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世界氢能理事会与麦肯锡更新《氢能洞察2023》报告

日期:2023-12-26    来源:双碳情报

国际氢能网

2023
12/26
17:12
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关键词: 氢能产业 清洁能源 氢能源技术

12月12日,世界氢能理事会(Hydrogen Council)与麦肯锡公司(McKinsey &Company)联合发布新版《氢能洞察2023》报告,深入分析了可再生能源制氢成本变化趋势下的全球氢能经济现状。报告显示,尽管宏观经济疲软,但氢能发展动力持续,2023年1月以来全球氢能项目数量增长超过35%。要点如下:

1、全球氢能增长势头继续加速,但投资决策滞后

截至2023年10月,全球已宣布清洁氢能项目达1418个,较上次统计(截至2023年1月)增加了372个。其中,1000多个项目计划到2030年全部或部分投产,意味着氢能价值链总投资约为5700亿美元,吉瓦级项目(可再生能源电解制氢装机容量超过1吉瓦或低碳氢产量超过20万吨/年)总投资达到3300多亿美元。

项目投资分布不均匀,与上次统计相比,处于高级规划(前端工程设计)的项目增长最强劲,约为60%,其次是已宣布项目(约30%)、规划项目(约25%)和承诺项目(约25%)。投资继续流向清洁制氢项目(约75%),而基础设施和终端利用相关投资分别仅占约10%、15%。从目前投资来看,2030年部分或全部投产项目中,已通过最终投资决策(FID)的项目数量(约占35%)超过已宣布项目(约占30%)。然而,约有45%的项目尚未投入运营。同时,已宣布的166个吉瓦级项目中,共有121个项目计划在2030年投产,其中大多仍处于早期开发阶段,只有71个投资额超过1亿美元的项目通过最终投资决策,其中有7个项目的投资额超过10亿美元。此外,通过最终投资决策项目中试点项目仍占很大比例,项目投资额中位数远低于2000万美元。早期开发阶段项目的平均投资规模要大得多,约为8.9亿美元(中位数约为2.8亿美元),宣布投资额超过10亿美元的项目有110多个。

根据已宣布产能,到2030年全球低碳氢和可再生氢产能将达到4500万吨/年(上次预测为3800万吨/年),其中约50%产能处于规划阶段,7%为承诺目标。可再生氢产能占比超过70%(约3200万吨/年),低碳氢产能约占28%(约1300万吨/年)。但部署进度不及以往预期,2021年预测2022年底将有6吉瓦电解制氢投入运营,但截至2023年1月仅有1.1吉瓦电解槽设备投运。

根据已宣布产能,欧洲将是2030年清洁氢产能最大地区,其次是美洲和大洋洲。到2030年,全球大多数地区清洁氢产能持续增长,欧洲、美洲和大洋洲合计占总产能的80%以上;中国、印度和中东地区清洁氢产能的相对增长率最高,过去9个月,中国增长50%,印度增长150%。

到2030年,已宣布的电解制氢产能将达到305吉瓦,高于此前的232吉瓦。其中约一半产能(150吉瓦)已通过“仅宣布”阶段,近140吉瓦正在进行可行性或前端工程设计研究。通过最终投资决策的电解槽装机容量从9吉瓦增加到12吉瓦,其中大部分来自中国(约占55%),其次是中东(约15%)、欧洲(约15%)和北美(约5%)。显然,中国电解槽部署速度超过了世界其他地区。

要实现2030年目标,仍有4300亿美元的投资缺口。整个清洁氢价值链还需更多投资,投资缺口约为4300亿美元,约占总需求的45%。最大的缺口仍是氢能基础设施领域(约2100亿美元),目前已宣布投资仅为所需的20%左右。

2、全球清洁氢能部署正稳步推进

氢能全价值链部署均稳步增长。全球在运清洁氢产能约为86亿吨/年,高于之前的80亿吨/年,其中低碳氢产能约为71亿吨/年(主要在北美),其余是可再生氢。氢能基础设施正缓慢部署,已承诺投资增长到约65亿美元,有45%位于中东;氢能交通基础设施正逐步增加,全球加氢站达1100多个,主要集中在中国、韩国和日本。电解槽和燃料电池制造商正计划扩大规模,据统计,全球电解槽制造能力已达到近11吉瓦(高于之前的9吉瓦);燃料电池总产能为15吉瓦,韩国、中国和日本是最大的供应市场。氢能终端应用项目已承诺投资超过75亿美元,欧洲投资金额最大(45亿美元);交通部门已承诺投资额达45亿美元,其次是电力部门(12亿美元)。

2023年,全球电解槽部署规模同比增长约60%,装机容量为1.1吉瓦,高于2022年的700兆瓦。过去两年,电解槽装机容量增长率几乎翻了一番,主要归因于中国260兆瓦的大型项目。目前,中国部署的电解槽规模最大(610兆瓦),其中包括两个全球最大规模在运项目(260兆瓦和150兆瓦)。全球已通过最终投资决策的12吉瓦电解槽项目中,约有40%采用成熟技术,其中约80%为碱性电解制氢,20%为质子交换膜电解制氢。中国90%的已部署项目为碱性电解制氢,欧洲和北美80%的项目采用质子交换膜电解制氢技术。除了在运的86万吨/年清洁制氢产能,超过300万吨/年的清洁制氢产能已通过最终投资决策,以北美和中国为主。

中国和韩国的加氢基础设施部署继续加速,欧洲和北美增长放缓。全球在运加氢站超过1100座,从2021年至2023年10月增长了60%。大部分加氢站位于亚洲,中国、日本和韩国合计拥有超过800座,欧洲部署有约250座。日本和韩国到2030年还将分别部署超过600座加氢站。韩国继续引领全球氢动力轻型汽车市场,约占当前全球保有量的50%;中国则在氢燃料电池卡车和巴士市场处于领先地位,分别占全球保有量的80%和90%。

3、清洁制氢成本有所增加

近期可再生氢平准化成本(LCOH)增加了30%-65%,这是由于可再生能源制氢技术及其配套的可再生能源发电是高度资本密集的,受全球经济影响显著。其他因素还包括可再生能源电力和稀土金属供应限制,以及劳动力短缺、供应链中断等。

更高的工厂、融资和电力成本正在推动可再生氢成本增加。近期资本支出增加对可再生氢平准化成本上涨的影响最大(约40%),其次是融资成本(约30%)和可再生能源电力成本(约25%),运行和维护成本影响较小(约5%)。

到2030年,电解槽资本支出成本可能下降35%-45%。电解槽系统成本的降低取决于电解槽制造能力提升,包括最大限度地减少核心部件中的贵金属用量、系统简化设计、提高电解槽功率密度和效率等。

完全优化的系统可以减少高达25%的资本支出。主要措施包括:①通过连续项目以最大限度提高学习率;②跨项目大规模采购以实现批量折扣;③实施严格的设计标准。这些措施有望到2030年使可再生氢的平准化成本降低0.2-0.4美元/公斤。

尽管短期内可再生氢成本增加,但随着电解槽技术进步、制造规模、设计改进和可再生能源发电成本的降低,到2030年,无补贴的可再生氢平准化成本将降至2.5-4.0美元/公斤,到2050年将进一步降至1-2美元/公斤。

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