黨的二十大報告提出,積極穩妥推進碳達峰碳中和,立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系。氫能產業是推動我國能源多元化發展、助力實現“雙碳”目標的重要抓手。為踐行黨的二十大提出的科技創新及能源革命的相關要求,電力規劃設計總院清潔能源研究院新能源研究處的專家解讀了風光制氫項目開發政策,分析風光制氫項目發展趨勢及市場開發需關注的問題。
風光制氫項目開發政策分析及市場開發建議
“雙碳”目標背景下,氫能已經成為能源技術革命和產業發展的一個重要方向。2022年3月,國家發改委發布《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,首次明確氫能在能源體系中的重要定位,提出氫能是未來國家能源戰略的重要組成部分,氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。當前我國制氫方式主要是以化石能源制氫為主,占比約為80%。綠氫作為未來最重要的氫能生產方式,占比將逐漸提升,預計2050年將達到70%。未來隨著我國新能源裝機和發電量的快速增長,風光制氫能夠平抑新能源發電的波動性,提高新能源利用率。但目前由于技術成熟度不高、經濟性較差等因素制約,風光制氫項目呈現行業熱、產業弱的發展局面。
一、風光制氫項目政策分析
自2019年氫能首次寫入政府工作報告以來,在國家政策方針指引下,我國已有20個省、50多個地級市發布了氫能產業規劃與政策,在政策支持和技術創新的推動下,風光電解水制氫模式將迎來重要的發展機遇。
近期,第三批風光大基地項目的申報已經陸續啟動,根據已經下發的項目申報文件,第三批風光基地仍以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點,延伸至石油氣田、采煤沉陷區、石漠化、鹽堿地等。從提出的優先申報項目類型可以看出,源網荷儲、離網制氫以及100%消納項目將逐漸成為第三批風光基地的重點。
二、風光制氫項目發展趨勢分析
從發展規劃來看,內蒙古、山西、寧夏等地率先成為“十四五”時期風光制氫示范項目主要建設地區。根據“十四五”時期各省能源電力規劃情況,內蒙古自治區累計及新增風光裝機均居全國首位,成為我國新能源第一大省。近日內蒙古發布了全國首個省級風光制氫一體化項目實施方案,從氫能需求、新能源規劃配置、制氫方案等方面明確了綠氫示范項目建設要求。山西省在第三批大基地項目申報文件中提出,將風光氣儲一體化和大規模離網式可再生能源制氫作為大基地項目的發展重點。寧夏回族自治區發布的能源發展“十四五”規劃中明確提出,發展離網型可再生能源電解水制氫。
從生產方式來看,風光一體化制氫發展潛力巨大?;茉粗茪洹⒐I副產氫、電解水制氫等是主要的氫能生產方式。目前我國主要以化石能源制氫為主,工業副產氫為輔,綠氫生產不足1%。當前由于設備投資、生產成本、轉化效率等因素制約,風光制氫尚不具備成本優勢,未實現大規模商業化應用。但隨著風電光伏裝機規模壯大、可再生能源電力成本持續下降、電解水制氫技術不斷進步,可再生能源電解水制氫呈現快速發展態勢。通過合理配置風光裝機容量,風光一體化制氫項目可以優化新能源出力曲線,提升系統可靠性、經濟性和生產效率,具有較大的發展潛力。
從應用場景來看,綠氫在我國終端能源體系中將成為重要組成部分。在化工冶金領域,化工行業屬于碳排放的重點領域,且屬于減排難度較大的領域。石油化工當前以煤制氫作為煉化過程首選技術,在碳排放約束及氫能政策愈加明朗的背景下,“新能源+綠氫+化工”耦合發展是化工領域的重要轉型方向。在交通領域,氫燃料電池車在低溫、長距離、大功率場景下,相較于電動汽車具有顯著優勢。在港口、機場、礦山等特定場景下,綠氫與交通深度融合將成為重要發展方向。在清潔供熱方面,基于氫燃料電池的冷熱電聯產技術已進入示范應用階段,通過氫燃料電池與余熱回收、儲氫技術相結合,可廣泛應用于工業園區“零碳”供能、學校等公共建筑清潔供能以及城市社區供熱采暖。隨著技術突破與大規模商業化應用,可再生能源制氫成本降低將催生更加多元化的終端用能場景,綠氫成為我國終端能源體系中的重要組成部分。此外,“電-氫”耦合體系可以突破可再生能源的發展限制,成為新型電力系統消納新能源的大容量載體,有效推動多種能源方式互聯互濟,實現電能跨季節長周期大規模存儲。
三、風光制氫項目開發需關注的問題
一是重點關注風光制氫項目經濟性。當前相關政策已經呈現出對風光制氫產業的鼓勵支持。隨著能耗“雙控”向碳排放“雙控”目標轉變加速,灰氫產業因碳捕集成本與環境成本導致綜合效益不斷下降,可再生能源規?;l展以及技術進步使得綠氫生產成本不斷降低,風光制氫項目中長期的綜合效益將愈發凸顯。但當前階段風光制氫項目開發投資風險較大,需對項目開發投資經濟性保持持續關注。
二是重點關注風光制氫項目應用領域的項目管理機制。未來氫能應用場景不斷拓展,將會涉及交通領域、化工領域、建筑領域等多個應用場景,涉及多個管理機構。不同領域、行業的管理機制、要求都有所差異,管理機構之間的銜接、管理流程的簡化對于項目開發進程影響較大,項目式統一管理機制更有利于項目的開展,建議在項目開發過程中統籌規劃,關注項目開發要求,保障項目順利開展。
三是需關注氫能系統關鍵技術、應用領域發展方向,有序策劃項目布局。從氫能供應體系考慮,成本的降低依賴上游產業鏈制氫、儲運、加注等各個關鍵環節的整合、創新技術進步,從氫能應用體系考慮,短期內氫能在交通領域的商業化趨勢基本確定。建議綜合考慮當地氫能產業發展政策導向、氫能消納市場空間,結合技術創新水平有序開展風光制氫示范項目布局。