站在2030年建成12億千瓦、2060年碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略當(dāng)口，我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展還缺少機(jī)遇嗎？
事實(shí)上，在“30 60”這樣可遇不可求的歷史機(jī)遇中，以風(fēng)電為代表的可再生能源最大的掣肘是消納能力的提升?？稍偕茉创笠?guī)模發(fā)展的前提，取決于多元化消納渠道與消納方式的拓展。在降低度電成本的同時(shí)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，采取如可再生能源制氫、多電源一體化建設(shè)、微電網(wǎng)直供電等模式，提高消納能力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體效益的提高。
在氫能被推上風(fēng)口的今天，氫能產(chǎn)業(yè)也成為可再生能源更大規(guī)模發(fā)展的必要的手段。
燃料電池對(duì)風(fēng)電的帶動(dòng)作用
近日這樣一條信息在業(yè)內(nèi)傳播：12月13日晚間，吉電股份與國(guó)家電投氫能科技公司簽署協(xié)議，雙方將利用各自優(yōu)勢(shì)，共同開(kāi)拓氫能市場(chǎng)，圍繞燃料電池推廣應(yīng)用、PEM 制氫設(shè)備研發(fā)制造等開(kāi)展廣泛合作引導(dǎo)和推動(dòng)燃料電池、PEM制氫等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
協(xié)議中提到的“PEM 制氫”即水電解制氫技術(shù)。而吉電股份作為國(guó)家電投旗下控股公司，截止2020年上半年，其新能源裝機(jī)422.22萬(wàn)千瓦，這或許就是雙方開(kāi)展優(yōu)勢(shì)合作的前提。
可再生能源制氫可以簡(jiǎn)單得理解為“風(fēng)光發(fā)電—電解水—制氫制氧—?dú)淠堋獞?yīng)用”流程。根據(jù)國(guó)際氫能專委會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年，氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用將達(dá)到17%的份額，在熱電聯(lián)產(chǎn)中將達(dá)到19%。從我國(guó)近年來(lái)對(duì)于新能源汽車(chē)的政策支持來(lái)看，交通領(lǐng)域應(yīng)用已成為目前氫能發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。
電能作為燃料電池的上游產(chǎn)業(yè)，此前業(yè)內(nèi)存在諸多“棄風(fēng)電量制氫”的呼吁，但隨著三北地區(qū)棄風(fēng)棄光率的逐年下降，以及外送通道的落實(shí)，使得“棄電”已不僅是“綠氫”最具價(jià)值的選擇。而從更大的規(guī)模上促使氫能產(chǎn)業(yè)與可再生能源聯(lián)合的“雙打”模式無(wú)疑是一個(gè)即落實(shí)了消納又能促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的雙贏選擇。
數(shù)字顯示，以千萬(wàn)千瓦風(fēng)電基地1小時(shí)生產(chǎn)1000萬(wàn)千瓦時(shí)的電量、5千瓦時(shí)電能產(chǎn)生1立方米氫氣來(lái)計(jì)算，千萬(wàn)千瓦風(fēng)電基地1小時(shí)可以生產(chǎn)200萬(wàn)立方米氫氣，相當(dāng)于24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的能量。
有業(yè)內(nèi)專家指出，如果將全球最大的風(fēng)電開(kāi)發(fā)商國(guó)家能源集團(tuán)（截至2019年底國(guó)家能源集團(tuán)風(fēng)電裝機(jī)超4000萬(wàn)千瓦）的風(fēng)電所發(fā)電量全部用來(lái)制氫，按照當(dāng)前燃料電池汽車(chē)每天消耗量來(lái)看，也僅能供20萬(wàn)-25萬(wàn)輛車(chē)使用。
根據(jù)2019年《中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》顯示，氫能將成為中國(guó)能源體系中的重要組成部分，若2050年氫能應(yīng)用達(dá)到10%，則需氫氣量約6000萬(wàn)噸，氫能在交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域得到普及應(yīng)用，氫燃料電池車(chē)將達(dá)到500萬(wàn)輛/年。如此看來(lái)，燃料電池產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大對(duì)上游可再生能源發(fā)電的帶動(dòng)無(wú)疑是巨大的。
