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“绿氢”登场

作者:司玉国 来源:高工氢电 发布时间:2021-10-22 浏览:

“双碳”目标牵引下,国内发展绿氢的呼声日渐高涨。

今年以来,大型能源企业及上市公司纷纷上马绿氢项目,如中石化、国电投、华能集团、中石油等,其他领域企业如晶科能源、亿利集团、协鑫集团等也纷纷宣布入局绿氢领域。此形势下,有人甚至提出“2021年是绿氢元年”。

氢能根据制取方式和碳排放量不同,主要分为灰氢、蓝氢、绿氢。目前国内氢能产量中,有超过60%的氢属于灰氢,绿氢占比仅有1-2%,市场仍处于起步阶段。众多企业于此时涌入绿氢产业意欲何为?国内绿氢发展正在呈现出怎样的格局?绿氢这条路好走吗?

绿氢热:能源企业、光伏巨头“入场”

目前国内制氢路线主要有化石能源制氢(包括煤制氢、天然气制氢等)、工业副产氢、电解水制氢。其中以化石能源为原料,通过自热重整等方法制造的氢气被称为“灰氢”;用化石能源燃料制取且对释放二氧化碳进行处理的氢气被称为“蓝氢”;使用可再生能源发电电解或者光解制取的氢气被成为“绿氢”。

绿氢因为无污染、无温室气体排出,被认为是未来理想的制氢方式, 且在双碳背景下备受行业关注。

高工产研氢电研究所(GGII)统计显示,2020年中国新投资制氢项目约23个,其中绿氢项目7个(占比30%)。今年国内推进绿氢项目势头更加强劲:

9月,中石化的首个兆瓦级电解水制氢示范项目在中原油田启动建设。该项目建成后将成全国最大的兆瓦级可再生电力电解水制氢工程,每天可生产1.12吨超纯氢。

7月,协鑫集团高调对外发布旗下协鑫新能源的氢能战略,具体目标为:蓝氢——首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢——2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。

6月15日,国电投氢能与承德人民政府签署氢能领域战略合作协议,双方将共建京津冀绿氢供给基地,推动可再生能源发电与制氢协同发展,加快交通、供能领域化石能源代替。

3月31日,隆基股份正式注册成立西安隆基氢能科技有限公司(下称“隆基氢能”)。隆基股份的创始人李振国亲自担任董事长、总经理,公司将在光伏制氢等方面展开深入布局。

今年,阳光电源也正式成立了阳光氢能科技有限公司,深入开展电解水制氢业务。晶科科技公开对外表示,将布局绿电交易、碳交易和光伏制氢等产业,并首次提出光伏“同心圆”的发展模式。

大型能源企业、光伏巨头均在布局绿氢产业。它们如此为何大规模涉足绿氢?

背后动因:助力各领域实现脱碳

“这是外因和内因两个方面的驱动。”一位氢能业内人士认为,外因是国家3060双碳目标的设定,对于氢能产业有了直接的刺激,这必然会带来更多的产业外资本进入氢能领域;内因是,中国光伏发电成功实现平价上网,多数光伏企业自身发展进入了瓶颈期或平台期,需要找到新的发展方向。

除了以上两大原因,光伏企业们入局绿氢也都是深思熟虑。阳光电源氢能事业部营销总监方伟透露,公司早在2016年就在公司内部成立了氢能的研究小组,最终选择氢能业务有两个主要原因:一是因为氢能的发展逐渐被大家所关注,重要性在不断增强;二是氢能与公司的主业(新能源)结合的非常紧密。

隆基的氢能战略也有类似的考虑。隆基氢能副总经理王英歌表示:“隆基拓展氢能业务有两个方面的考虑,作为光伏企业,隆基拥有全套的光伏解决方案,我们希望利用光伏的技术优势与电解水制氢结合。另外一点是中国在提出双碳目标之后,除了电力领域需要深化清洁能源对化石能源的替代,还有很多领域是目前可再生能源难以实现脱碳的。”

一言蔽之,在自身发展需要新的方向,以及“3060双碳目标”涉及整个国家方方面面的背景下,光伏企业凭借自身光伏技术优势,踏上了助力国家多个工业门类以及生产生活多个领域通过使用绿氢进行脱碳的道路。

“可再生能源发电或者说绿电可以保证我们的电力系统实现100%的脱碳。但并不是全世界所有的工业门类以及生产生活的所有领域都可以实现电气化。在无法实现电气化的领域,实现脱碳的一个必经之路就是使用绿氢。”西门子新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智表示。

发展挑战:多只“拦路虎”挡道

我国发展绿氢已经具备一定的基础条件:比如风资源、光资源和水电资源丰富,2020年全国弃风电量166.1亿千瓦时,弃光电量52.6亿千瓦时,主要河流弃水电量301亿千瓦时。此外,在所有影响绿氢制造的成本因素中,电价是最大的限制性因素,目前这一限制因素也基本不存在,甚至说还为绿氢大规模制备提供了经济基础。

“20年前光伏发电是5元/度,今年国家电投在四川报出的上网价是0.15元/度,沙特阿拉伯的一个项目也报出1.04美分/度。” 上海交通大学副校长、中国工程院院士黄震认为,通过电力系统的深度脱碳和可再生能源的替代,可实现“绿氢”的大规模应用,最终实现零碳排放。

这些已有条件一定程度应该也是众多企业入局绿氢的重要原因。但是,这并不等于发展绿氢就“一片坦途”,它所面临挑战也是巨大的。

其一,风光水电资源在我国呈现出极强的地域性,比如西北地区风光资源丰富且开发潜力巨大,但是缺乏广泛的氢能应用市场,氢能应用市场当前主要集中在东南沿海地区。那么是否可将氢气从西北地区运输到东南地区?目前氢气通过管道运输还存在技术上的难题。

“目前氢气通过管道运输还存在技术上的难题。”国内一家氢气运输设备制造商负责人说,“除非对现有天然气管道进行大规模的改造,否则管输氢气很可能存在较大隐患。而用罐车运输氢气,较为经济的辐射半径大概在以氢气制造为中心的500公里范围内。”

其二,相对于灰氢和蓝氢,绿氢依然缺乏经济上的竞争力。现阶段绿氢最大的优势是零碳排放,但碳排放偏偏对用户缺乏经济性约束。

“现在单纯让绿氢和煤制氢、天然气制氢、工业副产品制氢相比,成本还是相对较高的。”王英歌说。不过他预测,未来中国各地区会有更强的碳排放约束,以及逐渐完善的覆盖全行业的碳市场。这些因素都会增加化石能源制氢的成本,有利于绿氢的发展。

其三,补贴方面,绿氢企业可能不会得到国家的直接补贴。现已有人预测国家可能会更加倾向于支持氢能的用能端,而且不再过多地使用直接补贴。“例如部分城市出台对于氢燃料汽车的支持政策或者是其他使用绿氢工业项目可以得到其他政策。”一位大连化物所相关人士表示。这一点意味,绿氢企业在发展上基本没有外援,只能“靠自己”。

多只“拦路虎”挡道下,有相关人士表示,绿氢是很好的技术方向,但是它要实现产业化还有很大的难度,需要很长的时间。绿氢行业未来不可预期的大量投入——包括时间投入和资本投入,都需要企业有充足的思想准备。

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关键字:氢能

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