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北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)訊：“一個(gè)10萬(wàn)千瓦、年利用率3000h的風(fēng)電場(chǎng)年制氫約550萬(wàn)公斤。非工業(yè)領(lǐng)域全年用氫量超過(guò)550萬(wàn)公斤的用戶是有數(shù)的，且都有自己的固定渠道，制出來(lái)的氫賣給誰(shuí)？”
“以目前70元/公斤的價(jià)格來(lái)看，氫用在燃料電池車上的成本比動(dòng)力電池高一個(gè)數(shù)量級(jí)?！?br />
“如果氫不代替電、不用在交通領(lǐng)域，那么氫能的應(yīng)用場(chǎng)景很小，完全不能稱之為一個(gè)產(chǎn)業(yè)?！?br />
“很多人都沒(méi)考慮到氫氣高昂的儲(chǔ)運(yùn)成本，也沒(méi)考慮到用戶是誰(shuí)。”
……
2019年，一場(chǎng)關(guān)于綠氫的大咖激辯，將彼時(shí)綠氫產(chǎn)業(yè)成本高昂且和缺少應(yīng)用場(chǎng)景的尷尬體現(xiàn)得淋漓盡致。
但這一現(xiàn)象，已經(jīng)在2023年實(shí)現(xiàn)了徹底的扭轉(zhuǎn)。
當(dāng)下，中國(guó)一方面是可再生能源裝機(jī)量最大的國(guó)家，另一方面也是全球最大的氫氣生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)。在全球?qū)G氫一浪高過(guò)一浪的發(fā)展呼聲中，可再生能源也正在從單純的電能量上網(wǎng)，轉(zhuǎn)向積極探索綠氫這一更具消納潛力的新風(fēng)口、新載體和新場(chǎng)景上。
市場(chǎng)與成本
電轉(zhuǎn)氫具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)氫氣產(chǎn)能約為3533萬(wàn)噸/年，占全球氫氣總產(chǎn)量的1/3以上，中國(guó)已經(jīng)成為最大的氫能生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)家。但目前我國(guó)氫氣仍依以煤制氫、天然氣制氫為主要方式，綠氫占比約1%。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著可再生電力成本下降，綠氫占比將進(jìn)一步提高。
數(shù)據(jù)來(lái)源：《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》
不止國(guó)內(nèi)，公開(kāi)資料顯示，全球氫產(chǎn)量約為1.2億噸/年：灰氫占比97%（化石燃料生產(chǎn)），藍(lán)氯占比約2%；綠氫不到1%。根據(jù)IEA 評(píng)估，到2070年，全球每年的需求量大約5億噸，可再生電產(chǎn)生的氫將占供應(yīng)氫能的約60%，未來(lái)50年可再生能源電轉(zhuǎn)氫將提升250倍，發(fā)展?jié)摿α薮蟆?br />
2023年9月，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高也曾在公開(kāi)場(chǎng)合表示，預(yù)計(jì)到2030年，中國(guó)可能會(huì)催生100GW級(jí)別的綠氫電解制備市場(chǎng)。
當(dāng)前，綠氫規(guī)模化發(fā)展最大的瓶頸在于制備成本太高。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前煤制氫成本約為9元/kg，天然氣制氫成本約為15元/kg，工業(yè)副產(chǎn)氫約為10-16元/kg，而電解水制氫的依據(jù)谷電價(jià)格和工商業(yè)用電的價(jià)格不同，成本約在23-50元/kg不等。
《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》預(yù)測(cè)，對(duì)于我國(guó)而言，當(dāng)可再生能源電價(jià)降至 0.16 元/kWh時(shí)，堿性電解水制氫和 PEM 電解水制氫成本與藍(lán)氫（化石能源制氫+CCUS技術(shù)）的成本相當(dāng)；當(dāng)可再生能源電價(jià)降至 0.13 元/kWh時(shí)，堿性電解水制氫和 PEM 電解水制氫成本與現(xiàn)階段的灰氫（化石能源制氫）成本相當(dāng)。
換句話說(shuō)，低度電成本的綠電將是綠氫大規(guī)模發(fā)展的源頭推動(dòng)力。
項(xiàng)目與應(yīng)用
其實(shí)，我國(guó)在可再生能源制氫上，已經(jīng)進(jìn)行了大量的探索。
