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風光制氫破局關鍵在哪里?

   2024-03-20 氫能觀察

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核心提示:2023年是綠氫爆發(fā)元年,各地風光制氫項目陸續(xù)開建,在光伏資源豐富的地區(qū),綠電制氫逐漸成為建設重點。風光制氫包括風電制氫、光

2023年是綠氫爆發(fā)元年,各地風光制氫項目陸續(xù)開建,在光伏資源豐富的地區(qū),綠電制氫逐漸成為建設重點。

風光制氫包括風電制氫、光電制氫和風光耦合制氫,對于解決受發(fā)電隨機性、季節(jié)性和反調峰特性進影響而產生的大量棄風、棄光現(xiàn)象有十分顯著的效果。

近年來各地風光制氫發(fā)展迅速,從地域來看,內蒙古、新疆、寧夏等地率先成為我國風光制氫示范項目的主要建設區(qū)域。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年初,內蒙古風光制氫項目共31個,配套新能源1315.25千瓦,年產氫能力53.189萬噸,在一眾風光制氫基地中脫穎而出。

政策上也給了很多支持,去年10月,國務院單獨為內蒙古自治區(qū)發(fā)布的一份高質量發(fā)展指導意見《國務院關于推動內蒙古高質量發(fā)展奮力書寫中國式現(xiàn)代化新篇章的意見》指出,要加快新能源產業(yè)關鍵材料、裝備及零部件等全產業(yè)鏈發(fā)展,壯大風光氫儲產業(yè)集群,建設國家級新能源裝備制造基地。

新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)展改革委印發(fā)《自治區(qū)氫能產業(yè)發(fā)展三年行動方案》,提出在氫源開發(fā)、氫能應用兩個領域實現(xiàn)充分聯(lián)動,打造國家大型綠氫供應和出口基地。

《寧夏回族自治區(qū)氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也指出到2025年,可再生能源制氫能力達到8萬噸以上,力爭實現(xiàn)二氧化碳減排達到100-200萬噸。

但在政策的支持下,風光制氫依然面臨一些問題,一是技術、二是成本,而成本,則是限制產業(yè)發(fā)展的首要問題。

當前風光制氫的制氫技術以電解水為主,堿性電解槽是國內發(fā)展最成熟的電解水制氫方式,數(shù)據(jù)顯示,堿性電解水的成本約為1.9-3萬元/噸,是灰氫成本的1.3-3.8倍。如果使用綠氫替代灰氫,則會產生較高的成本,不利于綠氫替代化工、冶金、發(fā)電、交通等領域的傳統(tǒng)能源,市場需求不旺,制約了綠氫的全面發(fā)展。

在總體成本中,電解水電耗成本占總成本的60-80%,因此,在耗電量沒有大幅下降的情況下,較高的電價是電耗成本占綠氫制取成本超六成以上的關鍵因素。

此外,由于電解水制氫系統(tǒng)需要穩(wěn)定、持續(xù)的電源,如果風光制氫一體化要成為新能源發(fā)展的主要模式,必然要實現(xiàn)離網(wǎng)(準離網(wǎng))制氫,但這又牽扯到成本方面的問題:針對新能源的波動性,配置較大功率的制氫設備,雖然保證了新能源的利用率,但增加了系統(tǒng)投資,制氫設備利用率較低;而針對間歇性,在持續(xù)數(shù)天的無風情況下,為了保證制氫設備和下游化工設備的穩(wěn)定運行,也需要配置大容量的儲氫、儲電設備。這樣就表示,離網(wǎng)型制氫需要增加更多的風光裝機和儲能規(guī)模的建設,初投資較高,經濟性較差。

如此來看,如何降低電價是降低綠氫成本需要考慮的問題,有研究結果顯示,當電價降到0.1-0.15元/千瓦時時,綠氫的成本將接近甚至低于灰氫的平均制取成本。而要實現(xiàn)這一價格,在當前技術背景下,只有寄托于政策的支持。

風光制氫所用電價并不簡單地等同于發(fā)電度電成本,其計算方式如下:

電價=(綠電電量×綠電電價+網(wǎng)電電量×電價)/(綠電電量+網(wǎng)電電量)綠電電價=發(fā)電度電成本+政府基金及附加費+備用系統(tǒng)費用網(wǎng)電電價=購電電價+容(需)量電價

2023年11月,內蒙古自治區(qū)出臺的《風光制氫一體化項目實施細則2023年修訂版(試行)》中率先提出暫不征收系統(tǒng)備用費和政府基金及附加費,按上述計算,電價將降低6分/千瓦時。

2023年5月,國家發(fā)改委發(fā)布《關于第三監(jiān)管周期省級電網(wǎng)輸配電價及有關事項的通知》,315千伏安及以上的一般工商業(yè)和大工業(yè)用戶均執(zhí)行兩部制電價,電網(wǎng)輸配電價由電量電價和容(需)量電價構成。這意味著,并網(wǎng)型風光制氫一體化項目需根據(jù)制氫段主變壓器容量大小繳納容量電價。在此機制下,年產2萬噸氫氣的企業(yè),每年至少需向電網(wǎng)繳納5000-10000萬元的容量電費。

總的來說,政策的發(fā)力點應是推動全國系統(tǒng)備用費和政府基金及附加費免征,減免容量費用等方面,成本下降,才能吸引更多投資方進入,使產業(yè)良性發(fā)展。

在雙碳背景下,風光制氫是一大助力,不僅消納了棄風棄光資源,又利用氫能助力能源結構轉型,實現(xiàn)能源高效利用,具有巨大環(huán)境和經濟效益。



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