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明阳集团柯善超:零碳背景下,未来绿电制氢需求非常大!

日期:2023-05-22    来源:氢燃料电池汽车网

国际氢能网

2023
05/22
09:43
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关键词: 明阳集团 氢能企业 绿氢

“2023首届中国(内蒙古)氢能论坛暨技术应用展览会”于5月16-18日在内蒙古展览馆举办。明阳智慧能源集团产品开发部副部长柯善超与会并发表主题为《双碳背景下可再生能源制氢的一个机遇和挑战》的演讲。他表示,当前我国的弃风弃光绝对量是非常巨大的,虽然目前我们国家的相对量在每年都有一个比较好的改进,但是随着可再生能源发电规模的逐渐扩大,实际上它的绝对量依然是在上涨的趋势。

2021年,我们国家的弃电量总共达到了273.9亿千瓦,弃风弃光根本的原因在于电网、电源,以及负荷这三个系统方面的体制因素。从电源端来讲,我国陆上风电资源以及负荷的消纳不匹配。风、光资源主要集中在三北地区,当地又是以煤电为主,煤电技术更多的是以热电的模式运行,导致这个系统的调风能力是非常不足。柯善超表示,从电网端,风光大基地远离东南地区电力负荷中心,现在高压外送通道相对于风光建设规模而言,还是非常滞后的。当前的高压外送通道对目前的风光消纳实际上是非常有限的,还有一个就是我们所谓的负荷端,风电的随机性和波动性,针对当前的一个用电平衡,实际上它的管理成效也是非常不明显的。

柯善超表示,新能源体系的建设、完善不仅仅是关于当前的一个气候问题,更重要的是关于目前的能源安全的问题,现在比较好的解决方案也是我们目前在追求的,就是通过可再生能源去逐步替代化石能源,进一步通过绿电制氢去增加可再生能源中的比例,确保当前环境下的能源安全,这也是国内相关机构做的一个预测,可以看到在2040年、2050年绿氢在最终的氢能供给结构占比将会达到45%和70%,这在未来的零碳背景条件下,绿电制氢的需求还是非常大的。

柯善超表示,氢能最终都是要从灰氢走向未来可再生能源技术的绿氢。关于绿氢方面的政策,全球都在进行积极的规划,像我们国家目前累积运营的加氢站已经超过了350多座,燃料电池汽车保有量也超过了1万多辆,各国基本上都在通过政策做一个导向,去建立绿氢,完善产业链。绿氢的应用场景从当前可能更多的是集中在交通领域、燃料电池,以及工业领域合成氨,但是目前从全球公开的项目来看,已经逐渐向各个领域去拓展,跨行业的综合氢气项目也开始逐渐呈现规模化的趋势,根据2022年已经公布的绿氢产能,可以看到2030年已经是呈现翻倍增长的状态。

另一方面,绿电成本在持续降低,过去10年,不管是风电,还是光伏,我国可再生能源的度电成本都已经是极速下降,风电成本已经是整体下降了25%-40%,光伏下降地更加明显。柯善超表示,到2025年,可能光伏的成本降到3毛钱每度以下,而风电针对不同地区,更是有望降到2毛钱以下,以及海上风电会降到3毛钱以下,可以看到未来的分布式氢储能,它的前景是非常广阔的,尤其是当可再生能源在电网中,电力占比超过50%以后,我们可以看到氢储能在未来的潜力,可以去统筹电网,像管网等应用都是具有前景的,像热电联供,氢电耦合模式领域的一个良好应用。

柯善超表示,绿氢在当前的发展机遇非常好,但是也可以看到它是具有一系列的挑战,可以说挑战和机遇是并存的。第一、可再生能源的间歇性,像它的波动性和间歇性,很难维持电解制氢的稳定、连续化工作,包括可再生能源在前期的一个建设规划过程中就决定了当前弃电,以及未来的上网的模式,以及后续电力的经营模式。同时可再生能源的分布以及电力负荷和运行的需求都是非常不匹配的。

