4月21日,由中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡稱“中國氫能聯(lián)盟”)舉辦的“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在京隆重開幕。會議期間,中國氫能聯(lián)盟專家委員會主任、同濟大學原校長助理余卓平正式發(fā)布由中國氫能聯(lián)盟組織編寫的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》(以下簡稱《白皮書2020》)?!栋灼?020》以“碳中和愿景下的低碳清潔供氫體系”為主線,提出四大核心觀點,一是脫碳是本輪氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一驅(qū)動力,二是可再生能源制氫成本有望在2030年實現(xiàn)平價,三是在2060年碳中和情景下可再生能源制氫規(guī)模有望達到1億噸,并在終端能源消費占比中達到20%,四是完善低碳清潔氫政策體系是氫能助力碳中和的關(guān)鍵。
白皮書指出,在2030年碳達峰情景下,我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸,在終端能源消費中占比約為5%,可再生氫產(chǎn)量約為500萬噸,部署電解槽裝機約80GW。在2060年碳中和情景下,我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右,在終端能源消費中占比約為20%。其中,工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大,約7794萬噸,占氫總需求量60%;交通運輸領(lǐng)域用氫4051萬噸,建筑領(lǐng)域用氫585萬噸,發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬噸。
目前,電解水技術(shù)商業(yè)化的主要為ALK和PEM電解水制氫技術(shù),這兩種技術(shù)各有其優(yōu)點與局限性,未來的技術(shù)組合將取決于關(guān)鍵技術(shù)之間的創(chuàng)新和競爭,從而更好地適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。AEM和SOEC技術(shù)仍處于起步、實驗室研發(fā)階段。
其中,堿性(ALK)電解水制氫技術(shù)關(guān)鍵降本驅(qū)動因素為運行負荷、度電價格、電解效率。當電價為0.616元/kW·h時,平準化氫氣成本39.06元;電價0.3元/kW·h時,平準化氫氣成本21.22元。
質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫技術(shù)降本驅(qū)動因素主要為:運行負荷、度電價格、電解水系統(tǒng)成本、電解水制氫能耗。據(jù)測算,當電價為0.616元/kW·h時,平準化氫氣成本約為50.43元;電價0.3元/kW·h時,平準化氫氣成本約31.22元。
我國可再生能源制氫潛力巨大,已連續(xù)8年成為全球可再生能源最大投資國,風電、光伏等可再生能源裝機容量均為世界第一。,2020年,全國可再生能源發(fā)電量達22148億千瓦時,如果按1%的比例配置電解水制氫,制氫效率按照5.5千瓦時/標方測算,可制取氫氣約4萬噸/年,基本滿足存量燃料電池汽車使用。2030年,風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12-20億千瓦;2060年。風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到66億千瓦,按照可再生能源電解水制氫5%-10%配置,完全可以支撐我國清潔氫供給結(jié)構(gòu)需求。
根據(jù)預(yù)測,2025年,光伏與風電的新增裝機發(fā)電成本預(yù)計將達到0.3元/千瓦時,可再生能源電解水制氫成本將低至25元/千克氫氣,彼時將具備與天然氣制氫進行競爭的條件;2030年,光伏與風電的新增裝機發(fā)電成本預(yù)計將達到0.2元/千瓦時,可再生能源電解水制氫成本將低至15元/千克氫氣,具備與配套CCUS的煤制氫競爭的條件。
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