当前位置: 氢能网 » 制氢 » 正文

杭氧股份中标!光伏制氢在西北已经具备经济性

日期:2022-07-29    来源:国际能源网

国际氢能网

2022
07/29
11:32
文章二维码

手机扫码看新闻

关键词: 光伏制氢 杭氧股份 制氢技术

近日,杭氧压缩机成功中标中国寰球工程有限公司在鄂尔多斯市准格尔旗纳日松40万千瓦光伏制氢示范项目的三套大型高压氢气压缩机和一套大型撬装式高压氧气压缩机,实现了往复式压缩机在光伏示范领域首个项目配套应用案例。

随着光伏制氢越来越有经济性,全国已经有20多个光伏制氢项目筹建和在建,有超过10家企业在这一领域起步并耕耘。

杭氧的新项目

该项目主要采用光伏电解水制氢技术,项目规划建设容量40万千瓦,以“等电量交换”形式用于制氢,年产氢量约1万吨,年产氧量约8.7万吨。杭氧压缩机在光伏制氢项目中承担了工艺包中所有的高压氢气、氧气压缩机的设计、制造。

杭氧股份介绍了这一项目的情况,鄂尔多斯市准格尔旗纳日松光伏制氢产业示范项目拟利用昶旭煤矿、远兴矿和柳林沟矿等矿区的采煤塌陷区、采煤回填区建设光伏电站。主要采用光伏电解水制氢技术,制氢站位于准格尔产业园,占地112亩,并以当地化工企业和矿区氢燃料电池重卡替代原有燃油重卡等作为氢能主要消纳场景,项目规划建设容量40万千瓦,光伏场区总占地约12000亩,光伏项目发电量约为79731.1万度/年,按照不少于80%的发电量以“等电量交换”形式用于制氢,年产氢量约1万吨,年产氧量约8.7万吨。项目的实施对准格尔产业园上下游相关产业起到带动作用,年创税收约9200万元。

光伏电解水制氢技术是将太阳能发电和电解水制氢组合成系统的技术,有两个步骤:

光生电:利用光伏发电技术把光能转化为电能;

电解水:利用电能制取氢气。

光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢。光伏直流发电系统相比传统电站减少了逆变和升压的过程,主要设备设施包括光伏组件、汇流箱、支架、基础、接地装置等,光伏组件可根据制氢站输入电压和电流要求进行串、并连配置,从而提高系统效率。

光伏发电制氢经济性分析

目前市场成熟制氢方式主要包括煤气化制氢、甲醇制氢、天然气制氢以及工业副产品制氢。分别分析制氢成本如下:

煤气化制氢投资成本较高,随着规模增大,单位投资大幅下降,同时原料便宜,按照5800大卡烟煤计算,价格为500元/吨时制氢成本仅为0.7元/Nm3(表1);

甲醇制氢投资较低,适合2500Nm3以下制氢规模,按照1Nm3氢气消耗0.72千克甲醇,甲醇价格按2319元/吨计算,制氢成本如表2;

天然气制氢单位投资成本低,在1000Nm3以上经济性较好,按照1Nm3氢气消耗0.6Nm3天然气,天然气价格按1.82元/Nm3计算,制氢成本如表3。

电解水制氢的成本分析如下:

以1000Nm3/h水电解制氢为例,总投资约1400万元,按照1Nm3氢气消耗5kWh电能计算,不同电价测算制氢成本分析如表4。由此分析,光伏发电制氢电价控制在0.3元/千瓦时以下时,制氢成本才具有竞争力。按照目前市场价格进行测算,以100MW光伏发电直流系统造价如表5。

以一类资源区域为例,首年光伏利用小时数为1700小时计算,其他参数为:装机容量100MW,建设期1年,资本金投资比例20%,流动资金10元/kW,借款期限10年,还本付息方式为等额本息,长期贷款利率4.90%,折旧年限20年,残值率5%,维修费率0.5%,人员数量5,人工年平均工资7万元,福利费及其他70%,保险费率0.23%,材料费3元/kW,其他费用10元/kW。

按照全部投资内部收益率满足8%反算电价,并分别分析计算造价为2.3亿、2亿、1.8亿、1.6亿元时的电价。通过计算,在满足全部投资内部收益率为8%时,不同造价下的电价如表6。

光伏制氢项目推进最快,已有多家企业介入

电解水制氢目前技术成熟、设备简单,运行和管理较为方便,制取氢气纯度较高,无污染。然而,高昂的耗电成本是大多数企业刻意回避水电解制氢的重要原因。但是随着光伏发电成本下降,已经有不少光伏发电成本在0.26元/千瓦时以下,光伏制氢越来越具有经济性。

