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10月24日,中共中央、國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,提出了“推動可再生能源制氫等低碳前沿技術攻關”等內(nèi)容。國內(nèi)對可再生能源制氫技術的高度重視及政策支持使我國的可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》預計,到2050年,氫能在中國能源體系中的占比約為10%,氫能需求量接近6000萬噸,可再生能源制氫將成為有效供氫主體。
《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》以“碳中和愿景下的低碳清潔供氫體系”為主線,提出了“可再生能源制氫成本有望在2030年實現(xiàn)平價;在2060年碳中和情景下可再生能源制氫規(guī)模有望達到1億噸,并在終端能源消費占比中達到20%”等觀點。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈分為制氫、儲運、加氫站、氫燃料電池應用等多個環(huán)節(jié)。目前制氫技術路線按原料來源,主要分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業(yè)尾氣制氫和電解水制氫。可再生能源制氫的原理基于電解水制氫,因生產(chǎn)過程中的零碳排放被稱為“綠氫”,區(qū)別于以化石能源為原料的“灰氫”。
電解水制氫技術設備簡單,工藝流程穩(wěn)定,可滿足高純度氫氣需求,同時不產(chǎn)生污染,但缺點是能耗大且規(guī)模較小,制氫成本為目前工業(yè)化制氫領域最高,約是煤制氫的3-5倍。這也是制約電解水制氫技術推廣使用的最重要原因。
當前電解水制氫技術可分為堿性電解(ALK)、質(zhì)子交換膜電解(PEM)、固體氧化物電解(SOEC)三種,其中堿性電解與PEM電解技術應用較為成熟。
來源:國聯(lián)證券
其中,堿性(ALK)電解水制氫技術關鍵降本驅(qū)動因素為運行負荷、度電價格、電解效率。當電價為0.616元/kW·h時,平準化氫氣成本39.06元;電價0.3元/kW·h時,平準化氫氣成本21.22元。
質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫技術降本驅(qū)動因素主要為:運行負荷、度電價格、電解水系統(tǒng)成本、電解水制氫能耗。據(jù)測算,當電價為0.616元/kW·h時,平準化氫氣成本約為50.43元;電價0.3元/kW·h時,平準化氫氣成本約31.22元。
2021年3月,廣州(洛陽)工程公司啟動新疆庫車光伏制氫項目拿總統(tǒng)籌及可研編制工作。該項目是新星公司踐行國家“2030碳達峰、2060碳中和”氣候行動目標的重要舉措,同時也是落實構(gòu)建中國石化“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局的具體措施。該項目規(guī)劃建設1000兆瓦光伏發(fā)電,輔以當?shù)貤夛L、棄光等綠電資源,配套建設兩萬噸/年綠電制氫廠,項目建成后將成為全球最大的綠氫生產(chǎn)項目。
2021年3月,四川公司與彭州市政府簽訂《華能彭州水電解制氫科技創(chuàng)新示范項目投資協(xié)議書》,項目選址成都市新材料產(chǎn)業(yè)功能區(qū),將建設2600標準立方米每小時水電解制氫站、高密度儲氫設備和充氫站、華能四川綠氫技術創(chuàng)新研究院、氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術綜合示范基地,計劃于2021年建成。
2021年4月,寶豐宣布“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”正式投產(chǎn)。該項目是目前國際頂級制氫儲能項目,總投資14億元,合計年產(chǎn)氫氣1.6億標方/年,副產(chǎn)氧氣0.8億標方/年。將實現(xiàn)年銷售收入6億元,年利潤總額1.1億元,預計每年可減少煤炭消耗25.4萬噸、減少二氧化碳排放44.5萬噸。同時,帶動制氫儲能、氫氣儲運、加氫站建設、氫能應用等全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。項目共分兩期,一期建設內(nèi)容主要包括 100MWp 光伏發(fā)電裝置、10000 標方/小時電解水制氫裝置,于2020年4月開工建設。
2021年4月,中國石化與隆基股份在中國石化總部簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,將在分布式光伏、光伏+綠氫、化工材料等多領域形成深度的合作關系,共同開拓清潔能源應用市場。
2021年4月,電氣風電河北建投崇禮制氫項目首臺機組吊裝圓滿完成。該項目預計安裝29臺上海電氣W3450-90-146機組,并規(guī)劃配套建設一座制氫站,站內(nèi)配備電解水裝置,建造加氫站,購置燃料電池客車,將形成風光耦合制氫綜合利用的全產(chǎn)業(yè)鏈設計、一體化實施的局面。
2021年5月,年產(chǎn)1.5GW 隆基新型氫能裝備項目落戶無錫高新區(qū)。此次隆基股份下設西安隆基綠能創(chuàng)投管理有限公司計劃在無錫投資建設的“隆基制氫裝備項目”,利用隆基最新研發(fā)技術,在錫建設電解水制氫設備基地。該項目一期注冊資本1億元,投資總額3億元,預計到2022年底將達到年產(chǎn)1.5GW氫能裝備的能力,項目達產(chǎn)后三年內(nèi)將達到年銷售額10-15億元。
2021年5月,京能集團、美錦能源、環(huán)宇京輝在中關村氫能發(fā)展論壇上正式簽訂三方戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。三方未來將共同推進建設綠電制氫、氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)(小鎮(zhèn))、分布式光伏(風電)、清潔能源供熱、燃料電池汽車示范運營管理平臺、固定式氫能冷熱電聯(lián)供等智慧綜合能源示范項目,適時圍繞氫能領域關鍵技術研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化,推動建設研發(fā)創(chuàng)新平臺,構(gòu)建制氫、加氫、儲氫、用氫全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展模式,共同成長,合作共贏。
