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2023-12-05 來(lái)源:環(huán)球零碳 瀏覽數(shù):2727
新能源產(chǎn)業(yè)走到今天,已經(jīng)逐漸從新型電力系統(tǒng)向新型能源系統(tǒng)邁進(jìn),不再局限于光伏、風(fēng)電和氫能了,而是開(kāi)始向產(chǎn)業(yè)鏈下游進(jìn)一步拓
新能源產(chǎn)業(yè)走到今天,已經(jīng)逐漸從新型電力系統(tǒng)向新型能源系統(tǒng)邁進(jìn),不再局限于光伏、風(fēng)電和氫能了,而是開(kāi)始向產(chǎn)業(yè)鏈下游進(jìn)一步拓展。
最近,在新能源界流行一個(gè)概念,叫“Power-to-X”,(簡(jiǎn)稱 P2X 或 PtX,國(guó)內(nèi)也有人翻譯成“電力多元轉(zhuǎn)換”),是指將風(fēng)能、水電或太陽(yáng)能等可再生電力(Power)轉(zhuǎn)換為其他能源載體或產(chǎn)品(X)。這些產(chǎn)品可以是綠氫,也可以是綠氨、綠色甲醇、綠油、合成氣(進(jìn)一步合成其他液體燃料)等。
“Power-to-X”概念,在國(guó)內(nèi)業(yè)界更通俗的說(shuō)法是“風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目”。這類項(xiàng)目由新能源(綠電)、儲(chǔ)能、制氫、合成氨醇四部分組成,實(shí)現(xiàn)從風(fēng)光—綠電—儲(chǔ)能—綠氫—綠氨綠醇,從資源端到消納端的全產(chǎn)業(yè)鏈,最后賦能化工、工業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)认掠螒?yīng)用。
只有這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈打通,才算解決了風(fēng)能、太陽(yáng)能的間歇性、隨機(jī)性問(wèn)題,解決了綠氫的儲(chǔ)存運(yùn)輸難題,解決了高能耗工業(yè)的脫碳問(wèn)題。
這不僅是新型電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變,也是新型能源系統(tǒng)的改造,以氫能為核心,實(shí)現(xiàn)氫基綠色能源轉(zhuǎn)化,這是氫能代替石油、天然氣等化石燃料的可行路徑。
2022年,中國(guó)石油、天然氣對(duì)外依存度高達(dá)71.2%、40.5%,如果能實(shí)現(xiàn)替代,中國(guó)的能源安全問(wèn)題就可以解決。
此外,還可以帶來(lái)巨大的投資規(guī)模。根據(jù)中國(guó)大唐集團(tuán)新能源科學(xué)技術(shù)研究院的研究,2020—2060年間,中國(guó)氫基綠色能源轉(zhuǎn)化預(yù)計(jì)可累計(jì)碳減排240億噸,到2030年,可創(chuàng)造2萬(wàn)億產(chǎn)值和6萬(wàn)億投資。
正因?yàn)榭吹竭@個(gè)巨大的市場(chǎng)和未來(lái)前景,當(dāng)前,風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目正在成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn),國(guó)內(nèi)有數(shù)十個(gè)項(xiàng)目正在推進(jìn),央企、民企都在涌入,一年內(nèi)總投資超過(guò)2500億元,可謂爆發(fā)式增長(zhǎng)。
雖然前景看好,但畢竟是一條新路徑,在綠電轉(zhuǎn)綠氫,綠氫制綠氨和綠醇的過(guò)程中,效率逐漸遞減,最后付出的綠色溢價(jià)市場(chǎng)能否接受,技術(shù)是否過(guò)關(guān),目前還缺乏完整的示范項(xiàng)目,更別說(shuō)成熟的商業(yè)化運(yùn)行。
一位業(yè)界人士對(duì)《環(huán)球零碳》表示,“風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化”絕對(duì)是未熱先卷,現(xiàn)在拼的就是成本和資金。很多央企介入,大多數(shù)是行政性的項(xiàng)目,與地方政府的“央地合作”是央企布局氫能的一條重要路徑,也有圈資源的成分。
數(shù)千億資本涌入新賽道
氫能是一種高能量密度且無(wú)污染的二次清潔能源,它可以用來(lái)發(fā)電,也可以幫助煉油、化肥、鋼鐵和水泥等重工業(yè)脫碳。無(wú)論是新能源企業(yè),還是傳統(tǒng)化石能源企業(yè),都紛紛布局綠氫產(chǎn)業(yè)鏈。
業(yè)界人士表示,今年年初,超過(guò)三分之一的央企布局了綠氫,到11月,則有超過(guò)一半以上的央企進(jìn)入氫能領(lǐng)域。
顯然,氫能作為“新石油”的角色正在登場(chǎng),氫能高效低成本的大規(guī)模應(yīng)用也已經(jīng)開(kāi)始。
但是,氫氣儲(chǔ)運(yùn)難、安全性差,是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。單純制綠氫無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,要突破氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸,需要發(fā)展成熟、安全、高效的配套產(chǎn)業(yè)鏈,而綠氨和綠色甲醇,具有高能量密度、易于液化、儲(chǔ)運(yùn)成本低、安全性高等優(yōu)勢(shì)。
