过程中基本不产生温室气体,从源头上杜绝了碳排放。在制氢过程中,绿色电能被输送到制氢车间,通过碱性水电解方式获得氢气,所产氢气将全部由管道输送至项目附近的塔河炼化公司用于炼油装置生产,替代原有的天然气制氢,每年二氧化碳减排量大约有50万吨左右。

中国石化塔河炼化公司副总经理曹杰表示,就地加工、就地利用,新疆光伏资源特别丰富,所以在这里探索氢的新能源方案非常适合。光伏电解水制氢成本大概是每公斤18元。

据了解,以中国石化为例,为了实现炼化过程的碳减排,可以用绿氢替代的氢气量是210万吨,占到目前用氢总规模的48%左右,如果按照当前氢气20元每公斤的市场价格计算,市场规模超过420亿元。

中国石化集团公司副总经理凌逸群表示,我们预计将来整个石化行业通过绿电变绿氢,由绿氢代替,未来的产业规模至少是千亿级。

4、力图打造“氢能社会”

当前西部地区和东部沿海有大量的可再生能源资源,用这些清洁能源制出的氢气应用场景在哪里?

专家表示,从终端消费看,化工合成、石油炼化等工业领域是当前氢应用的主要场景,在交通领域应用还不足1%,但未来空间广阔。目前,从国家和各地的氢能鼓励政策看,大部分支持聚焦在氢燃料电池在交通领域的应用上。国家能源科技资源中心专家李博表示,氢燃料电池在交通领域的应用,最大的优点就是功率大、续航里程长。

在刚刚发布的《工业领域碳达峰实施方案》中提出,要推进氢能制储输运销全链条发展,鼓励可再生能源制氢、实施氢冶金行动计划等,加强氢燃料等低碳清洁能源装备研发。

如果绿氢能够大规模应用,最先要解决的就是成本问题,如何降低制氢的成本,空间有多大?

据了解,绿电制绿氢,电解水制氢是当前最主流的方式,其中电费成本占近70%左右,未来绿氢的应用将受益于新能源发电成本的下降。李博表示,现在风电和光伏成本电价在0.15元一度电以下的时候,可再生能源电解水制氢是具备经济性的,目前可再生能源电解水制氢技术的效率是60%-70%这样的水平。

据了解,1公斤氢气的热量相当于4升汽油,目前国内制绿氢的成本在20元每公斤左右,随着新能源发电和电解水技术的迭代,成本有望大幅降低。同时可将西部地区富余的新能源制成氢气以后,通过现有的天然气管道送到中东部地区。

电力规划设计总院副总工程师戴剑锋表示,绿色的可再生能源将成为氢制备过程当中最重要的一次能源,另一方面,电解水制氢将成为电力系统最大的负荷,它占全社会用电量的比例会超过20%。

7月6日,国内首座兆瓦级氢能综合利用示范站在安徽六安投运,标志着中国首次实现兆瓦级制氢——储氢——氢能发电的全链条技术贯通。

该示范站位于安徽省六安市经济技术开发区,额定装机容量1兆瓦,占地面积7000余平方米,主要配备兆瓦级质子交换膜制氢系统、燃料电池发电系统和热电联供系统、风光可再生能源发电系统、配电综合楼等,是国内首次对具有全自主知识产权“制、储、发”氢能技术的全面验证和工程应用。

从2019年开始,国网安徽省电力有限公司联合中国科学院等多部门专业力量开展技术攻关。历经近3年时间,自主研制兆瓦级质子交换膜电解槽、兆瓦级质子交换膜氢燃料电池等国内首台首套设备,成功实现整站从绿电到绿氢再到绿电的零碳循环。

绿氢在沿海地区布局更早。今年3月,广东茫洲岛5G智慧氢能海岛建设项目已搭建示范站,为茫洲岛村委及通信基站提供24小时稳定、高效的电力供给。项目拟采用氢光互补发电,将为氢能分布式能源领域应用打下坚实的基础。“氢进万家”示范工程是国家科技部“氢能技术”重点专项中明确实施的科技示范工程,去年在山东和佛山已开始实施,开展氢燃料电池分布式热电联产,实现氢能多元应用,力图打造“氢能社会”。

文章来源:格隆汇,长江日报,证券时报

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