根据网络上的不完全统计显示,截至目前,全国处于筹备或建设中的“绿氢”项目已达30个。其中,超过20个项目选择“光伏+氢”这一技术路线。

去年3月初,全球最大的光伏公司隆基股份杀入光伏制氢领域,吹响光伏巨头跨界制氢的冲锋号。

阳光电源、晶科能源、协鑫新能源、林洋能源等头部企业纷纷在光伏制氢上豪掷千金,包揽了制氢行业的相关技术、落地运维和产业合作。制氢已然成为光伏巨头抑或是其他能源公司多元化转型的重要战略布局。部分涉及光伏制氢项目的企业如下所示。

1、隆基绿能

隆基绿能原名隆基股份,成立于2000年,2012年上交所上市,是全球最大的单晶硅光伏产品制造商。自隆基绿能2021年3月成立氢能科技子公司--西安隆基氢能科技有限公司以来,以对内采取股权激励,对外结盟中石化、申能股份等方式大力推进“光伏+氢”产业发展。

2021年5月,隆基绿能与无锡高新区政府签署了新型氢能装备项目合作协议。根据合作内容,隆基绿能旗下西安隆基绿能创投管理有限公司计划在无锡投资建设 ”隆基制氢装备项目”,利用隆基最新研发技术,在无锡建设电解水制氢设备基地。该项目投资总额3亿元,预计到2022年底将达到年产1.5GW氢能装备的能力。

6月,隆基氢能总部项目计划投资3亿元,成立西安隆基氢能科技有限公司作为电解水制氢设备项目总部,项目规划面积约1.5万平方米,初期达到年产500MW,100台1000Nm3/h碱式电解设备的能力,通过5-10年产能扩大到1万台。

10月16日,隆基氢能的首台碱性水电解槽下线。电解槽采用高电流密度设计,单台电解槽的氢气制备能力达1000Nm3/h及以上水平。

2022年2月,隆基绿能在投资者互动平台表示,隆基氢能制氢设备项目已于2021年底初步形成了500MW的年产能交付能力,预计到2022年底将达到年产1.5GW氢能装备的能力。

4月,隆基氢能3台套1000Nm3/h的电解水制氢设备顺利启运发货。“即将发至西部某项目现场。”

5月,隆基绿能官网发布的一条动态显示,2021年11月30日,中国石化宣布首个万吨级绿氢示范项目正式启动建设,隆基氢能产品技术参与到该项目,项目总投资近30亿元,将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,以及年产能2万吨的电解水制氢厂。

隆基股份创始人、总裁李振国曾表示,隆基氢能在发展的过程中将秉承“安全可靠、高效增值”的设计理念,不断加大科技研发投入,积极推进技术和产品创新,将着力提升设备自动化能力,打造更为数字化、智能化工厂,为全球客户提供最佳LCOH的电解水制氢装备及方案。2025年底将达5GW,为全球大型绿氢项目提供可靠增值的交付保障。

2、阳光电源

逆变器龙头阳光电源是国内开展光伏制氢研究最早的光伏上市公司之一。公司表示已经成立了专门的氢能事业部,并与中国科学院大连化学物理研究所在先进PEM电解制氢技术、可再生能源与电解制氢融合、制氢系统优化等方面展开深入合作。

阳光电源于2021年3月重磅推出国内首款最大功率(250kW)的SEP 50 PEM制氢电解槽;6月成立氢能子公司--合肥阳光氢能科技有限公司;7月与中国葛洲坝集团装备工业有限公司签署了战略合作协议,在光伏制氢等方面展开合作。

3、晶科科技

作为全球领先的清洁能源供应商和服务商,晶科科技在光伏电站开发、电站服务等多领域具备领先优势。截至2022年3月底,公司国内并网装机容量近3GW,累计发电量超210亿千瓦时,已在浙江、江苏、河北、安徽、宁夏、青海等20多个省份建成了光伏电站。

2019年,晶科科技就表示:“到2025年,“光伏+储能”制氢系统技术的极大进步,将具备大规模应用的经济可行性”。在国外,2020年与空气产品公司(AirProducts)签署了战略合作协议,双方在光伏新能源领域展开合作,将“制氢”与“绿电”结合;在国内,公司努力推进可再生能源制氢项目落地实施。

2021年5月,专注于下游电站业务的晶科科技公布布局光伏制氢的消息。

11月,晶科科技与深圳瑞麟科技有限公司签署战略合作协议,旨在通过双方紧密合作,打造可持续发展的“光伏发电+制氢”和“绿电+绿氢”深度战略合作伙伴关系。

今年7月,晶科科技与康明斯(中国)投资有限公司在上海签署战略合作协议。根据协议, 晶科科技和康明斯(中国)将结合双方技术及产品,开发光伏PEM电解槽各种应用场景下的制氢方案, 共同探索光伏制氢整体解决方案,并协同参与“光伏+制氢”大型项目招投标,为客户提供一站式整体解决方案。