早在2020年底，國(guó)內(nèi)首個(gè)風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目——位于張家口的沽源東辛營(yíng)的風(fēng)電制氫項(xiàng)目進(jìn)入產(chǎn)前調(diào)試階段。該項(xiàng)目包括200MW風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、10MW電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)3個(gè)部分。項(xiàng)目制取氫氣一部分用于工業(yè)生產(chǎn)，另一部分將在氫能源動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時(shí)，用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò)，支持河北省清潔能源動(dòng)力汽車發(fā)展。
上述項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)賬為：假設(shè)風(fēng)場(chǎng)滿發(fā)，1小時(shí)產(chǎn)生1000萬(wàn)千瓦時(shí)的電，按5千瓦時(shí)電能產(chǎn)生1立方米氫氣計(jì)算，可以生產(chǎn)200萬(wàn)立方米氫氣，相當(dāng)于24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的能量。項(xiàng)目建成后，可形成年制氫1752萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米的生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)年實(shí)現(xiàn)銷售收入2.6億元，利稅0.8億元。為當(dāng)?shù)靥剿黠L(fēng)電本地消納新途徑提供了經(jīng)驗(yàn)。
2023年，中能建氫能源有限公司松原氫能產(chǎn)業(yè)園（綠色氫氨醇一體化）項(xiàng)目開(kāi)工，該項(xiàng)目是全球最大風(fēng)光儲(chǔ)氫項(xiàng)目。主要建設(shè)新能源電源、年產(chǎn)60萬(wàn)噸綠色合成氨/醇生產(chǎn)線、年產(chǎn)50臺(tái)套1000 m3/h堿性電解水裝備生產(chǎn)線和4座綜合加能站等，基本涵蓋制氫、加氫、氫基化工、氫能裝備全產(chǎn)業(yè)鏈條。
而據(jù)北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，2023年，內(nèi)蒙古、河北、新疆、甘肅、山西、黑龍江、吉林、遼寧、湖北等9個(gè)省份簽約了約35個(gè)風(fēng)電制氫項(xiàng)目。這些項(xiàng)目的意義在于，以風(fēng)電為代表的可再生能源電力，將不僅僅局限于“電力消納”，而是將“綠電消費(fèi)”、“工業(yè)脫碳”提到了更高層面的考量。
*以上項(xiàng)目信息選自北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)編撰的《2023年中國(guó)風(fēng)電行業(yè)深度報(bào)告》，掃碼咨詢報(bào)告詳情。
我們知道，氫既可以用作燃料，也是重要的工業(yè)原材料，具有原料和能量載體的雙重角色。通過(guò)以電轉(zhuǎn)氫為核心的硬件系統(tǒng)，將可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為氫，后續(xù)與化工流程相結(jié)合，生成綠色大宗化工產(chǎn)品綠氫、綠氨、綠色甲醇、綠色甲烷、綠色合成燃料等，助力鋼鐵、化工、航空、海運(yùn)等各行業(yè)脫碳，成為未來(lái)工業(yè)綠色發(fā)展的重要支撐。
根據(jù)我國(guó)2022年3月出臺(tái)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，2025年，我國(guó)可再生能源制氫量目標(biāo)為10-20萬(wàn)噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分。
隨著政策的推進(jìn)，綠氫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的契機(jī)已出現(xiàn)。2月26日，內(nèi)蒙古發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的通知》，明確允許非化工園區(qū)建設(shè)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源電解水制氫項(xiàng)目和制氫加氫站，且無(wú)需取得危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)需求。
在內(nèi)蒙古之前，吉林、河北、山東、廣東等省份就已對(duì)非化工園區(qū)制氫提出試行辦法，允許在化工園區(qū)外建設(shè)綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目和制氫加氫一體站。
可以說(shuō)，政策春風(fēng)進(jìn)一步助推了綠氫成本的下降，也加速了“可再生能源+綠氫”——下一個(gè)能源時(shí)代的大幕拉開(kāi)。
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