中國氫能源行業(yè)風口將至“綠氫”前景無限

近年來,氫能在全球受到前所未有的關注,主要因為發(fā)展氫能是實現全球能源結構向清潔化、低碳化轉型的關鍵路徑之一,這一全球共識正在形成。而氫能產業(yè)是一個廣闊的領域,其產業(yè)鏈包括制氫、儲運、加氫、氫能應用等多個環(huán)節(jié),在制氫方面,根據二氧化碳的排放量,氫可以分為灰氫、藍氫、綠氫,其中,可再生能源制氫被稱作“綠氫”。世界范圍內已有實現“綠氫”供應經濟效益的相關經驗和研究,有望在進一步擴大應用后提高“綠氫”應用的社會效益。

我國發(fā)展“綠氫”具備良好的資源稟賦,中國有著可觀的地熱、生物質、海洋能、風電和光伏資源以及固體廢棄物的資源化利用,隨著近年來技術的進步,可再生能源的發(fā)電成本越來越具有競爭力,與此同時,中國擁有強大的基礎設施建設能力,為發(fā)展“綠氫”提供了得天獨厚的優(yōu)勢。

據相關資料顯示,過去十年,全球建成的電解制氫項目有230個,裝機容量約100MW,主要用于交通運輸和工業(yè)生產。業(yè)內人士認為,綠氫發(fā)展的主要驅動因素,是風能、太陽能等可再生能源的大規(guī)模發(fā)展。通過電解制氫技術,可以將大量太陽能和風能生產的綠色電能有效整合到現有能源網之中,這也是電解制氫的關鍵作用所在。

目前,風電電解水制氫技術路線分為兩種:風電獨立供電方式會受風電波動影響,但不受電網價格控制;風、網智能協調供電方式不受風電波動影響,制氫效率較高,但電價受電網影響。業(yè)內專家表示:“中國可再生能源大部分在西北地區(qū),由于本地消納有限且外送困難,因此存在大量棄風棄光現象,可有效利用棄風棄光發(fā)電進行電解制氫。

電價成本在電解水制氫成本中高達60%-70%,因此未來如電價成本大幅度下降,將極大地影響電解水制氫成本。目前,國內棄光、棄風、棄水的發(fā)電成本可降至0．15元/度,據此計算出的電解水制氫成本為1-1．5元/Nm3,遠低于利用上網電量電解水制氫的成本,且與化石燃料制氫的成本上限接近。與此同時,數據顯示,在0．25-0．85元/千瓦時的電價運行區(qū)間,100標方/小時的氫氣價格約為33-63元/公斤,1000標方/小時氫氣價格約為18-47元/公斤。業(yè)內專家對此表示:“氫氣制備規(guī)模越大,其成本越低,因此大力推廣可再生能源制氫并形成規(guī)模效應,將更快速推動綠氫制備的成本下降?！?/span>

立足在以光伏、風電、水電等為代表的可再生能源制氫技術,在未來成本大幅度降低后,生產出的“綠氫”將成為主流,依靠綠氫作為載體,其他可再生能源可以實現和現有能源系統的融合,同時綠氫自己也可以作為單獨的能源使用。2016年中國光伏行業(yè)協會做過測算,整個光伏系統的能耗,全部回收只需要1．17年。且完全使用清潔能源“綠氫”技術也提供了另一種從源頭上杜絕碳排放的路徑。在眾多綠氫技術中,以可再生能源電力電解水制氫是目前最為主要且最有前景的。

中國目前的電解槽投資成本已經遠低于歐洲水平,并且在政策支持、技術研發(fā)、市場規(guī)模效應的共同作用下,未來電解槽成本也將大幅降低。堿性電解槽有望在未來下降到630元/千瓦,而兆瓦規(guī)模的質子交換膜(PEM)系統投資成本也有望在2050年降低至每千瓦700-1400元。此外,隨著技術進步和突破,以甲烷裂解、熱化學制氫、太陽能光催化制氫為代表的新興制氫技術逐漸興起,也可能占有一定市場。