4、协鑫集团

协鑫集团具备光伏风电等“绿电”生产的成本优势,2018年至今,一直在低调孵化氢能产业,现将氢能列入发展战略,旨在推动风光储充氢、气电氢一体化。

2021年7月,协鑫集团正式发布氢能战略,明确了两条氢能发展路线——蓝氢战略路线:首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨的生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;

绿氢战略路线:通过低成本、规模化、高效率光伏制氢成为“绿氢生产商与综合服务商“,计划到2025年建设100座综合能源站,并达到绿氢年产能40万吨。

发布氢能战略后,协鑫与多家企业签署了氢能战略协议,并与与中建投资本管理(天津)有限公司和建银国际资产管理有限公司合作设立基金规模约人民币100亿元的氢能产业投资基金和基金规模不多于8亿美元的新能源产业投资基金。

5、林洋能源

2021年8月,从事智能电网计量的林洋能源宣布成立合资公司正式进军氢能。

林洋能源的全资子公司林洋创业投资(上海)有限公司在2021年8月与上海舜华新能源系统有限公司签订合资协议。依据协议,双方将共同成立合资公司--上海舜华林洋氢科技有限公司,并力争在5年内将合资公司打造成为行业领先的先进高效制氢装备制造企业。

此外,林洋能源还与广西北投能源投资集团有限公司签订合作框架协议。依据协议,将依托北投集团资源优势,双方探索在新能源制氢以及加氢站的开发、建设、运营和维护等方面的合作。

6、宝丰能源

宝丰能源本着绿色可持续发展理念,依托科技创新,率先将绿氢制备的蓝图规划变为现实,打破绿氢难以大规模制备和使用的“固有印象”,成为目前国内首家实现规模化生产绿氢的企业。公司现已形成全球最大的3亿方绿氢、1.5亿方绿氧产能,并以每年新增3亿标方绿氢的速度不断扩大产能,未来将形成年产百亿标方、百万吨绿氢产业的规模,致力打造全球最大的绿氢生产厂和供应商,领跑行业“碳中和”发展步伐,计划用20年率先实现企业的“碳中和”目标。

去年3月,宁夏宁东光伏制氢项目--由中化十一建西北分公司承建的宁夏宝丰能源集团股份公司太阳能电解制氢储能研究与示范项目10×1000m3/h电解水制氢工程投产,项目采用单台产能1000标方/小时的国产最先进高效碱性电解槽。预计年产氢气1.6亿标方,副产氧气0.8亿标方。该项目所产氢气主要作为交通和化工原料使用。

该项目是目前全球规模第一的一体化可再生能源制氢储能项目,涉及太阳能电解水制氢、氢气储运、加氢站、氢能交通示范应用、与现代煤化工耦合制高端化工新材料等多个领域。

7、明阳集团

明阳集团于2021年先后与中国石化、宁德时代、隆基股份等巨头名企签署战略合作协议,并发布了氢能对外投资公告;今年2月,明阳集团总部主体工程正式开工,该工程规划将大兆瓦风力发电机组、海水制氢等项目纳入总部经济核算,并新增落户碳交易等相关业务。

8、中国石化

去年6月,中国石化集团公司与天合光能股份有限公司签署战略合作框架协议,将围绕绿电制氢业务、光伏材料供应及研发展开深度合作。

中国石化旗下子公司广州(洛阳)工程公司已于今年3月正式启动新疆库车光伏制氢项目可研编制工作。该项目规划建设1000MW光伏发电,辅以当地弃风、弃光等绿电资源,配套建设2万吨/年绿电制氢厂,项目建成后将成为全球最大的绿氢生产项目。

9、国家电投

国家电投宁东可再生能源制氢示范项目地处宁夏回族自治区银川市宁东能源化工基地临河项目区宁东铝业公司所属地块,是集制氢站、加氢站、配套光伏电站及氢能下游综合应用产业等为一体的综合智慧能源示范项目。项目分三期建设,本期建设有一座2x500Nm3/h制氢站及12MW规模制氢配套地面光伏电站,其中制氢占地面积约2.903hm2,光伏占地面积约22hm2。