第二、制氢管理限制,虽然电解制氢这个高耗能可能这两年提的比较少,但是在前两年关于度电GDP,这个概念还是提的非常多的,以及氢能的能源属性目前也是非常不明确,虽然国内已经有逐步审视,在制氢脱离化工园区,这方面已经有相关的政策,但是国内一个常态化的政策还是没有落实到位,所以关于制氢在这方面的管理还是比较严重的。

第三、用氢的场景,尤其是绿氢,更多的是集中在像当前的燃料电池,燃料电池为主的交通领域发展规模其实是比较小的,像工业目前还是集中在合成氨,尤其是在内蒙古和西北地区,当前用氢场景的同质化是非常容易导致,后期绿氢的产业化发展,尤其是不利于未来的大规模发展。

柯善超表示,我们目前针对可再生能源制氢也有自己相关的一些解决方案,第一就是最容易实现就是大规模的并网制氢,但是大规模并网制氢的优势当然是装备利用率非常高,无论是从风机,还是电解槽一端,它的设备利用率都是挺高的,但是当前因为要经过电网,所以不管是网费,还是本身的度电成本,可能都会导致最终的制氢电价偏高,所以目前这个方案唯一的缺点就是经济性不太乐观。

第二、未来的趋势是大规模离网制氢,这点最大的问题就是我们说的装备利用率非常低。第三、这两年提的比较多的是并网柔性制氢,去兼顾经济性和装备利用率的过渡方案,采用比如说20%电力上网,剩下80%制氢,通过下游合成氨,以及甲醇去实现一个新的商业模式。第四、基于当前的一个绿氢的经营与模式去做的思考,也可以是我们做的一个拓展,移动式制氢,通过这个小规模的移动式制氢去提高装备利用效率,同时也可以根据国内的风光电厂电量发电的季节性变化,去有效利用当前的弃风弃光,最大化地利用当前的电力,以及装备利用率。“目前我们认为这个是比较可行的一个方案,我们说可再生能源制氢是需要因地制宜的,就近建立绿氢的下游应用市场,这个是氢能良性发展的核心。”柯善超表示。

方案一,并网制氢去年内蒙具备实施的项目一共有15个,其中并网的可能占了80%以上,我们根据这个测算模型,当电价高于2毛钱每度电,其实和装备折旧,还有一些基本费用,他们在整个制氢成本中没有占到多大比重,可以说在2毛钱,今天也有很多专家提到这个概念,当电价大于2毛钱的时候,其实你这个制氢的成本除了电价和其他的没有显示那么大。

方案二、大规模离网制氢,还是针对电价的问题,降低电价肯定是当前绿氢合成成本下降的核心途径,在新能源丰富的地区,像三北地区,尤其是内蒙古地区,我们去采用大规模的离网制氢,它可能是一个非常理想的选择,不管是从制氢规模,还是弃电量去提高它的一个管理的配置,都是对当时制氢成本的降低,都是非常有利益的,说大规模离网制氢,一定需要建立下游的应用场景,否则就成为一个不良循环。

方案三、通过并网柔性制氢20%的电力去承担电力紧张的供应保障,多数大于80%的电力用于制氢储能,包括下游合成氨,合成甲醇,形成一个多能互补耦合,去提高能量的综合利用效果。

方案四、移动式制氢模式,根据当前同样的风光电厂解决当年的弃电问题,根据风电的季节性变化,在各地形成动态安置,提高装备的整体使用效率。移动式制氢,最关键的还是在储运这一端。

绿氢应用场景,柯善超表示,我们还是从大消费、大工业、大交通领域去探索绿氢更广泛的一个应用场景,像在大消费领域做电网调峰,以及热电联供一些应用,以及在工业领域合成氨、合成甲醇,还有像化工厂、炼油厂一些前端的应用,包括我们在交通领域的应用,它是当前绿氢在国内最主要的应用场景之一,还有就是工业园区的能源一体化,以工业园区为负荷中心,打造新能源的生态圈,建设现代化的能源系统。

明阳集团目前是中国企业500强,也是全球新能源企业的前列。目前公司在海上风电是第一,明阳始终坚持以创新驱动产业持续升级,包括我们的专利,以及标准的制定都是有在积极的参与。 目前公司已经形成了氢能、光伏,以及风电,还有储能的四大产业板块。

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