“以氢代煤,大有可为”,绿氢规模化应用加速中

全网综合能源 2022-12-26
2617 字丨阅读本文需 6 分钟

日前,工信部、发改委、住建部、水利部四部委联合印发了《关于深入推进黄河流域工业绿色发展的指导意见》,提出有序推动山西、内蒙古、河南、四川、陕西、宁夏等省、区绿氢生产,加快煤炭减量替代,审慎有序布局氢能产业化应用示范项目,推动宁东可再生能源制氢与现代煤化工产业耦合发展。

当前,我国可再生能源装机居全球第一,绿氢产业发展潜力巨大,以绿电制绿氢成为氢能产业可持续发展的行业共识。不过,目前绿氢产能仅占氢气总产能的4%,我国绿氢发展仍有成本、技术、安全等一系列问题待破解。

当前,可再生能源规模化储存、消纳与高效利用问题日益突出。业内普遍认为,制氢有望成为可再生能源大规模存储和消纳的重要路径之一。在王子缘看来,氢储能具有规模大、跨时段跨季节储能等优势,通过风、光等可再生能源制氢,既能逐步解决可再生能源消纳问题,又能结合多元化储运技术促进能源的低成本、规模化转运,更好推动氢能下游应用。

记者注意到,《规划》对氢能下游装备技术亦提出更高要求。《规划》明确,突破适用于可再生能源灵活制氢的电解水制氢设备关键技术;加大对能源研发创新平台支持力度,重点支持可再生能源、新型电力系统、规模化储能、氢能等技术领域;加强与相关国家在高效低成本新能源发电技术、储能、氢能等先进技术上的务实合作。

“鼓励可再生能源制氢能够更好地推动风电、光伏等行业业务链纵向延展。”王子缘认为,随着风电、光伏企业与绿氢产业深度结合,以示范促应用可带动电解水制氢技术和装备的迭代升级,进一步降低绿氢成本。

记者注意到,电价、设备、运输是当前公认的再生能源制氢“三大拦路虎”。对此,中国技术经济学会环境技术经济分会理事张建红建议,“十四五”期间应在优先发展工业副产氢的基础上,在风光水电资源丰富的地区示范开展可再生能源制氢及就近利用。“一方面可在北方风电、光伏大基地部署风光氢储一体化,在东部沿海地区部署海上风电制氢、滩涂光伏发电制氢等项目;另一方面,加大管道输氢、低温液氢技术的研发突破及试点示范,为未来大规模低成本储运氢奠定基础。”

与此同时,“要避免绿氢项目在政策激励之下‘跑马圈地’盲目上马,各地应因地制宜、通盘考虑当地产业基础和市场需求前景,探索适合的商业模式和应用场景,让绿氢项目与当地产业资源形成氢能产业生态闭环。”王子缘进一步指出。

装机规模越大 带动制氢成本越低

“可再生能源制氢的最大拦路虎在于‘贵’,而装机量越是快速扩大,整体制氢成本下降越快。以大基地形式规模化开发,恰恰具备这样的条件和优势。”落基山研究所总监王喆表示,从现有产能分布看,西北、华北、东北及西南等地区,可再生能源产能合计占比接近65%,有潜力和空间规模化发展绿氢。“此外,大基地模式有利于整体提升开发企业、设计机构、EPC系统集成商、关键产品部件供应商等对项目风险的重视程度,有助于监管部门对相关安全规范进行有效探索。在此基础上形成经验,再持续有序放大示范规模。”

以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的风光大基地建设如火如荼,截至5月,开工规模已达8500万千瓦。“第二批项目也在推进前期工作。在目前规划的262吉瓦项目中,光伏装机占比达到71%。而绿氢发展离不开绿电,以大基地为依托进行大规模开发,可以让氢源得到保障。”西安隆基氢能科技有限公司市场部负责人薛蔚茹称。

薛蔚茹告诉记者,作为大型绿氢装备与方案供应商,隆基已展开相关部署。“在去年电解水制氢设备产能500兆瓦的基础上,今年底将实现1.5吉瓦产能,预计到2025年可以超过5吉瓦产能。同时,我们的碱水制氢系统已达到世界领先水平,高电流密度与高产氢量的结合,可有效降低系统投资,并适应大规模可再生能源制氢对电能质量和负荷快速响应的特点,系统负荷响应时间为毫秒级。”

