光伏制氫的拐點(diǎn)將至
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2021-05-25
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光伏制氫的拐點(diǎn)將至
全世界最大的光伏公司隆基股份殺入“光伏制氫”領(lǐng)域。
3月31日,工商登記顯示,西安隆基氫能科技有限公司于當(dāng)天注冊(cè)成功,股東為西安隆基綠能創(chuàng)投管理有限公司和上海朱雀贏(yíng)私募投資基金合伙企業(yè)(有限合伙),隆基股份創(chuàng)始人、CEO李振國(guó)親自擔(dān)任董事長(zhǎng)、總經(jīng)理,其中西安隆基綠能創(chuàng)投管理有限公司是隆基股份子公司。
無(wú)獨(dú)有偶,繼隆基股份之后,煤化工行業(yè)千億市值上市公司寶豐能源也殺入“光伏制氫”領(lǐng)域。4月18日晚,寶豐能源發(fā)布公告稱(chēng),公司擬以自有資金10億元在寧夏寧東設(shè)立全資子公司,通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電制取“綠氫”用于化工生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)新能源替代化石能源,減少煤炭消耗和二氧化碳排放。
實(shí)際上,隆基股份和寶豐能源并不是國(guó)內(nèi)光伏制氫的“吃螃蟹者”。此前,陽(yáng)光電源、晶科能源、大唐集團(tuán)、億利資源、長(zhǎng)城汽車(chē)等都紛紛表示并實(shí)際涉足光伏制氫,將“綠氫”作為其業(yè)務(wù)多元化轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略布局。
在“碳達(dá)峰、碳中和”熱潮下,氫能作為國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的重要方向之一,備受政府和市場(chǎng)關(guān)注。中國(guó)作為全球最大的可再生能源發(fā)電國(guó)家,在包括光伏制氫在內(nèi)的可再生能源制氫方面具有天然優(yōu)勢(shì),“十四五”期間或?qū)⒂瓉?lái)爆發(fā)式發(fā)展。
受追捧,因雙倍清潔
氫能作為一種儲(chǔ)量豐富、熱值高、能量密度大、來(lái)源多樣的綠色能源,被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”、21世紀(jì)最具發(fā)展前景的二次能源。
氫在宇宙中分布廣泛,它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%;氫能是氫在物理與化學(xué)變化過(guò)程中釋放的能量;氫氣的來(lái)源多樣,可利用化石燃料生產(chǎn),也可電解水生產(chǎn);氫燃燒的產(chǎn)物是水,是世界上最干凈的能源。除核燃料外,氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。
氫能受到世界各國(guó)的高度重視,美國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)已制定相關(guān)政策,將氫能列為國(guó)家清潔能源的重要組成部分。
我國(guó)“十四五”規(guī)劃綱要中,氫能與儲(chǔ)能被列為前瞻謀劃的六大未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一。截至目前,已有十余個(gè)省及直轄市出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)政策,超過(guò)40個(gè)市、縣出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策。
從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看,氫能產(chǎn)業(yè)包括制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和用氫四個(gè)環(huán)節(jié),其中制氫是整個(gè)氫能最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。
目前制氫技術(shù)主要分為化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源電解水制氫,基于前述不同技術(shù)來(lái)源的氫能分別被稱(chēng)為“灰氫”“藍(lán)氫”和“綠氫”。
