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隆基的未来:光伏 + 绿氢

氢能作为实现 " 碳中和 " 战略的重要组成部分,其成本组成和成本降低途径一直是科研人员的研究重点。

中国氢能产业协会数据显示,今年上半年国内氢气产量同比去年增加了 25%,其中利用新能源制氢的比例,同比提高了 30%。

光伏见闻表示,相比于化石能源制氢,当制氢成本降至 20 元 /kg 以下时,电解制氢才具有一定的竞争优势,此时可再生能源电价需降低至 0.3 元 /kWh 以下。

据 IRENA 与 Hydrogen Council 预测,到 2050 年可再生能源制氢成本将降至 1 美元 /kg(6.5 元 /kg)。

制氢成本将成为产业发展关键

光伏见闻分析称,目前主要有三个因素正在推动绿氢成本的加速下降。

一是可再生能源平准化度电成本正在下降。电费成本是制氢成本构成的主要部分,占比达到 60-70%。由于全球范围内可再生能源的大规模应用,可再生能源的成本将持续降低。

到 2030 年,光伏发电成本预计将下降 25% 至 0.1 元 /kWh,陆上风电成本下降 50% 至 0.2 元 /kWh,海上风电成本有望下降 33%。

二是电解槽成本正在加速下降。预计到 2030 年,电解槽成本将显著下降约下降至 200-250 美元 / 千瓦。

由于电解槽供应链规模的加速发展,对比去年成本的预测大幅降低了 30-50%,近期多家电解槽制造商已宣布产能扩大计划,总计将新增超过 3GW 的电解槽生产产能。

比如隆基股份总裁兼隆基氢能董事长李振国表示,预计到今年年底,隆基氢能将形成 500MW 电解水制氢装备产能,未来 5 年内产能将达到 5-10GW。

三是技术进步带来成本下降。当前电解水制氢效率约为 55kWh/kg 氢气(即生产 1 立方氢需要约 4.5 度电);随着制氢项目更大规模化、更优秀的制造工艺、以及更好的质量品控,辅以在其他环节技术和材料的优化。

未来电解槽的效率有望降低至 40kWh/kg 氢气(即生产 1 立方氢需要约 3.7 度电),同时由于材料及催化剂的优化,设备折旧、其他原材料成本也有望降低 50% 以上,从而推动绿氢生产成本持续下降。

隆基发力降低氢能源成本

电解水制氢成本一般包括设备成本、能源成本(电力)、其他运营费用和原料费用(水)。其中,能源成本即电力成本占比最大,一般为 40%~60%(AWE/PEM),甚至可达 80%,该部分主要由能源转化效率(即电解制氢效率)因素驱动,设备成本占比次之。

据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,到 2050 年,氢能在中国能源体系中的占比约为 10%,可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体。

而电解水制氢规模的提升,使电解槽等设备需求增加。彭博新能源财经的一份报告称,中国电解槽市场规模今年将翻一番,并在 2022 年达到至少 1.8 吉瓦。

电解槽采用高电流密度设计,单台电解槽的氢气制备能力达 1000Nm /h 及以上水平,提高了大规模制氢工厂的集约性。分布式 IO 控制系统不仅集成度高、节约材料,还可实现系统全自动无人值守高效运行。

根据相关测算,预计中国 2060 年部署电解制氢装机容量约 500GW。中国在未来不仅是产氢大国,更是用氢大国。预计到 2060 年,中国的氢需求量由目前 3000 多万 t 提升至约 1.3 亿 t,提升 300% 以上。

隆基股份自 2018 年起开始对氢能产业链进行战略研究。今年 5 月,隆基股份与无锡高新区签署新型氢能装备项目。10 月 16 日,隆基首台碱性水电解槽下线。

据悉,该项目一期注册资本 1 亿元,投资总额 3 亿元。李振国表示:

预计到今年年底,隆基氢能将形成 500MW 电解水制氢装备产能,到明年年底将达到 1.5GW 氢能装备的年产量,未来 5 年内产能将达到 5-10GW。项目达产后 3 年内将达到年销售额 10-15 亿元。

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