记者注意到,“大基地”思路也在部分可再生能源资源富集地规划落地。例如,近日发布的《鄂尔多斯市氢能产业》提出,当地新增制氢产能以零碳电解为主,其中就包括亿利库布其绿氢示范基地等重点项目。

西北能源基地是布局潜力区

“作为大规模、长周期、跨季节的储能方式,可以提高电力系统灵活调节能力,促进大基地新能源电力集中外送;作为清洁化工原料和还原剂,以‘风光氢储’一体化、‘绿电—绿氢—绿氨’一体化等方式,可以促进煤化工、石油化工及相关应用产业的深度脱碳,同时为新能源就地消纳提供解决方案。”中国国际经济交流中心能源政策研究部部长、研究员景春梅表示。

记者了解到,我国西北地区是绿氢产业布局的潜力区。西北地区具有丰富的光能风能资源,拥有广阔的荒漠、半荒漠地区,地形平坦开阔,适宜发展光伏、风电等清洁电力,但是因本地消纳能力不足,以及光伏、风电的不稳定性等原因,导致新增装机量和弃电量的矛盾日益凸显。同时,作为西电东输的源头,西北地区建设并运行着大量的燃煤火电机组,其在将电力源源不断地输送至全国各地的同时,自身却承担着巨大的降碳压力。因此,在西北地区就地制取绿氢,不仅可以替代煤炭燃料实现减碳,还可大幅促进新能源就地消纳。

除内蒙古外,宁夏布局绿氢的决心也很大。目前,宁夏立项并建设了宁夏电力投资集团有限公司氨氢燃料替代煤炭的火电碳中和示范项目、宝丰能源的制取绿氨项目,规划了以吴忠市为中心的“中国氨氢谷”示范基地项目。其中,“中国氨氢谷”示范基地项目,以吴忠太阳山开发区新建的热电联产项目为基础,将建设光伏绿氢项目、绿氢耦合油化工、绿氢耦合煤化工、绿氢冶金、氢能交通、绿氢耦合精细化工、氢能重卡、绿氢合成氨、火电锅炉掺氨减煤降碳、碳捕捉利用等十大类工程,探索全产业链布局。

国际贸易将为绿氢打开新局面

除聚焦绿氢产业自身问题外,开拓绿氢国际市场,也将进一步利好绿氢规模化发展。国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强表示,一般而言,我们常用“富煤、缺油、少气”形容我国能源资源禀赋,但从可再生能源的角度看,由于我国可再生能源丰富,因此同时还具有“多氢”的特点。

有专家表示,从国家层面来看,目前我国国家氢能政策框架搭建初步完成,通过顶层设计加示范应用补贴加地方产业规划,共同促进整个产业链协同发展。“我国沿海区域近年来大力发展海上风电,结合长三角珠三角发达的交通路网,可形成绿色交通与绿色国际贸易产业,而在我国的北方以及西北西部地区有着得天独厚的风光资源,通过风光制氢结合传统化工形成一条完善的产业结构链。”

具体来看,我国西北部有约260万平方公里的荒漠化土地。这些地区是发展可再生能源的可开基础。我国的沙漠和戈壁沙漠面积达128万平方公里。如果按照目前的技术,可以在这些沙漠和隔壁地区建设1280亿千瓦的光伏发电。我国从领海线到专属经济区的可开发海域面积约60万平方公里,资源可开发潜力约20亿千瓦,约占我国海上风电开发潜力的75%。

“绿氢贸易将促使我国绿氢的超大规模制、储、运、用技术产业升级,也有助于我国实现碳中和目标,应对国际碳税挑战。”毛宗强指出,我国应充分发挥绿氢地缘优势,我国东部生产的氢气可以向日韩出口,西部生产的氢气可以向欧洲出口,由铁路外运。同时,做到国内、国际双循环,加强国际合作,充分利用“一带一路”等利好政策。

文章来源: 中国电力新闻网,中国能源报,全国能源信息平台,

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