“截至2021年底，全球已建成電解水制氫項目217個，總規(guī)模為372兆瓦。全球單廠規(guī)模最大、單臺產(chǎn)能最大的電解水制氫項目——太陽能電解水制氫綜合示范項目在中國寧夏建成投產(chǎn)。國內(nèi)企業(yè)已規(guī)劃161個可再生能源制氫項目，其中12個已投產(chǎn)，合計制氫能力約2.31萬噸/年，22個項目在建。”近日，一份名為《開啟綠色氫能新時代之匙：中國2030年“可再生氫100”發(fā)展路線圖》的報告，公布了綠氫產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展情況。該報告由落基山研究所和中國氫能聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布。
綠氫項目數(shù)量、規(guī)模加速攀升，但相比其他制氫方式，其依然難成主流。截至去年底，電解水制氫占我國氫能產(chǎn)量的比重僅為1.42%。用什么辦法進一步擴產(chǎn)？報告提出一項思路：依托風(fēng)光大基地建設(shè)，規(guī)模化開發(fā)應(yīng)用綠氫。
裝機規(guī)模越大
帶動制氫成本越低
“可再生能源制氫的最大攔路虎在于‘貴’，而裝機量越是快速擴大，整體制氫成本下降越快。以大基地形式規(guī)模化開發(fā)，恰恰具備這樣的條件和優(yōu)勢。”落基山研究所總監(jiān)王喆表示，從現(xiàn)有產(chǎn)能分布看，西北、華北、東北及西南等地區(qū)，可再生能源產(chǎn)能合計占比接近65%，有潛力和空間規(guī)?；l(fā)展綠氫。“此外，大基地模式有利于整體提升開發(fā)企業(yè)、設(shè)計機構(gòu)、EPC系統(tǒng)集成商、關(guān)鍵產(chǎn)品部件供應(yīng)商等對項目風(fēng)險的重視程度，有助于監(jiān)管部門對相關(guān)安全規(guī)范進行有效探索。在此基礎(chǔ)上形成經(jīng)驗，再持續(xù)有序放大示范規(guī)模。”
以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的風(fēng)光大基地建設(shè)如火如荼，截至5月，開工規(guī)模已達8500萬千瓦。“第二批項目也在推進前期工作。在目前規(guī)劃的262吉瓦項目中，光伏裝機占比達到71%。而綠氫發(fā)展離不開綠電，以大基地為依托進行大規(guī)模開發(fā)，可以讓氫源得到保障。”西安隆基氫能科技有限公司市場部負責(zé)人薛蔚茹稱。
薛蔚茹告訴記者，作為大型綠氫裝備與方案供應(yīng)商，隆基已展開相關(guān)部署。“在去年電解水制氫設(shè)備產(chǎn)能500兆瓦的基礎(chǔ)上，今年底將實現(xiàn)1.5吉瓦產(chǎn)能，預(yù)計到2025年可以超過5吉瓦產(chǎn)能。同時，我們的堿水制氫系統(tǒng)已達到世界領(lǐng)先水平，高電流密度與高產(chǎn)氫量的結(jié)合，可有效降低系統(tǒng)投資，并適應(yīng)大規(guī)?？稍偕茉粗茪鋵﹄娔苜|(zhì)量和負荷快速響應(yīng)的特點，系統(tǒng)負荷響應(yīng)時間為毫秒級。”
記者注意到，“大基地”思路也在部分可再生能源資源富集地規(guī)劃落地。例如，近日發(fā)布的《鄂爾多斯市氫能產(chǎn)業(yè)》提出，當?shù)匦略鲋茪洚a(chǎn)能以零碳電解為主，其中就包括億利庫布其綠氫示范基地等重點項目。
需解決生產(chǎn)端
使用端平衡的問題
生產(chǎn)端的突破口找到了，就“降成本”而言卻還不夠。“綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展與可再生能源電力系統(tǒng)密不可分，但后者仍面臨平穩(wěn)問題、大規(guī)?？鐓^(qū)域送電問題等挑戰(zhàn)。因此，靠近可再生能源豐富區(qū)域就地制氫、就地消納是短期內(nèi)發(fā)展綠氫的重要考量。”薛蔚茹表示。