正在起飛的產(chǎn)業(yè)
2020年9月，財(cái)政部等四部委發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用的通知》，在燃料電池汽車(chē)示范城市申報(bào)指南中明確規(guī)定了氫的來(lái)源問(wèn)題，鼓勵(lì)低碳?xì)?，?dāng)然也包括可再生能源制氫。
可以說(shuō)，相對(duì)于化學(xué)制氫、煤炭制氫，可再生能源制氫解決的是碳排放的問(wèn)題，而氫能屬于二次能源，具有零碳排放的顯著優(yōu)勢(shì)。隨著上游電源成本的進(jìn)一步下降，氫能成本也隨之降低，無(wú)論是從減碳角度，還是從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)講，未來(lái)風(fēng)電制氫都將是行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。
目前國(guó)際上已不乏海上風(fēng)電制氫的項(xiàng)目案例，如全球首個(gè)海上風(fēng)電制氫示范項(xiàng)目荷蘭PosHYdon風(fēng)電場(chǎng)，以及全球首個(gè)商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目Hyport Oostende。在由全球能源巨頭沃旭投資建設(shè)的1.4GW的Hornsea2海上風(fēng)電場(chǎng)中，部分海上風(fēng)電轉(zhuǎn)化為氫能，為英格蘭北部的一家石油和天然氣廠提供動(dòng)力。
在國(guó)內(nèi)，張家口已經(jīng)成為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的標(biāo)桿城市，其氫燃料電池整車(chē)制造等上下游產(chǎn)業(yè)配套、以氫燃料電池為重點(diǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。據(jù)最新報(bào)道顯示，目前張家口全市已投運(yùn)氫燃料電池公交車(chē)244輛，是全國(guó)燃料電池汽車(chē)運(yùn)行數(shù)量最多、最穩(wěn)定的城市之一，在氫能示范應(yīng)上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
依托優(yōu)越的風(fēng)電資源，待張家口當(dāng)?shù)睾ｇ隊(duì)?、建投沽源制氫?xiàng)目二期等項(xiàng)目投產(chǎn)后，2021年底張家口日制氫能力可達(dá)38噸。
市場(chǎng)空間巨大
燃料電池汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性決定了使用成本。如果說(shuō)大力發(fā)展可再生能源制氫唯一的問(wèn)題是成本的話，那么隨著風(fēng)、光發(fā)電的度電成本逐年降低，可再生能源與氫能這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)將很快具備緊密耦合的條件。
專家介紹稱，按照當(dāng)前市場(chǎng)氫氣價(jià)格60-70元/公斤計(jì)算，電解水制氫的電費(fèi)需要控制在0.3元/千瓦時(shí)以內(nèi)，才能實(shí)現(xiàn)氫氣的經(jīng)濟(jì)性。在BNEF最新發(fā)布的“2020年下半年各類電源LCOE”中，新建陸上風(fēng)電項(xiàng)目全球基準(zhǔn)LCOE為41美元/兆瓦時(shí)，約等于0.26元/千瓦時(shí)。隨著國(guó)內(nèi)平價(jià)，陸上風(fēng)電的LCOE基準(zhǔn)還將繼續(xù)降低。
2020年10月，由工信部指導(dǎo)，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)聯(lián)合汽車(chē)行業(yè)1000多名專家共同修訂編制的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0版》發(fā)布，路線圖要求，2025年燃料電池汽車(chē)應(yīng)用達(dá)到5萬(wàn)-10萬(wàn)輛，并打造1000座加氫站。
以此目標(biāo)為基準(zhǔn)，高工產(chǎn)研氫電研究所（GGII）預(yù)計(jì)，2025年中國(guó)氫燃料電池汽車(chē)運(yùn)行對(duì)應(yīng)的氫氣年需求量約達(dá)49萬(wàn)噸。如果以“綠氫”做為低碳發(fā)展主力的話，意味著“十四五”期間將會(huì)迎來(lái)風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展階段。
來(lái)源：北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)
作者：冉小冉
評(píng)論