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绿电制氢成本是决定渗透率的关键

浏览次数:215 发布时间:2023-08-21 09:51:13

814日,国务院国资委与德国蒂森克虏伯集团举行了会谈,中国石化、中国大唐、国家能源集团、鞍钢等中央企业主要负责人与会。双方就加强企业间务实交流合作,扩大能源技术创新、工业绿色低碳转型发展合作等进行了深入交流。预计,下一步,相关央企将与蒂森克虏伯集团在可再生能源开发、绿氢生产等领域展开具体合作。


今年以来,全球主要经济体加快氢能政策布局、推动氢能产业发展。美国发布首个《美国国家清洁氢能战略及路线图》,大力发展氢能、建立清洁能源体系;欧盟规定到2030年可再生氢在工业氢需求中所占比例要达到42%,进一步激发绿氢需求。同时,近期,我国也出台首个氢能全产业链标准体系建设指南,系统构建了氢能制、储、输、用全产业链标准体系,助力氢能规模化市场化发展。


2019年,我国将发展氢能首次写入《政府工作报告》,并纳入《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,我国氢能产业发展迎来了重要节点。双碳目标提出以来,国家更加重视氢能在构建清洁能源体系、助力各领域实现碳达峰碳中和的重要作用。《2030年前碳达峰行动方案》中重点提出,要开展低成本可再生能源制氢,加快氢能技术研发和示范应用,探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。


据国泰君安预计,到2030年,国内用氢需求量将达4500万吨,按电解水制氢占比15%、年工作小时数3000h计算,对应电解槽累计装机量将达125GW,到2030年电解槽市场空间将超1000亿元。根据中国氢能联盟预测,未来我国氢能的需求量将大幅度提高,由2020年的3342万吨增长至2060年的1.3亿吨,其中绿氢将占到1亿吨。


氢能产业上游制氢的核心,是为了制备出足够便宜的绿氢,让下游能够用得起氢气,从而实现大规模工业化和消费级的用氢需求,减少二氧化碳排放。围绕目前主流的碱性电解(ALK)和质子交换膜电解(PEM)。不同电解水制氢技术路线,并不是非此即彼的关系,而是互相竞合,各有各的适用场景。目前业界也在探索两者耦合共同匹配绿电制氢的方案。


两种技术路线中,成本是决定碱性/PEM电解槽渗透率的关键因素。根据《中国氢能与燃料电池产业年度蓝皮书(2022)》,2022年国内电解槽出货量800MW,其中碱性电解槽776MW,占比97%PEM出货量23MW,占比仅3%。对比来看,根据彭博新能源财经统计,2022EMEA(欧洲、中东、非洲)地区碱性装机量177MW,占比62%PEM装机量104MW,占比37%SOEC装机量2MW,占比1%。国内出货量中碱性占据绝对主导,海外出货量中碱性略大于PEM


电流密度决定设备成本,电流密度越高,电解槽功率密度越大,单位功率电解槽材料用量越少,设备成本越低。单位电耗决定能耗成本,单位电耗越小,每生成1Nm³氢气的耗电量越少,能耗成本越低。


未来,碱性电解槽主要以降低电耗,减少能耗成本为主,提高综合性价比;PEM电解槽主要以提高电流密度,降低贵金属铱载量,同时通过国产化+规模化,降低设备成本。