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全球氫能進展現狀和前景

2022-04-09


日前,國家發展改革委、國家能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021~2035年)》。根據規劃,到2025年,我國將初步建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系,其中可再生能源制氫量將在10萬~20萬噸/年。

中國石化發展以氫能為核心的新能源業務,圍繞氫能產業鏈加快打造中國第一大氫能公司,充分利用產業、技術和網絡優勢,打造氫能一體化協同運營模式,構建氫能生產、提純、運輸和銷售全流程產業鏈,截至2021年底,累計建成8個供氫中心,2021年氫氣加注量超過800萬噸,服務氫燃料車約2000輛。

在北京冬奧會開幕式上,中國石化提供的氫氣作為燃料點燃了賽場主火炬。此外,中國石化還建設4座冬奧加氫站,累計服務冬奧車輛1.26萬輛次,加注氫氣148噸。

綜觀全球,疫情并未拖慢新能源發展的步伐,很多國家都制定了低碳氫戰略。數據顯示,全球目前有37個規模在0.1吉瓦以上的低碳氫項目計劃,其中多數已宣布將于2023年或2024年投產。

2020年和2021年的疫情并沒有拖慢新能源發展的步伐,相反,很多國家都制定了低碳氫戰略,且相當雄心勃勃。比如歐盟2020年7月出臺的氫能戰略以綠氫為重點,計劃以2024年和2030年為時間節點,分別安裝6吉瓦和40吉瓦規模的電解槽。英國于2021年8月出臺的氫能戰略則兼顧藍氫和綠氫,計劃2030年建成5吉瓦規模的電解槽。智利2020年11月出臺的國家綠氫戰略計劃,到2025年和2030年分別運行5吉瓦和25吉瓦規模的電解槽。我國的氫能聯盟則于2021年9月發布計劃,到2030年,綠氫電解槽規模將達到100吉瓦。

與這些宏偉的計劃相比,全球實際氫能發展情況卻不那么樂觀,全球電解槽2020年總產能僅0.3吉瓦,低碳氫總產量每年不到20太瓦時(不及全球氫產量的1%)。要實現各國的宏偉戰略目標,2022年的發展非常關鍵,一些大型項目通過最終投資決定則是實現未來幾年目標的基礎。

根據國際能源署(IEA)的氫能項目數據庫,全球現有37個規模在0.1吉瓦以上的低碳氫項目正在孕育中,這些項目大多已官宣將于2023年或2024年投產,但要趕在這個時間框架內投產,2022年這些項目必須做出最終投資決定。這些項目多數位于歐洲,但在歐洲以外的地區也不乏大型低碳氫項目,如美國猶他州1吉瓦的綠氫項目、智利0.175吉瓦的Haru Oni低碳氫工廠、韓國0.1吉瓦的Donghae海上風電制氫項目、新西蘭0.5吉瓦的Southland綠氫項目、阿曼和特立尼達的綠氨廠(規模分別達到0.25吉瓦和0.15吉瓦)。

普氏分析機構關于歐洲氫能項目的數據則與國際能源署的統計口徑有所不同,其統計的2023~2024年歐洲新增氫能產能約為100萬噸,如果這些產能全部是低碳氫,則需要12吉瓦的電解槽,遠超歐洲確定的目標。

新增的低碳氫產能中也包括藍氫,如荷蘭的Porthos項目、英國政府支持的二氧化碳捕集與封存(CCS)制氫等。另外,并非所有項目都會嚴格按照項目開發公司宣布的日程推進,但到2022年底對比一下通過最終投資決定的項目,大致就可看出各國制定的宏偉戰略是僅停留在紙面,還是即將取得重大進展。

● 英國和挪威:藍氫與綠氫并舉

英國政府和挪威政府對氫能戰略非常重視,英國專門設立了2.4億英鎊(約合20.01億元人民幣)的凈零氫基金,以支持低碳氫的發展,但英國和挪威的氫能戰略最大特色是并不打算放棄藍氫項目。

