西氫東送!綠氫產量爆發開啟倒計時
圖源:攝圖網
作者|弗雷迪 來源|格隆匯APP(ID:hkguruclub)
氫氣儲運板塊迎來催化,10號從中石化獲悉,我國首條“西氫東送”輸氫管道示范工程被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》,標志著我國氫氣長距離輸送管道進入新發展階段。
這條是我國首條跨省區、大規模、長距離的純氫輸送管道。管道建成后,將用于替代京津冀地區現有的化石能源制氫,大力緩解我國綠氫供需錯配的問題。
內蒙古風、光資源豐富,發展綠氫具有得天獨厚的優勢。如何更高效便捷地把內蒙古乃至我國西部的綠氫運送到東部市場需求旺盛的區域,一直是制約綠氫產業發展的瓶頸問題。
因為規模化是降低氫能成本的關鍵,一旦使用量上來,制氫成本每年會以20%-30%左右的速度下降,到2030年氫能產業鏈整體成本至少會下降50%。
管道運氫是實現大規模、長距離輸氫的主要方式,但是鋪設難度較大,投資成本自然會很高。
我國目前的管道長度仍然落后發達國家,建設進度較慢,目前國內總里程僅400公里,在用的管道只有百公里左右。
全球氫氣輸送管道總里程已超過5000km,美國輸氫管道總里程已超過2700km排名第一,歐洲氫氣輸送管道長度也達到1770km。
未來隨著氫氣需求不斷提升,我國管道輸氫的必要性將不斷凸顯,根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》測算,2030年我國氫氣管道總里程將達到3000公里。
管道建設過程中首先需要配套相應的增壓站、集輸站點,對氫氣壓縮設備、儲氫罐設備需求有望增加,設備投資預計可占管道投資的10%~15%。
管道網絡鋪設有望形成加速上下游的支點。風光發電—綠電制氫—氫氣管輸等模式提供了明確降本。同時,綠氫消費半徑和銷量的擴大,也會帶動氫氣供給的增加,利好制氫端的設備需求。
上月末在中國國際氫能及燃料電池產業展覽會上公布了首個全國性的氫能價格指數,用于反映生產和消費側的價格趨勢。
來源:中國氫能聯盟研究院
圖中可以判斷出來,近兩年價格降本的幅度還比較平緩,但產量翻倍的時間預計會隨著制氫設備的增長逐漸縮短。2023年1-2月,已公開招標電解槽的綠氫項目共8個,合計電解槽招標量達763.5MW,同比增長近3倍,已經超過了超過2022年國內電解槽出貨量(近750MW)。
最終出售的氫氣總成本=制氫成本+運氫成本+儲氫成本,氫氣各環節都有著較大的降本空間。
制氫需要降低的是電量損耗,對此有不同的技術路線,目前較為成熟的有堿式電解水(ALK),還有電耗更低的方式,但技術路線成熟度不高,制氫的成本還沒有降下來。
如今風光發電+電解水制氫的結合則是希望利用平價上網的電來降低制氫成本,另一方面又降低了棄風棄光率,氫氣又變成了一種儲能方式。
根據測算,當電價為0.3元/kwh時,電耗成本占比達到69%;當電價為0.15元/kwh時,制氫成本達到15.9元/kg,接近灰氫的制氫成本。而光伏上網電價從2013年的1.09元/kWh下降至2021年的0.29元/kWh,綠氫成本的降低還依賴于把發電成本繼續降低。
儲運環節占了氫氣成本30%-40%,也影響了終端氫氣售賣的成本。
氫氣的存儲根據儲存形態的不同分為氣液固三種方式,儲氫成本主要是儲氫瓶和壓縮設備,壓強和儲氫密度區分了四種型號的儲氫瓶。
我國加氫站使用的儲氫瓶,單位儲氫價格約為6000-8000元/kg;燃料電池車上,35MPa的儲氫瓶價格為3500-5000元/kg,70MPa規格大概賣8000-10000元/kg。
來源:華安證券
常溫常壓的液態密度是氣態的845倍,意味著相同的體積可以容納的氫氣儲量更多,但是液化過程里存在損耗。一臺液氫槽罐車可以儲存4300kg液氫,每千克大約要損失掉15度電。
運氫的成本受不同形態和運輸距離的影響,比如短距離、小規模的氫氣運輸常用長管拖車,運輸距離一長,相應的人工費用和油耗會導致拖車成本快速增加。
低溫液體儲氫主要通過液氫槽車運輸,適用于長距離、輸運量大、氫氣純度要求高的氫氣運輸,雖然可儲量很大,但是技術要求更高,并且可能存在更大的損耗。
固態儲氫是把氫氣和金屬合金、碳材料等結合來實現氫氣存儲。與高壓氫氣相比,固態儲氫和液氫槽罐車的成本對距離并不敏感,在長距離上都具備成本優勢。
距離再長一點,橫跨省市,就需要使用管道運氫了。這次的輸氫管道是一條純氫管道,這也意味我國已經跨過了氫能發展的初始階段。
因為早期以天然氣管道輸送摻氫天然氣的方式來輸送氫氣,氫氣管道的造價30萬-95萬美元/公里,比天然氣管道價格高上數倍。并且管道復合材料,氫氣計量的設備閥門、儀表等核心設備材料的國產化率還有待提高。
隨著加氫站的普及,管道運輸路線得以清晰規劃,規模化鋪設將帶動運氫成本下降。
不同區域,不同模式下的加氫站氫氣售賣價格差異較大。有的加氫站自帶制氫裝備,價格要比外部供氫的加氫站便宜一半。
正如馬斯克第三篇章所提到的,未來氫能將是替代化石燃料的關鍵。全球范圍內都在加速綠氫開發和利用的腳步。
美國通過《通脹削減法案》對氫能提供了長達十年的生產稅和投資稅補貼,生產每千克綠色氫氣可以獲得3美元的稅收抵免,以實現與灰氫、藍氫平價。
一旦綠氫的成本降低,應用端如工業、交通領域便有能力大規模推廣氫氣使用,加速清潔能源的轉型。美國政策主要目標是降低燃料電池和氫氣生產、交付、儲存的成本,計劃到2030年將制氫成本降低至$1/kg。
“十四五”應該是氫氣加速產能建設的關鍵窗口期,政策、設備投資、基礎設施建設進度等釋放了積極的信號,值得長期跟蹤。
與發電業務存在的協同性也是新能源企業眼中的一塊大肉,受益于發電領域的降本增效,較新能源其他領域,一輪產業爆發期還在醞釀中。
編者按:本文轉載自微信公眾號:格隆匯APP(ID:hkguruclub),作者:弗雷迪
前瞻經濟學人
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