比如以氨為氫儲(chǔ)運(yùn)載體,可以解決傳統(tǒng)氫能儲(chǔ)運(yùn)的難題。而且,氨還有其他廣泛的應(yīng)用,如制冷、采礦、制藥、水處理、塑料和纖維、減少氮氧化物(NOx)等。
但更關(guān)鍵的是,氨正在成為取代傳統(tǒng)化石燃料的新燃料,可成為固定式發(fā)電的零碳燃料,國(guó)際航運(yùn)業(yè)也正在把氨作為脫碳的主要燃料。
國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)發(fā)布的《可再生氨創(chuàng)新展望》認(rèn)為,到2050年,在1.5攝氏度的溫控情景下,全球綠氨的需求量估計(jì)將達(dá)到6.88億噸,是2025年預(yù)期需求量的三倍多,擁有數(shù)萬(wàn)億市場(chǎng)規(guī)模。
正因?yàn)榘睔庥羞@么多優(yōu)勢(shì),同時(shí)市場(chǎng)需求量又很大,氫氨之間的轉(zhuǎn)換又很容易,綠氫和空氣分離出的氮?dú)夂铣?,就可以形成合成氨,所以綠氫轉(zhuǎn)綠氨就成為一個(gè)理所當(dāng)然的產(chǎn)業(yè)鏈條。
2022年3月28日,赤峰市人民政府與遠(yuǎn)景科技集團(tuán)舉行戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式,依據(jù)協(xié)議,遠(yuǎn)景科技集團(tuán)將在赤峰市建設(shè)風(fēng)光制綠氫綠氨一體化示范項(xiàng)目,總投資約為400億元。其中,該項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)152萬(wàn)噸零碳工業(yè)氣體產(chǎn)品,一期項(xiàng)目將于兩年內(nèi)投產(chǎn)。
這成為全球首個(gè)零碳?xì)浒表?xiàng)目。此后,也拉開(kāi)了“風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化”項(xiàng)目瘋狂上馬的序幕。國(guó)內(nèi)有數(shù)十個(gè)項(xiàng)目正在推進(jìn),總投資超過(guò)2500億元。
中石油、中石化、中煤、中能建、龍?jiān)吹妊肫蠡蜃庸炯娂娂尤胭惖?,到目前?023年國(guó)內(nèi)風(fēng)光制氫項(xiàng)目超30個(gè),投資超百億的項(xiàng)目有超過(guò)6個(gè)。
中能建是布局項(xiàng)目最多的央企之一。9月26日,總投資296億的中能建松原氫能產(chǎn)業(yè)園(綠色氫氨醇一體化)項(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè)。11月29日,該項(xiàng)目EPC中標(biāo)候選人公示,其中包括:中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司、中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司、中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司。
項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)綠氫11萬(wàn)噸,綠氨/醇60萬(wàn)噸,配套建設(shè)電解槽裝備制造生產(chǎn)線、綜合加能站,設(shè)立氫能研究院,基本涵蓋制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫、氫能化工、氫能裝備全產(chǎn)業(yè)鏈條。
項(xiàng)目一期建設(shè)內(nèi)容包括:800MW風(fēng)電光伏新能源、年產(chǎn)4.5萬(wàn)噸電解水制氫裝置、20萬(wàn)噸級(jí)柔性合成氨裝置和2萬(wàn)噸綠色甲醇裝置。
除了這個(gè)項(xiàng)目外,中能建類似項(xiàng)目還包括(不完全統(tǒng)計(jì)):
中能建烏拉特中旗風(fēng)光制氫制氨綜合示范項(xiàng)目,總投資23億元;
中能建位于玉門東建材化工工業(yè)園的風(fēng)光氫儲(chǔ)及氫能綜合利用一體化示范項(xiàng)目,總投資76億元;
中能建與巴林左旗綠色氫基化工基地示范項(xiàng)目,總投資50億元。
其他上百億的項(xiàng)目也不少,以下是根據(jù)公開(kāi)信息的不完全統(tǒng)計(jì):
1,2023年1月18日,水木明拓氫能源科技有限公司與 (丹麥)托普索國(guó)際公司就國(guó)際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)日產(chǎn)1800噸綠氨項(xiàng)目簽約。4月15日,國(guó)際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)新能源制氫聯(lián)產(chǎn)無(wú)碳燃料配套風(fēng)光發(fā)電一體化示范項(xiàng)目開(kāi)工奠基。該項(xiàng)目項(xiàng)目總投資400億元,建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)噸新能源制氫、120萬(wàn)噸綠氨、110萬(wàn)噸氫直接還原鐵及配套建設(shè)500萬(wàn)千瓦風(fēng)力發(fā)電。