10、中国能建

中国能源建设集团是中国乃至全球最大的电力行业全面解决方案提供商之一。今年4月,中国能建投资公司与黑龙江省肇东市人民政府签订百万千瓦能源基地、基础设施及生态领域战略合作框架协议。将在肇东市推进百万千瓦综合能源基地(包括500兆瓦光伏、500兆瓦风电、储能、充电桩、氢能等一体化项目)的开发建设,总投资约120亿元。

此前,中国能源建设集团张掖市光储氢热产业化示范项目在张掖国家级经济技术开发区开工。项目总投资44亿元,主要建设电解水制氢、光伏电站,配套布局建设油、电、气、氢一体化加注站,并逐步引进制氢、用氢相关产业,建成制氢全产业链项目。

11、深圳凯豪达

深圳市凯豪达氢能源有限公司(简称:深圳凯豪达)成立于2015年4月,是一家以氢能源技术研发、电解水制氢设备生产及销售、氢能项目投资和氢能源项目合作开发为主营业务的综合型高科技企业。公司专注于制氢加氢一体站、可再生能源制氢基地建设及运营业务。公司自主设计、生产0.1Nm3/h-1000Nm3/h(产氢量)新型电解水制氢装置,制氢技术处于国际领先水平。

此前,深圳凯豪达牵头申请的《光伏电解制氢加氢关键技术研发及应用》项目获批立项。项目旨在解决光伏电解制氢与氢能技术的耦合与优化问题,主要是通过开展太阳能光伏电解制氢稳定性以及制氢加氢一体化工艺控制的研究,建设光伏制氢加氢示范工程。

12、亿利节能

亿利洁能股份有限公司(简称:亿利洁能)是聚焦循环经济、清洁能源及环保产业投资运营的领军企业。公司目前拥有一体化大规模石盐水+煤气重整制氢装置及中温中压蒸汽装置。公司先后建设了达拉特工业园区和库布其工业园区,拥有大规模电解制氢、煤制氢、重整制氢装置,合计产氢超6亿Nm3/年,具有丰富的生产、技术和管理经验。

公司还通过投资“宁波氢能创新中心”,积极参与制氢储氢相关技术开发。2021年2月,亿利洁能母公司亿利资源集团与京能集团签订战略合作协议,双方将在光伏制氢等新产业开展深度合作。

继去年10月光伏治沙项目中标后,今年5月,亿利洁能表示,公司正积极布局光伏制氢,全面推动现有工业园区零碳转型升级,公司将打造“库布其光氢治沙零碳产业示范基地”,并计划在今年联合一家央企开始分布实施。

13、京能电力

北京京能电力股份有限公司(简称:京能电力)是北京能源集团有限责任公司所属二级企业,前身为北京京能热电股份有限公司,其历史可以追溯到具有百年历史的石景山发电厂。

公司下属鄂托克前旗250兆瓦光伏电站及氢能综合利用示范项目重点围绕鄂托克前旗上海庙能源化工基地物流运输和化工产业绿色低碳发展需求,拟建设集成制氢、加氢、充氢和储氢功能的氢能综合供应站,项目设计年产氢量6000吨。该项目配套建设总装机规模为250兆瓦的光伏电站,为本项目电解水制氢提供绿色电源。项目预计于2023年建成并网。

14、康明斯

康明斯拥有先进的技术研发和工程专业能力,以及领先的绿色制氢技术,包括质子交换膜(PEM)电解槽和燃料电池解决方案。截至目前,公司已在全球投放了2000多个燃料电池和600多个电解槽项目。

2022年7月13日,晶科科技与康明斯(中国)投资有限公司在上海签署战略合作协议。根据协议, 晶科科技和康明斯(中国)将结合双方技术及产品,开发光伏PEM电解槽各种应用场景下的制氢方案, 共同探索光伏制氢整体解决方案,并协同参与“光伏+制氢”大型项目招投标,为客户提供一站式整体解决方案。

15、粤水电

粤水电是广东省水利基础设施建设龙头企业,也是广东省唯一一家水利特级资质企业和广东省属国有控股唯一一家建筑业上市公司、国家高新技术企业;并在新疆、广东、湖南、山东、甘肃、海南等省区拥有投产发电的水电、风电、光伏发电项目总装机约144万kW。

3月17日,广东水电二局股份有限公司(简称:粤水电)公告称,全资子公司新疆粤水电能源有限公司与贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县人民政府签署《威宁县新能源发电项目开发框架协议书》。依据合同,新疆粤水电将在威宁县建设分布式光伏发电项目和集中式光伏风电项目;其中,集中式光伏风电项目中涵盖了光伏+制氢、储能等方面。

返回 国际氢能网 首页

能源资讯一手掌握,关注 "国际能源网" 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发新闻

扫码关注

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能网 国际氢能网 国际充换电网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网