其中,化石能源制氫中的煤制氫是目前我國(guó)的主流制氫技術(shù),雖然成本低,但其二氧化碳排放大,在目前節(jié)能減碳的大環(huán)境下是不被認(rèn)可的路線(xiàn);化石能源制氫的另外一種技術(shù)——天然氣制氫是國(guó)際主流的制氫技術(shù),雖比煤制氫更清潔、更低碳,但成本比較高,再加上中國(guó)天然氣資源相對(duì)緊缺,也不是適合中國(guó)的技術(shù)路線(xiàn);工業(yè)副產(chǎn)氫主要依附于主產(chǎn)品,成本不能完全可控,產(chǎn)能也會(huì)受到主產(chǎn)品的限制,只能作為氫能的輔助來(lái)源。
可再生能源電解水制氫被認(rèn)為是全球和中國(guó)未來(lái)主流的制氫技術(shù),現(xiàn)在這種技術(shù)的核心痛點(diǎn)之一就是技術(shù)尚不成熟,成本比較高。根據(jù)有關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示,可再生能源電解水制氫的成本為20~40元/千克,是煤制氫成本9.9元/千克的數(shù)倍。
4月18日,中國(guó)石化董事長(zhǎng)張玉卓在央視對(duì)話(huà)節(jié)目上指出:“目前96%以上是灰氫,正在往藍(lán)氫這個(gè)方向發(fā)展,未來(lái)綠氫會(huì)成為大場(chǎng)面、主場(chǎng)面。這個(gè)根本還是取決于成本。”
研究顯示,電解水制氫的生產(chǎn)成本有85%來(lái)自用電成本。根據(jù)中國(guó)工程院院士周孝信的研究,“當(dāng)光伏電價(jià)在每千瓦時(shí)0.3元以下時(shí),制氫成本和天然氣制氫差不多,所以太陽(yáng)能光伏制氫是非常有前景的。”
目前全國(guó)大部分地區(qū)光伏電發(fā)電的度電成本已經(jīng)降到了0.3~0.4元,部分地區(qū)如青海已經(jīng)降到了0.2元。這說(shuō)明光伏制氫已經(jīng)非常接近天然氣制氫的能力,隨著度電成本的下降,光伏制氫實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的拐點(diǎn)已經(jīng)臨近。
從產(chǎn)業(yè)協(xié)同的角度來(lái)看,光伏制氫不僅可以用無(wú)法消納上網(wǎng)的光伏發(fā)電解決制氫的能源來(lái)源問(wèn)題,而且還可以成為一種比化學(xué)儲(chǔ)能能量密度更高的儲(chǔ)能介質(zhì),作為數(shù)日、數(shù)周和數(shù)月的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能手段,來(lái)解決光伏發(fā)電所遇到的日間不平衡、季度不平衡等問(wèn)題。未來(lái),光伏加儲(chǔ)能或許會(huì)成為清潔電力的終極解決方案。
春江暖,新玩家齊聚
春江水暖鴨先知,實(shí)際上國(guó)內(nèi)外企業(yè)已經(jīng)紛紛布局光伏制氫了。
在國(guó)外市場(chǎng),2020年3月7日,日本新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織(NEDO)、東芝能源系統(tǒng)與解決方案公司、東北電力公司和巖谷公司舉行了福島氫能研究項(xiàng)目(FH2R)開(kāi)幕式。FH2R項(xiàng)目自2018年7月在南江(Namie)啟動(dòng),2020年2月底完成10兆瓦級(jí)制氫裝置建設(shè)并試運(yùn)營(yíng),10兆瓦電解槽裝置每小時(shí)可產(chǎn)生高達(dá)1200立方米的氫氣,這是世界上最大的光伏制氫裝置該項(xiàng)目占地22萬(wàn)平方米,其中光伏電站占地18萬(wàn)平方米,研發(fā)以及制氫設(shè)施占地4萬(wàn)平方米。
再看國(guó)內(nèi)市場(chǎng),早在2018年,隆基股份已開(kāi)始關(guān)注和布局光伏發(fā)電制氫,并在過(guò)去的三年內(nèi),與國(guó)內(nèi)外知名科研機(jī)構(gòu)、權(quán)威專(zhuān)家進(jìn)行了深度合作,在電解水制氫裝備、光伏制氫等領(lǐng)域形成了技術(shù)積累。