2,2023年4月5日,中電建簽約內(nèi)蒙古滿洲里風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)1.5GW新能源發(fā)電項(xiàng)目,建設(shè)6萬(wàn)噸/年制氫項(xiàng)目,總投資100億元,工程預(yù)計(jì)于2024年6月前開(kāi)工建設(shè),2025年12月末竣工投產(chǎn)。
3,2023年6月13日,內(nèi)蒙古赤峰市政府與中廣核新能源投資(深圳)有限公司、揚(yáng)州吉道能源有限公司舉行簽約儀式,三方正式簽約風(fēng)光制氫100萬(wàn)噸綠色甲醇項(xiàng)目,協(xié)議投資約260億元,項(xiàng)目將落地巴林左旗和阿魯科爾沁旗。
4,2023年6月27日,融科氫能、中國(guó)電建昆明院及豐鎮(zhèn)市人民政府共同簽署了年產(chǎn)5萬(wàn)噸綠氫暨氫能裝備產(chǎn)線項(xiàng)目投資協(xié)議。項(xiàng)目總投資約330億元。
5,2023年6月30日,中南電力設(shè)計(jì)院中標(biāo)中煤50萬(wàn)噸年離網(wǎng)型風(fēng)光制氫合成綠氨技術(shù)示范項(xiàng)目立塔測(cè)風(fēng)服務(wù)項(xiàng)目。該項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為鄂爾多斯市烏審旗,規(guī)劃建設(shè)50萬(wàn)噸/年離網(wǎng)型風(fēng)光制氫合成綠氨,項(xiàng)目總投資約245億元,計(jì)劃2024年4月開(kāi)工建設(shè),2026年3月全面投產(chǎn),規(guī)劃制氫產(chǎn)能9萬(wàn)噸/年。
比拼組織能力和系統(tǒng)能力
盡管“風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化”賽道很熱,但氫能產(chǎn)業(yè)的普遍虧損,加上對(duì)技術(shù)要求和新能源系統(tǒng)協(xié)同能力的把控,讓其中的企業(yè),特別是那些沒(méi)有能源背景,只是憑膽大錢多的企業(yè)面臨著進(jìn)退之難。
亞化咨詢研究表明 ,現(xiàn)有風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目具有以下特點(diǎn):
一是投資規(guī)模大。一個(gè)典型的風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目,配置的500MW風(fēng)光單元就需25億元投資。加上制氫單元和化工單元, 整個(gè)項(xiàng)目的投資約為50億元左右。
二是由于風(fēng)電和光伏良好的互補(bǔ)效果,大部分一體化項(xiàng)目同時(shí)配備風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站。也有少量項(xiàng)目只配置風(fēng)電場(chǎng),或者只配置光伏電站。
三是一般只配置低比例儲(chǔ)能,風(fēng)光綠電僅有少量上網(wǎng)(或者完全自用)。隨著可再生能源柔性制氫技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于綠電僅有少量上網(wǎng)的風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目,低比例的儲(chǔ)能已經(jīng)足以滿足項(xiàng)目運(yùn)行需要。
四是需要合理配置電化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)氫罐的比例,以實(shí)現(xiàn)總投資最優(yōu)的同時(shí),確保下游化工裝置的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此, 風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化的優(yōu)化調(diào)度顯得尤為重要。
五是風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化項(xiàng)目大部分 選擇綠色甲醇或者綠氨其中一種作為下游化工裝置,也有部分項(xiàng)目把 綠氫作為產(chǎn)品,出售給合作的化工企業(yè)。
對(duì)于這些特點(diǎn),除了需要資金實(shí)力之外,企業(yè)的系統(tǒng)集成能力也非常重要。這類項(xiàng)目對(duì)電力價(jià)格依賴非常嚴(yán)重,甚至可以說(shuō),電力價(jià)格決定了下游制氫和氨醇合作價(jià)格。
這個(gè)過(guò)程不僅涉及上游風(fēng)光等電源的出力預(yù)測(cè)和高效管理,還有中間部分電氫協(xié)同,儲(chǔ)能和風(fēng)光的協(xié)同,以及下游對(duì)新能源的消納協(xié)同。
系統(tǒng)的協(xié)同能力和技術(shù)創(chuàng)新能力,決定了綠氫、綠氨、綠色甲醇的價(jià)格高低,也決定了未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
像遠(yuǎn)景科技集團(tuán)這種橫跨風(fēng)電、儲(chǔ)能、能源物聯(lián)網(wǎng),具有新能源系統(tǒng)一體化垂直集成能力的企業(yè),在 “風(fēng)光氫儲(chǔ)氨醇一體化”項(xiàng)目中會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。
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