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+制氢 风电场盈利可翻两番

日期:2020-10-07    来源:氢能日参  作者:王高峰

国际风力发电网

2020
10/07
12:48
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关键词: 可再生电力 制氢企业 风电制氢

众所周知的是,绿氢的制备成本比较高,以当前的电价制备氢气很难具备经济性。专家介绍称,按照当前市场氢气价格70元/公斤计算,电解水制氢的电费需要控制在0.3元/千瓦时以内,才能实现氢气的经济性。

然而,目前全国范围内可再生电力的价格在0.5-0.7元/千瓦时,且还未完全实现平价,需要国家给予一定补贴,在这种情况下,要想实现绿氢制备的经济性无疑非常困难。目前,在风光资源丰富的地区,只能利用部分弃风弃光电量制备氢气,但总体产能比较有限。

因此,要想实现可再生电力规模化制氢,需要转变企业的经营思路:不再把发电企业单纯定义为电网企业的供应商,而是成为制氢企业的自备电厂。

下面我们核算一下,作为给电网输送电力的发电企业,与作为制氢企业的自备电站,同样的发电量,各自能够取得什么样的收益。

以位于河北省张家口市的一个装机容量10万千瓦的风电场为例,该风电场年利用小时为3000小时,那么年发电量为3亿度。以0.5元/千瓦时的上网电价计算,每年可实现销售收入1.5亿元。这其中还含有无法及时到账的补贴约3800万元。

如果这一风电场所发电量用于制氢,则会是另一种场景。按照每方氢气耗电5度计算,3亿度电可以制备氢气6000万方,而11方约合1公斤,则3亿度电可以制备氢气545万公斤。目前,市场上氢气价格约为70元/公斤,在不考虑其他制约条件的情况下,可以实现销售收入3.8亿元。

上述两种情景对比,同样的电量,用于风电制氢的销售收入,比直接将电卖给电网增加2.4亿元,高出整整2.5倍!如果算上滞后的补贴和可能的弃风电量,则这一收益可能高出直接销售电量的4倍以上。

当然,这是在理想状态下给予的假设,目前风电制氢还存在一定的限制,比如风电的间歇性可能会制约氢气制备的效率,氢气制备后,运输和储存环节也需要大量的投入,这些因素都会最终影响到制氢企业的效益。

但无论如何,这是一种全新的思考维度。就好比农民将小麦直接卖掉获得的收益,将远远低于做成蛋糕再销售后获得的收益。面对即将到来的全面平价上网时代,新能源发电运营商未来利润空间会大幅减少,而氢能的发展正方兴未艾,新能源发电企业适时转变角色定位,或许就能在转型过程中把握主动,获得更大的发展空间。

延伸阅读: 国内风电制氢项目一览

2009年  国网上海市电力公司启动“风光电结合海水制氢技术前期研究”项目。该项目对风电、光伏制氢提出了多种应用方案,并以东海风电场为例,开展了风、光电制氢的综合效益评价。

2014年4月  由中国节能环保集团公司负责的国家863计划“风电直接制氢及燃料电池发电系统技术研究与示范”项目启动。该项目在中节能风电公司张北分公司建设风电场,制氢功率为100kW,燃料电池发电为30kW。

2014年10月  由国网智能电网研究院负责的“氢储能关键技术及其在新能源接入中的应用研究”项目启动。氢储能实验室平台包括30kw光伏模拟、2Nm3/h碱性电解水制氢、16Nm3合金储氢以及10kw质子交换膜(PEM)燃料电池实验模块。

2015年4月  由河北建投新能源有限公司投资,与德国McPhy、Encon等公司联合开展的中德合作示范项目——沽源风电制氢项目启动。该项目在河北沽源投建10MW电解水制氢系统,配合200MW风电场制氢,项目建成后,可形成年制氢1752万标准立方米的生产能力,成为我国目前最大的风电制氢示范项目。

风电制氢的发展

欧美国家于本世纪初期就已开展了风电制氢相关技术及可行性研究,并通过项目运行验证技术可行性。我国从2010年起,已逐步开展建设示范项目,持续进行此方面的探索。2019年3月氢能被首次写入政府工作报告,引起市场的广泛关注,全国多地纷纷出台氢能源产业规划。

表:国内外风电制氢项目列表

以吉林白城为例,2019年5月正式对外发布《白城市新能源与氢能产业发展规划》,提出零污染物排放、可持续、全产业链的发展原则,其中提到将新能源电力开发与氢能生产进行有机结合,为风电消纳开辟了一个新的思路。

风电制氢产业链

可再生能源受制于风或光等外部资源变化,波动性较大,需要传统能源例如火电、水电进行调峰以确保电网的稳定性,因此可再生能源发电上网比例取决于传统能源发电的调峰能力。采用可再生能源制氢,辅以氢储能技术,能有效地削峰调谷、平滑出力,将有助于实现中国《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》目标,即2030年实现非化石能源发电量占比达到50%。

图:通过氢气将可再生能源整合至终端使用

目前全球制氢以化石燃料及化工副产制氢为主,占比约为96%,应用领域也以工业化应用为主。风电制氢产业链由风力发电+电解水制氢+运氢+下游应用构成,与传统氢能产业链的主要区别于发电及制氢环节,价值链也体现在这两部分,即通过清洁能源加上电解水制氢完美地实现绿色氢能。

图:风电制氢产业链

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