中國儲能網(wǎng)訊：光伏發(fā)電由于隨機(jī)性、波動性、階段性，其消納問題一直制約著產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著大規(guī)模光伏產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，解決市場消納、逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的應(yīng)用場景也迫在眉睫。而氫能是一種清潔高效的能源，光氫耦合開發(fā)可以最大限度吸納棄光電量，緩解規(guī)模化光電上網(wǎng)“瓶頸”，是解決大規(guī)模光伏發(fā)電消納問題的有效途徑。
2023年，風(fēng)光制氫密集開建，成綠氫爆發(fā)元年。據(jù)能景研究統(tǒng)計，我國僅央企規(guī)劃的可再生能源制氫項目就有近300項，已披露的建設(shè)項目規(guī)劃投資超過4000億元。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟資料，預(yù)計到2050年，中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規(guī)模有望達(dá)到12萬億元，將成為引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長極，以綠氫為代表的“低碳制氫”已成大勢所趨。
政策支持 項目持續(xù)增長
今年兩會，政府工作報告中提出，要大力推進(jìn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。其中在積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)部分指出，要加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這是也是氫能作為前沿新興產(chǎn)業(yè)首次進(jìn)入政府工作報告，其發(fā)展重要性不言而喻。
落實(shí)到地方上，2023 全國各地區(qū)共發(fā)布涉氫政策137項，較2022年增長24.5%。其中市區(qū)級涉氫政策發(fā)布量的增長尤為明顯，彰顯出政策實(shí)施正逐步細(xì)化并深入地方層面，精準(zhǔn)引導(dǎo)和支持氫能產(chǎn)業(yè)全方位發(fā)展，其中不乏各種補(bǔ)貼政策。
根據(jù)勢銀能鏈的統(tǒng)計，截至2023年底，我國已有337個綠氫項目，基本實(shí)現(xiàn)覆蓋全國，其中332個項目處于運(yùn)行、在建和規(guī)劃狀態(tài)，僅5個項目廢止。排除廢止項目，目前已披露的綠氫產(chǎn)能總量達(dá)489萬噸/年。并且以中國能建、中國石油、中國華電、中國石化、國家能源集團(tuán)、東方電氣、國家電投等為代表的央企正進(jìn)一步加大綠氫布局，
其中，去年8月全面建成投產(chǎn)的新疆庫車綠氫示范項目意義重大，作為我國首個萬噸級光伏發(fā)電直接制綠氫項目，項目利用新疆地區(qū)豐富的太陽能資源發(fā)電直接制綠氫，建設(shè)內(nèi)容主要包括300兆瓦光伏電站、24公里220千伏輸變電線路、52臺電解槽、21萬標(biāo)方貯氫罐、2.8萬標(biāo)方的氫氣壓縮機(jī)和6公里輸氫管廊、公用工程及配套輔助生產(chǎn)設(shè)施。項目提供了首例規(guī)模化制、儲、運(yùn)、用綠氫的可行性樣本，可以滿負(fù)荷生產(chǎn)綠氫，每年生產(chǎn)2萬噸綠氫，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫耦合低碳發(fā)展。截至目前，項目已連續(xù)安全平穩(wěn)運(yùn)行累計超6000小時，參與交易電量超1億千瓦時，購買綠證1.8萬張，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、使用全綠電。
光伏降本 綠氫經(jīng)濟(jì)性顯現(xiàn)
在內(nèi)人士看來，以光伏等可再生資源為代表的“綠電+綠氫”對實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)發(fā)揮著重要作用。但在目前的全球能源結(jié)構(gòu)中，綠氫占比仍不足1%，而通過煤或天然氣制氫獲得的灰氫占比高達(dá)96%。因此，如何實(shí)現(xiàn)綠氫制造過程中的清潔化、低碳化、低成本化成為當(dāng)務(wù)之急。
去年以來，光伏持續(xù)降本提效，導(dǎo)致度電成本不斷下降。整體來看，在綠氫的成本構(gòu)成中，電費(fèi)占70%，設(shè)備投入、其他運(yùn)行成本占30%。氫能產(chǎn)業(yè)的底層邏輯也因為電解水制氫的成本下降，有望得以重構(gòu)。中國科學(xué)院院士歐陽明高在新能源科學(xué)論壇2023上表示，隨著風(fēng)電光伏裝機(jī)大幅增加，2023年上網(wǎng)波谷電價降低到0.15元/KWh，使電解水制備綠氫的成本接近煤制氫成本，比預(yù)期提前5年進(jìn)入經(jīng)濟(jì)性成本空間。