報告進一步舉例，諸如化工、金屬冶煉等應(yīng)用場景，生產(chǎn)需連續(xù)運轉(zhuǎn)工業(yè)流程，每年要保證8000小時以上的氫能連續(xù)供應(yīng)?，F(xiàn)階段，單個光伏電站運行小時數(shù)大多介于1000-2000小時，陸上風(fēng)電在2000-3000小時，而且波動性較大。即便考慮風(fēng)光互補，也需結(jié)合電網(wǎng)電力制氫才能提高供應(yīng)的穩(wěn)定性。若采取大規(guī)模儲電或儲氫的方式，經(jīng)濟性又會大打折扣。“可再生氫初期難以完全獨立滿足需求，在發(fā)展大基地制氫模式的同時要兼顧先立后破。”王喆稱。
在北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司副總經(jīng)理閆東雷看來，依托風(fēng)光大基地制氫的思路需同時解決產(chǎn)、用平衡。“氫能應(yīng)用多集中在東部沿海、京津冀等城市，產(chǎn)自西北、西南等地的綠氫要想抵達用端，儲運環(huán)節(jié)十分關(guān)鍵?，F(xiàn)在尚無專門的輸氫管網(wǎng)，液氫也不具備經(jīng)濟性。儲運成本約占到總成本的30%，中間環(huán)節(jié)‘卡脖子’，氫能使用成本居高的難題仍未根本解決。”
佛山環(huán)境與能源研究院院長趙吉詩認為，大基地模式也非“一勞永逸”，根據(jù)應(yīng)用場景不同，其優(yōu)劣勢并存。“比如，化工是與氫能供需關(guān)聯(lián)最密集的細分領(lǐng)域之一。西北地區(qū)分布著一批大化工項目，它們節(jié)能降碳需求迫切，為綠氫替代奠定基礎(chǔ)，也可發(fā)揮綠氫就近消納優(yōu)勢。但到了交通領(lǐng)域，應(yīng)用終端呈點狀分布，在儲運瓶頸沒有突破的情況下，大基地模式就不適用了，分布式制氫更為實際。”
在不同區(qū)域
形成各自適用的模式
“2030年前，綠氫發(fā)展建議采取以區(qū)域化為主、近距離點對點為輔的格局，在不同區(qū)域、不同基地形成各自適用的發(fā)展模式”王喆進一步提出，在此期間，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求與可再生資源自然稟賦相匹配的區(qū)域，有望成為重要的綠氫發(fā)展地，裝機規(guī)模相對較大，也可獲取成本較低的可再生氫。可再生資源局部優(yōu)勢但分布不均的華北等地區(qū)，可考慮“集中式制氫+近中距離運輸”模式。“一方面，推動氫能與現(xiàn)有能源資源耦合，提高資源利用效率，實現(xiàn)最小化制氫成本；另一方面，通過中距離運輸，滿足交通等場景下經(jīng)濟性要求。”
薛蔚茹提出，考慮在具備可再生能源發(fā)電資源優(yōu)勢，同時兼具綠氫消納能力的地區(qū)，建立國家級大型綠氫“領(lǐng)跑者”示范基地，鼓勵推廣先進的產(chǎn)品技術(shù)并打通產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)“制儲輸用”一體化。
“相較于光伏發(fā)電、風(fēng)電項目，產(chǎn)業(yè)配套、市場化應(yīng)用相對成熟，綠氫產(chǎn)業(yè)整體處于探索階段，距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化開發(fā)仍有較長的路要走，因此也離不開相關(guān)政策支持。”薛蔚茹建議，行業(yè)要盡早明確“綠氫”標準，以及未來發(fā)展階段的綠氫占比，就綠氫產(chǎn)業(yè)進一步細化發(fā)展路徑。“例如，提高綠氫在工業(yè)脫碳中的作用和價值，鼓勵用可再生能源電解水制氫等。同時將綠氫管理納入到能源管理體系，制定綠氫價格政策。”
閆東雷還表示，氫能企業(yè)與可再生能源企業(yè)應(yīng)聯(lián)合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢，把產(chǎn)業(yè)鏈做長做全做強。“后者手握綠電資源，但制氫對安全、管理、人員等要求都比較高，前者有所專長。在保證安全的前提下，強化技術(shù)創(chuàng)新，驅(qū)動綠氫產(chǎn)業(yè)高品質(zhì)發(fā)展。”
原標題：風(fēng)光大基地有望帶動綠氫大發(fā)展
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