
新能源是大趨勢,氫、光伏、風能等新能源成為市場主導角色,在這種雙碳目標主導的能源結構轉型中,誰是主要趨勢?
在雙碳目標下,重點發展氫能
近日,國家發改委高新技術公司組織舉辦了一系列研討會,圍繞氫氣的制備、儲存、運輸和填充以及最終使用的全產業鏈,并分析產業發展現狀,探索氫氣產業的合理布局,有序推進多元化應用示范,構建清潔低碳供應體系,制定行業標準等。
各方一致認為,氫能產業健康有序發展對中國實現能源綠色低碳轉型、實現碳峰值和碳中和具有重要意義。要進一步加強頂層設計,加快技術創新,完善政策體系,實現高質量發展。
在“雙碳”目標下,能源結構和產業結構的調整勢在必行。氫能作為最理想的替代能源之一,在燃料電池、電力、加熱和原材料等領域得到了廣泛的應用。政策多次將重點放在發展氫能產業鏈上,特別是氫能儲存環節,不斷引起市場關注。
首先,氫儲存是電網的“穩定器”嗎?
在“錯峰用電”的雙重控制下,氫能儲能成為熱點。
近日,國家發展改革委印發《關于進一步深化燃煤發電上網價格市場化改革的通知》,指出要加強與分時電價政策的銜接,各地要加快落實分時電價政策,建立高峰電價機制,引導用戶分峰用電、削峰補谷。
未來,預計峰谷電價差將進一步拉大,有利于儲能產業的發展,在大規模、長期儲能需求下,將氫能儲能推向風口。
在國家發展改革委、國家能源局發布的《關于加快發展新能源儲備的指導意見》中,明確將氫能列為“新能源儲備”。
與以鋰離子電池為代表的電化學儲能相比,氫能儲能系統具有長期儲能和能量密度高的優點。在電力系統中,通過與能源供應側合作,結合分布式發電和電網發展,可以降低新能源的不穩定輸出,優化供電。
氫燃料電池的響應速度可達到二級,滿足電網對儲能設施的基本要求。隨著成本的下降和火電機組(目前提供類似于季節性能源儲存的電網調節功能)的退役,氫氣有望在季節性調峰場景中占據相對優勢。
另外,根據《氫能儲能系統的關鍵技術及發展前景》,將氫能儲能作為一種電能儲能方案推廣利用,可以解決區域供電與負荷的匹配問題,并能在一定程度上延遲偏遠地區微電網的電力設備投資。
例如,英國柯克沃爾鎮的氫氣生態社區,由于地理位置相對偏遠,利用風能和潮汐能發電來生產氫氣,然后通過燃料電池為汽車和船舶提供電力,實現熱電聯產。
氫能儲能平衡電網作為一種長期、大規模、跨區域的儲能方式,其潛力已逐步被發掘,應用場景豐富,發展空間巨大。
第二,氫燃料電池是最終的汽車能源狀態,對嗎?
在新能源汽車市場上,燃料電池與純電動汽車是平行的。Nakajin指出,盡管鋰電池已經能夠滿足乘用車的基本續航需求,但它仍然認為氫燃料電池在續航里程方面有很大優勢。
目前,氫燃料電池在商用車特別是重型卡車領域的應用處于領先地位。美進能源的快車、江淮汽車、一汽解放、東風集團都有布局。
近日,上汽紅巖汽車正式啟動全球首個投資逾20億元的萬輛氫能重卡產業鏈項目,推動了氫能在重卡領域的深入發展。
此外,政策繼續推動氫燃料電池的發展,各省都出臺了氫能計劃。根據該計劃,到2025年,氫燃料汽車將達到10萬輛,加氫站將超過100個。
國聯證券認為,在“2060碳中和”的背景下,氫燃料電池汽車將有助于交通運輸實現深度脫碳。公路運輸領域,氫能源作為汽車能源的終極形式由于其優勢的零污染,可再生,快速加氫和足夠的耐力,其中的核心增量是商用車領域的氫燃料電池在未來公路運輸。
關于氫在新能源汽車領域的應用,請關注財華學會前一篇文章——氫燃料電池VS鋰電池“趣味點”,誰是新能源汽車的“真愛”?
第三,氫能產業鏈的核心目標是什么?
近年來,在政策的支持和引導下,國內企業加快了氫能產業的布局。產業鏈涵蓋氫電池和燃料電池兩端,比鋰電池產業鏈更長、更復雜。
氫能端包括制氫(電解水制氫、工業氫副產物等)、儲氫、氫輸運、加氫(加氫站加氫)等核心環節。
在儲氫過程中,國內主要的生產廠家有深冷、福瑞特、北京、中材科技等。
中國加氫站主要由中石化(Sinopec)和中石油(CNPC)等大型國有企業主導。據樂清智庫介紹,截至2020年底,中國已建成128個加氫站。
燃料電池端部包括上游芯材雙極板、膜電極和密封層等。中游主要是燃料電池系統集成,包括反應堆和供氣系統等。下游則是燃料電池汽車的應用場景。
下游燃油車已經提到,上游Aetna技術在氣體擴散層,雙極鏈布置。
至于核心燃料電池堆,約占燃料電池成本的一半,主要制造商包括峨華通、騰龍、大洋電氣、雄濤和濰柴動力。
空氣壓縮機制造商占燃料電池成本的四分之一以上,其中包括雪人和漢中京基。
此外,原來與氫能交集的光伏企業并不多,近年來也有部署氫能的光伏企業,其中光伏企業的負責人陽光供電、龍基股份。
產生這種現象的主要原因與氫氣生產的成本有關。根據國際能源署(IEA)的數據,2018年,灰色氫的價格在每公斤0.9至3.2美元之間,而綠色氫的價格在每公斤3至7.5美元之間。價差可達三倍之多。
此外,氫能可以補償光伏的自然季節性和波動性,更好地促進消費,可以說是一舉兩得。
東北證券認為,光伏與氫能結合具有廣闊的發展前景,預計光伏制氫將在各種場景中得到更廣泛的應用。
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