據(jù)國金證券計算，理想情況下，假設(shè)光儲氫一體化項目中70%的電量上網(wǎng)，剩余30%電量用于制氫，棄電率20%，在光伏組件1元/W、單位投資 3.1 元/W，儲能電芯0.5 元/Wh、單位投資1.06元/Wh，電解槽1.2元/W、單位投資1.35元/W的情況下，對應(yīng)的制氫成本在6.48元/kg，項目IRR達(dá)到5.7%。
這意味著在當(dāng)前光儲氫設(shè)備均可達(dá)到的成本下，在此模式下綠氫制取的成本已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)與灰氫平價。未來隨著光儲氫設(shè)備的技術(shù)迭代、及規(guī)?；?yīng)等帶來的進(jìn)一步降本，項目將實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，綠氫消納光伏發(fā)電電量占比也將大幅提升。但有專家表示可再生能源發(fā)電存在間歇性，無法保證生產(chǎn)的連續(xù)性。另外，由于新能源距離氫能需求中心較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本可能更高。
出于對制造成本以及消納方式的考量，短期來看，三北地區(qū)將成為中國電解水制氫產(chǎn)能主要聚集地。一方面，新疆、寧夏、內(nèi)蒙古等地是中國光伏、風(fēng)能資源最豐富地區(qū)之一，風(fēng)光可利用小時數(shù)高，對氫氣綜合成本的快速下降具有重要作用;另一方面，新疆、寧夏、內(nèi)蒙等地分別為中國油氣、煤化工基地省份，分布有油氣加工、甲醇生產(chǎn)等一系列用氫裝置，可對綠氫的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)驗證并對綠氫實(shí)現(xiàn)有效消納。
風(fēng)口將至，光伏企業(yè)紛紛布局
得益于政策支持以及經(jīng)濟(jì)性的提高，行業(yè)研究機(jī)構(gòu)能景研究在《2024全球氫能產(chǎn)業(yè)展望報告》中預(yù)測到2024年底，中國電解水制氫累計產(chǎn)能或?qū)⒊^14萬噸/年，到2025年底超過30萬噸/年，到2030年底超過650萬噸/年。從數(shù)據(jù)看基本上是持續(xù)爆發(fā)式增長，布局氫能也成為了光伏企業(yè)第二增長曲線的重點(diǎn)方向。
據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)光伏企業(yè)隆基、陽光電源、晶科、正泰、天合、協(xié)鑫等一線企業(yè)紛紛布局氫能領(lǐng)域，其中隆基早在2018年，就開始對氫能產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行戰(zhàn)略研究，并布局堿性電解水制氫設(shè)備。數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)電解水制氫總產(chǎn)能11.5GW，預(yù)計2025年將超40GW。其中，隆基氫能電解水制氫產(chǎn)能達(dá)2.5GW，占國內(nèi)總產(chǎn)能的21.7%。未來隆基仍有擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，預(yù)計到2025年產(chǎn)能達(dá)5-10GW，繼續(xù)穩(wěn)列行業(yè)首位。
而作為光伏逆變器及儲能系統(tǒng)的龍頭企業(yè)陽光電源發(fā)展也如火如荼，2021年3月18日，陽光電源發(fā)布了國內(nèi)首款、最大功率SEP50 PEM制氫電解槽，在氫能行業(yè)引起熱烈反響。隨即3個月后，2021年6月18日，陽光氫能正式成立，注冊資本1億元人民幣，陽光氫能官宣進(jìn)軍氫能領(lǐng)域。2023年末，陽光氫能完成A輪融資，金額達(dá)6.6億元人民幣，估值約60億元。
寫在最后
隨著全面參與市場交易，新能源的消納壓力與日俱增。利用風(fēng)電、光伏發(fā)電等綠電制氫不僅可以使新能源實(shí)現(xiàn)就地消納，也能帶動制氫用電成本大幅下降。近日新疆發(fā)布政策：根據(jù)制氫需用電量確定新能源規(guī)模，按年產(chǎn)1萬噸氫支持30-45萬千瓦市場化并網(wǎng)光伏或相當(dāng)規(guī)模風(fēng)電，所發(fā)電量并網(wǎng)消納，為綠氫產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展供了有力保障。
事實(shí)上，與氫能產(chǎn)業(yè)相比，中國光伏產(chǎn)業(yè)已在全球具備全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，光伏制氫可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)源頭的無碳化。同時，氫作為儲能介質(zhì)具有比鋰電池更高的能量密度，適合作為長時間儲能手段，從而解決光伏發(fā)電所遇到的日間不平衡，季度不平衡等問題。因此光伏、儲能、氫能的協(xié)同發(fā)展勢在必行。