同時(shí),作為中國(guó)最大的光伏逆變器公司,陽(yáng)光電源在2019年成立了專(zhuān)門(mén)的氫能事業(yè)部,并與中科院大連化學(xué)物理研究所在先進(jìn)質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)、可再生能源與電解水制氫融合、制氫系統(tǒng)優(yōu)化等方面展開(kāi)深入合作。
在項(xiàng)目落地上,陽(yáng)光電源比隆基股份先行一步。2019年7月,陽(yáng)光電源在山西晉中榆社縣簽訂了300兆瓦光伏和50兆瓦制氫綜合示范項(xiàng)目;2019年9月,山西省屯留區(qū)200兆瓦光伏發(fā)電項(xiàng)目(一期)開(kāi)工暨二期500兆瓦光伏制氫項(xiàng)目正式落地。
同時(shí),寶豐能源在陽(yáng)光電源之后,也上馬了光伏制氫項(xiàng)目。該公司于2019 年啟動(dòng)200兆瓦光伏發(fā)電及2萬(wàn)立方米/小時(shí)電解水制氫綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目,已于2021年年初建成部分項(xiàng)目并投入生產(chǎn),將所產(chǎn)氫氣、氧氣直接送入化工裝置,實(shí)現(xiàn)新能源替代化石能源。
該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)連續(xù)168小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行調(diào)試后,測(cè)算綜合成本可控制在1.34 元/立方米,與天然氣制氫成本相當(dāng)。同時(shí)該公司計(jì)算在完全用折舊資金投資、自有資金不計(jì)利息的情況下,光伏發(fā)電成本僅為0.121元/千瓦時(shí),對(duì)應(yīng)氫氣成本約0.7元/立方米,與目前煤炭制氫成本0.6元/立方米接近。
2020年,晶科能源與空氣化工產(chǎn)品(中國(guó))投資有限公司簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方在光伏新能源領(lǐng)域展開(kāi)合作,將“制氫”與“綠電”結(jié)合。
2020年8月,為完善中國(guó)大唐集團(tuán)新能源發(fā)電就地制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局,由云岡熱電公司作為項(xiàng)目具體承擔(dān)單位開(kāi)展的6兆瓦光伏就地制氫科技示范項(xiàng)目落戶(hù)山西省大同市。作為大唐集團(tuán)重大科技創(chuàng)新的重要依托與可再生能源大規(guī)模制氫方面的重要研究平臺(tái),該項(xiàng)目正在有序推進(jìn)中。
2021年2月,億利潔能母公司億利資源集團(tuán)與京能集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將在光伏制氫等新產(chǎn)業(yè)開(kāi)展深度合作。
隆基股份產(chǎn)業(yè)研究總監(jiān)白云飛公開(kāi)表示,光伏發(fā)電已經(jīng)成為全球最經(jīng)濟(jì)的清潔能源,同時(shí)它的度電成本還在繼續(xù)下降,光伏發(fā)電的低度電成本給電解水制氫帶來(lái)了降低成本的機(jī)會(huì)。如果利用充足且經(jīng)濟(jì)的光伏電力生產(chǎn)“綠氫”,就可以不斷擴(kuò)大氫能的應(yīng)用規(guī)模,加速實(shí)現(xiàn)全球各國(guó)減碳和脫碳的目標(biāo)。
因此,為了推動(dòng)光伏制氫的發(fā)展,我國(guó)需要探索一條“綠氫”成本下降路徑,其中,電價(jià)是“綠氫”成本下降的決定性因素。氫能研究第三方專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)香橙會(huì)研究院建議,期待國(guó)家相關(guān)主管部門(mén)以燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用為契機(jī),基于國(guó)家能源安全和國(guó)內(nèi)大循環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略,出臺(tái)可再生能源制氫優(yōu)惠電價(jià)政策。據(jù)了解,目前僅有廣東、四川等地對(duì)可再生能源制氫項(xiàng)目予以?xún)?yōu)惠電價(jià)政策支持。
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