日前,中国石化宣布,我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目全面建成投产。
绿氢是什么?我国为何要发展绿氢产业?
绿氢是通过太阳能、风能等可再生能源发电直接制取,生产过程中没有二氧化碳的排放,基本不产生温室气体,未来绿氢将逐步成为氢气制备的主要方式。
市场需要绿氢,绿氢能做什么?
绿氢主要应用于合成氨、制备甲醇、氢燃料电池以及天然气掺氢等,以此减少二氧化碳排放。
绿氢长期发展的空间来源于交通、天然气加氢,炼钢用氢。
绿氢作为一种清洁低碳的可再生能源,更容易耦合电能、燃料等能源,将可再生能源整合利用,帮助交通、工业、建筑等领域深度脱碳。
绿氢项目建设,谁在推动?
目前,绿氢制备已成为企业、政府布局的重点项目,国内有多个在建或已建成的百MW级可再生能源制氢项目。随着工业绿色发展规划的落地,预计氢能将率先在交通运输领域实现商业化,其次将在工业生产等领域实现产业化发展。
绿氢项目建设发展迅速,现有7.57万吨/年,国内部分制氢项目已经进入示范阶段,国内有多个百MW级可再生能源制氢项目在建或已建成。
据中国石化经济技术研究院预测,2035年绿氢的经济性开始显现;2050年,绿氢将进入快速发展时期并实现大规模应用,在氢气总产量中的占比将达70%以上。
光伏发电制绿氢有什么优势?
绿氢需要用可再生能源电解水制氢,发展真正清洁的电解水制氢是实现低碳、清洁、高效制氢目标的重要方案。
耗电成本是氢能产业化发展的巨大阻碍——电解水制氢主要成本来源于巨大的用电量,与化石能源制氢成本差距较大,不具备经济优势。
“光伏+绿氢”,即将太阳能面板转化的电能供给电解槽系统用于电解水制氢,从光伏绿电到绿色氢气,全程无二氧化碳排放。光伏降本也有利于发展氢能。
相关数据显示,电解水制氢成本需要 降至20元/kg以下,才具有与化石能源竞争的优势。这意味着用于电解水制氢的光伏能源电价在0.3元/kWh以下。
在新疆,我国推进“光伏+绿氢”的主力地区,光伏发电价格已维持在0.29元/kWh左右。数据显示新疆库车光伏制氢项目的制氢成本已经低至18元/kg左右。
随着光伏发电技术的进步,光伏制氢的成本仍有大幅下降的空间,届时将比化石能源制氢更有竞争力。
同时,发展电解水制氢还可以有效消纳光伏发电,实现电、氢两种能源的相互转换,解决弃光现象,减少资源的浪费。
绿氢发展,还有多少潜力?
中国可再生能源装机量全球第一,截至今年6月,中国可再生能源装机达到13.2亿千瓦,约占中国总装机的48.8%。
中国已拥有较高的可再生能源发电能力,可再生能源电解水制氢生产绿氢,这意味着我国在绿氢生产中具备巨大潜能。
随着我国可再生能源发电成本的下降和绿氢制备技术的进步,绿氢的制备成本将不断下降,让绿氢及下游产品更具商业投资价值。
在氢能应用示范方面,工信部等五部门出台燃料电池汽车示范城市群政策,主要面向加氢站建设以及燃料电池汽车应用推广。
国内燃料电池应用以重卡和客用车辆为主,2022年国内燃料电池汽车保有量超过1.2万辆。
根据现有的保有量来看,国内对车用绿氢的需求较低,无法完全满足绿氢的需求,因此氢能应用的潜力仍需要进一步挖掘。
光伏制氢是一种双赢的方案,对氢能产业而言,光伏发电的成本下降解决了绿氢的价格难题;对光伏发电来讲,一方面解决了光伏消纳困难的问题,另一方面促进了“光伏+储能”的发展。
光伏制氢,将会产生“1+1>2”的效果,未来绿氢必将成为稳定的低价氢源,推动中国高质量实现“双碳”目标。