2022~2025年,英國政府將通過凈零氫基金扶持開展藍氫和綠氫項目。英國首個上馬的藍氫項目是Hynet North West一期,由意大利埃尼公司和英國Progressive能源公司共同推進開發,計劃實現年產能為9萬噸。

Equinor(挪威國家石油公司)的藍氫項目H2H Saltend計劃2026年投產,年產能為15萬噸。

● 美國打造猶他州綠氫發電樞紐

美國猶他州Delta市的燃煤電廠轉氫電廠項目擁有巨大綠氫潛力,該地可再生能源豐富,輸電網絡發達,還有大量地下鹽穹。

當地計劃利用這些先天條件打造綠色電力樞紐,將可再生電力以氫的形式存儲于地下鹽穹,以保障可再生電力的穩定性,同時放棄煤電,改用氫氣與天然氣混合發電,相關技術已研發成功。

 ● 特立尼達和多巴哥的綠氫制氨項目

特立尼達和多巴哥共有11家制氨廠,總產能達到520萬噸/年。據相關預測,該國2019年出口的氨價值為10億美元,是僅次于沙特和俄羅斯的第三大氨出口國,是排名第四位的印尼的兩倍,其主要氨出口目的地是美國,約占其出口總量的31%。

從這些數據看,特立尼達和多巴哥是全球氨供應鏈中的重要一環,但一直被低估。但隨著該國天然氣儲量的減少和進口氣價的不斷升高,特立尼達和多巴哥一些制氨廠被迫停運或關閉。綠氨成為解決天然氣緊缺問題的答案。根據一家咨詢公司的調研,特立尼達和多巴哥用綠氫取代天然氣制氨極具可行性。

2021年8月,bp和殼牌被特立尼達和多巴哥選中在Point Lisas開展0.13吉瓦規模的太陽能電力制氫項目,計劃年產2.72萬噸氫氣,為特立尼達和多巴哥國家制氨公司Tringen一期和二期制氨裝置提供原材料,兩期裝置的氨產能合計達到100萬噸/年。

● 阿曼的綠氫制氨項目

阿曼的綠氫制氨項目2021年3月提出,地點在阿曼的Duqm,投資規模達到35億美元,制氫電力來自當地發電裝機容量為3吉瓦的太陽能發電站和發電裝機容量為0.5吉瓦的陸上風電站,因此生產的氨為純綠色,2021年10月確定了設備技術供應公司。

該項目計劃年產綠氨90萬噸,2022年投入運營。

● 智利175兆瓦Haru Oni風電制氫項目

西門子能源分公司在智利馬加蘭尼斯地區開展Haru Oni風電制氫項目,該地風力資源優質,風向長年不變,非常適宜利用風能發電。



風電設備、制氫設備均采用西門子的產品,除了制氫,該項目還包括直接從空氣中進行碳捕集,將制取的氫與捕集的二氧化碳反應制取甲醇,再用甲醇制汽油。預計2022年甲醇產能達到75萬升,其中13萬升將用于合成生態汽油,計劃2026年實現商業運營,屆時年產甲醇可達100萬噸。

● 韓國100兆瓦海上風電制氫項目

韓國國家石油公司組織十幾家韓國公司開展的海上風電制氫項目Donghae于2021年12月31日取得了韓國政府頒發的電子營業執照,計劃于2022年啟動海上浮式發電設施的安裝,2024年投產發電,該發電設施靠近韓國國家石油公司運營的氣田。

該發電站建成后,將成為全球最大海上浮式風電設施,所發電力將用于制氫。

● 新西蘭500兆瓦Southland綠氫項目

Southland綠氫項目選址在新西蘭Southland市一家鋁冶煉廠,該廠是澳大利亞力拓公司旗下的鋁廠,有幾年虧損歷史,一直計劃關閉,但因故將關閉日期推遲至2024年。該廠關閉對當地經濟影響較大,尋求新的經濟增長點成為政府的當務之急,將之改建為制氫廠的提案受到廣泛關注。

Southland市是港口城市,風力資源豐富,電力資源豐沛,制氫后出口也很便利,當地政府采取對外招標的方式,2022年2月已確定了合伙人最后入圍名單。

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