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最低21.06元,最高46.28元!绿氢降本何去何从

   2024-05-06 氢能观察李航13180
核心提示:泛的清洁能源载体,绿氢在工业、运输领域都有巨大的潜力, 但氢能产业仍处于初期发展阶段,对政策支持和资金注入的依赖过高,尤其是在制氢方面,绿氢成本居高不下是产业之痛。绿氢成本计算绿氢成本主要由3部分组成:1.可再生能源电力——将水电解成氢气和氧气

泛的清洁能源载体,绿氢在工业、运输领域都有巨大的潜力, 但氢能产业仍处于初期发展阶段,对政策支持和资金注入的依赖过高,尤其是在制氢方面,绿氢成本居高不下是产业之痛。


绿氢成本计算

绿氢成本主要由3部分组成:1.可再生能源电力——将水电解成氢气和氧气。2.电解槽——电解分离的场所。3.运行和维护——设备全生命周期成本。


能源成本

电力成本占绿氢制备成本的40%~60%(AWE/PEM),甚至可达80%。另外电解槽的运行时间也受制于风光发电的时间。根据测算,在光伏发电年利用小时数为1337h,度电成本为 0.26 元/kWh 的情况下,耦合光伏发电的单位碱性电解水制氢成本为 25.69 元/kgH;:在陆上风电年利用小时数为 2221h,度电成本为0.23 元/kWh 的情况下,耦合陆上风电的单位碱性电解水制氢成本为 20.21 元/kgH。

 

设备成本

行业数据显示,2024年1-3月,已公开招标电解槽的绿氢项目共3个,合计电解槽招标量达67MW。2023年全年已公开招标电解槽的绿氢项目共19个,合计电解槽招标量达1882MW。已开标项目的电解槽大多为碱性,入选和第一中标候选人的碱性电解槽价格平均/中位数分别为 789.59/700万元/套和 733.75/699.86 万元/套(1000 Nm3/h);PEM电解槽价格平均/中位数均分别为 726.49/714.38 万元套(200Nm3/h)。

 

根据国际可再生能源署测算,2020年全球绿氢的平均成本约为4美元/kg(约合26元/kg),预计到2030年降至1.5美元/kg(约合10元/kg),到2050年降至1美元/kg(约合6.5元kg)。

 

各地制绿氢成本及未来预测

2024年第一期《现代化工》发表了《资源禀赋差异地区绿氢替代灰氢潜力分析》一文,对目前及未来各地不同地区绿氢成本进行了测算。从比较来看,目前北方制氢成本低于南方,尤其是内蒙、辽宁、黑龙江、河北、吉林五地制氢成本最低,而河南、浙江湖北、湖南、重庆则是成本最高。内蒙以21.06元/kg居成本最低,重庆则比其2倍还要高,达到46.28元/kg。


能源成本降低

从地域上来看,风光发展迅速的地区,制氢成本更低,可见电解水制氢成本受风光发电时间影响较大。当风光发电年运行时长增加,制氢成本将快速下降。据数据,当光伏发电利用小时数为1800h时,光伏发电平均度电成本约为0.18元/kWh,此时单位碱性电解水制氢成本为18.41元/kgH2。

 

 

电解槽成本降低

设备成本方面可从两个方向入手。一是降低材料成本,使用较少的关键材料,尤其是Pt、Ir等成本较高的贵金属材料,或用非贵金属材料(Ni、Fe等)取代。促进所有碱性电解槽转型为无铂和无钴设备;以及从整体上强制减少稀有材料的使用,作为生产规模化的前提条件。

 

二是扩大生产规模,通过执行高通量、自动化的制造工艺,降低每个组件的成本。但这也面临着大型组件机械不稳定、电池最大面积限制等问题,

 

市场政策方面,要建立规章制度和创建市场,支持创新投资,扩大绿氢生产规模。包括设立设 备制造或部署目标、税收激励、对脱碳困难的部门实施强制配额以及其它降风 险机制等,同时落实新型商业模式,保障私营部门大规模投资的预期收益。促进实现氢能全价值链、跨区域、跨行业和利益相关者之间的目标协同和统一。

 

 

绿氢的降本是需要上下游供应链整体看待的问题,上游与电力系统关联,下游要与其他产业协调,但今年以来,国内氢能政策力度日渐增强,自上而下逐级颁布,褪去危化标签,迎来补贴新政。国家推出了一系列促进氢能发展的政策,正式将氢能纳入国家能 源战略体系规划了氢能发 展的顶层设计,确定了氢能的战略地位,明确了氢能在国家能源体系 中发挥的重要作用,政策扶持、规范力度不断增强。各地方也积极响应国 家政策,通过生产许可、补贴、减排等形式促进绿电绿氢消纳。 

 

绿氢成长空间进一步打开,将带动相关系统配套商出货,数据显示,2023年全国可再生氢项目规划387个,电解槽需求超3GW,预计 2024-2025 年电解槽出货将翻倍增长。市场需求是推动产业发展的重要力量,也为绿氢降本提供有力支持。

 
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