2021年6月,隆基將在西安高新區(qū)建氫能總部。隆基氫能總部項目計劃投資3億元,成立西安隆基氫能科技有限公司作為電解水制氫設備項目總部,項目規(guī)劃面積約1.5萬平方米,初期達到年產(chǎn)500MW,100臺1000Nm3/h堿式電解設備的能力,通過5-10年產(chǎn)能擴大到1萬臺。
2021年6月,中泰股份發(fā)布《關于簽署風電、光伏制氫及氫液化產(chǎn)業(yè)化項目框架合作協(xié)議的公告》?!豆妗沸纪喾迨兴缮絽^(qū)人民政府(甲方,以下簡稱“赤峰政府”)、中國船舶集團風電發(fā)展有限公司(乙方,以下簡稱“中船風電”)、浙江潤豐能源集團有限公司(丙方,以下簡稱“潤豐能源”)簽署《赤峰風電、光伏制氫及氫液化產(chǎn)業(yè)化項目框架合作協(xié)議》。
中船風電、潤豐能源、中泰股份將在赤峰市松山區(qū)打造“風電場開發(fā)項目,光伏電站開發(fā)項目;風電制氫及氫液化工廠項目;風電、光伏及制氫等配套產(chǎn)業(yè)鏈智能化裝備制造園”,分期建設“風電場投資與建設,光伏電站投資與建設;風電制氫及氫液化工廠投建與運營;風電及制氫配套產(chǎn)業(yè)鏈項目,包括風電變頻器智能化制造基地、光伏逆變器智能化制造基地、制氫裝備生產(chǎn)基地等”項目,共分三期進行。
2021年6月,中國能源建設集團張掖市光儲氫熱產(chǎn)業(yè)化示范項目在張掖國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)開工。項目總投資44億元,主要建設電解水制氫、光伏電站,配套布局建設油、電、氣、氫一體化加注站,并逐步引進制氫、用氫相關產(chǎn)業(yè),建成制氫全產(chǎn)業(yè)鏈項目。
2021年7月,陽光電源股份有限公司(簡稱:陽光電源)與中國葛洲壩集團裝備工業(yè)有限公司簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。依據(jù)協(xié)議,雙方將在氫能、光伏等領域開展深度合作,并在光伏電站建設、光伏制氫、電化學儲能等方面展開產(chǎn)品和技術合作。
2021年7月,由深圳凱豪達氫能自主設計的光伏制氫與燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)裝置完成設備安裝和系統(tǒng)調(diào)試,并順利完成驗收。該系統(tǒng)裝置由太陽能光伏發(fā)電、電解水制氫、儲氫罐、燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)組成,不僅能解決新能源消納問題,還能為偏遠地區(qū)供熱供電,對天然氣摻氫的應用場景也有重要的示范作用。
2021年8月,國家能源集團陜西電力有限公司與陜西咸陽秦都區(qū)舉行光儲氫綜合應用一體化項目簽約儀式。此次簽約的國家能源集團陜西電力有限公司光儲氫綜合應用一體化項目,總投資20億元,主要建設屋頂分布式光伏發(fā)電、儲能電站及電解水制氫項目。
2021年8月,大船集團與中國科學院大連化學物理研究所、中國船舶集團風電發(fā)展有限公司、國創(chuàng)氫能科技有限公司四方簽約“海上風電制氫/氨產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化”戰(zhàn)略合作(框架)協(xié)議。依據(jù)合作協(xié)議,四方將利用各自的優(yōu)勢,聚焦海洋綠色能源開發(fā)及利用,密切合作,共同促進制氫、制氨、燃料電池及液氫/氨儲運技術在船舶與海洋工程領域的創(chuàng)新應用與發(fā)展,共同推進海上風電制氫/氨及其儲運技術與裝備的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
2021年8月,華能集團新能源山東分公司與吉林省大安市發(fā)改局簽訂風電資源開發(fā)利用和清潔能源化工產(chǎn)業(yè)園新能源制氫項目開發(fā)協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,該公司將在吉林大安清潔能源化工產(chǎn)業(yè)園投資建設50萬千瓦風電項目和年產(chǎn)1.5萬噸氫氣的制氫工程,助力地方經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。
2021年9月,中石化首個MW級電解水制氫示范項目在中原油田正式啟動,第一個綠氫生產(chǎn)裝置開始地面工程建設前的勘察驗收工作。該項目項目采用質(zhì)子膜電解水制氫(PEM),就地消納風力發(fā)電、光伏發(fā)電等波動性較強的可再生綠電,電解功率為2.5MW,一天生產(chǎn)超純氫1.12噸,純度可達99.9995%,每生產(chǎn)1m3標準氫氣(壓力為3MPa),可節(jié)電1kW·h,項目一年可減排2200噸二氧化碳。
2021年9月,煉化工程集團廣州(洛陽)工程公司啟動新疆庫車光伏制氫項目基礎設計工作。新疆庫車光伏制氫項目是新星公司踐行國家“雙碳”目標的重要舉措,也是落實構(gòu)建中國石化“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局的具體措施。該項目規(guī)劃建設1000兆瓦光伏發(fā)電,輔以當?shù)貤夛L、棄光等綠電資源,配套建設兩萬噸/年綠電制氫廠。項目建成后將成為全球最大的綠氫工業(yè)化應用項目,對中國石化“打造國內(nèi)第一氫能公司”具有重要戰(zhàn)略意義。
2021年10月,北京京能國際控股有限公司與山西省洪洞縣簽署了800MW光伏制氫源網(wǎng)荷儲一體化項目。 據(jù)了解,800MW光伏制氫源網(wǎng)荷儲一體化項目,總投資約38億元,制氫項目選址于洪洞縣經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū),制氫規(guī)模15000Nm3/h,分期建設,制氫裝置包括水電解槽、儲氣罐、加氣站等裝置。