氫能增長邏輯正得到驗(yàn)證 投資帶動本地綠氫產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展 2023制氫技術(shù)現(xiàn)狀及展望

• 李波 2023年6月27日 來源：中研普華集團(tuán)、央視財經(jīng)、中研網(wǎng) 1402 92
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目前，全球約98%的氫能是通過碳密集型方法，即使用天然氣或煤為原料生產(chǎn)的(即所謂的“灰色”氫能，簡稱灰氫)，全球其余2%的氫能則通過電解方式(一種將水分解成氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng))生產(chǎn)。

氫能的增長邏輯正得到驗(yàn)證。雖然國內(nèi)處于下游的氫燃料電池車，暫時在專用車、重卡、客車等有限場景下蹣跚而行，但以甲醇、液氨等為主的下游產(chǎn)品已經(jīng)按捺不住，并推動上游綠氫制備產(chǎn)業(yè)迅速升溫。

全球綠氫市場規(guī)模預(yù)測分析 2023制氫技術(shù)現(xiàn)狀及展望

氫能在能源系統(tǒng)中占比還非常低。但在全球應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳中和的背景下，氫能正在扮演越來越重要的角色。特別是從制備到使用全生命周期零碳排放的綠氫，在助力全球減碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的道路上前景不可限量。

目前，全球約98%的氫能是通過碳密集型方法，即使用天然氣或煤為原料生產(chǎn)的(即所謂的“灰色”氫能，簡稱灰氫)，全球其余2%的氫能則通過電解方式(一種將水分解成氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng))生產(chǎn)。

如果所用的電量全部來自可再生能源，如太陽能或風(fēng)能，則作為最終產(chǎn)物的氫能可稱為清潔氫能或“綠色”氫能，簡稱綠氫。

如果在灰氫的基礎(chǔ)上使用CCUS 技術(shù)進(jìn)行脫碳，就是“藍(lán)氫”，但大幅度增加了制氫成本，因此藍(lán)氫占比也非常低。在長期確定性的“雙碳”目標(biāo)指引下，氫能發(fā)展正在不斷增速。

特別是近兩年，各地風(fēng)光儲氫一體化新能源投資項(xiàng)目異?；馃幔履茉赐顿Y商紛紛積極布局并參與綠氫投資。這主要基于以下一些原因。

首先，隨著發(fā)電效率提升及大型裝備價格的不斷下降，新能源平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)逐漸下降，綠氫產(chǎn)品的制備成本也不斷下降，讓綠氫及下游產(chǎn)品等在某些場景的應(yīng)用有了商業(yè)投資的價值。

其次，由于資源時空分布等因素，我國東北、西北等風(fēng)電光伏資源優(yōu)越的地區(qū)，距離電力負(fù)荷中心東部沿海地區(qū)較為遙遠(yuǎn)，需要長距離送電。雖然我國特高壓建設(shè)領(lǐng)先全球，但依舊滯后于新能源電站建設(shè)的速度。

因此，這些區(qū)域面臨有新能源發(fā)電資源，卻無法外送的尷尬。電解制氫由于其耗電量大，成為就地消納的能源轉(zhuǎn)化方式，而氫能就成為新的能源載體，向下游行業(yè)延伸。

各新能源投資商，為了獲取更多新能源投資指標(biāo)，就必須進(jìn)行風(fēng)光儲氫等一體化投資。

此外，作為朝陽產(chǎn)業(yè)，綠氫產(chǎn)業(yè)鏈引起了各地政府的關(guān)注，紛紛將綠氫發(fā)展納入當(dāng)?shù)靥歼_(dá)峰碳中和規(guī)劃方案，并通過綠氫下游產(chǎn)品投資帶動本地綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

無論是在全球范圍內(nèi)還是在我國，綠氫在氫能版圖中的占比均較低，這主要是由于綠氫的生產(chǎn)成本較高。按照目前國內(nèi)市場電價來電解制氫，成本遠(yuǎn)高于各種灰氫。

然而，在目前的氫能及下游產(chǎn)品市場中，無論何種制氫來源的產(chǎn)品都在同一個基準(zhǔn)和邊界條件下進(jìn)行競爭，并沒有考慮不同來源的制氫方式對碳排放的影響，這也限制了綠氫的發(fā)展。

從目前的氫能應(yīng)用看，主要應(yīng)用場景包括交通領(lǐng)域的氫能汽車，化工領(lǐng)域的制備氨、甲醇、烯烴等。

在下游的應(yīng)用端，無論是氫、氨、甲醇等，都不看其是“綠”還是“灰”，雖不同“源”卻都在同一標(biāo)準(zhǔn)下比價。從不同來源的制氫成本來看，灰氫的制氫成本大約在10 至15 元/千克，主要影響因素是煤、天然氣的價格。

綠氫的制備成本主要包括用電成本、用水成本、投資折舊成本等，其中以電價為主要成本。

在目前的工藝水平下，當(dāng)電價為0.4 元/千瓦時，綠氫成本大約為25元/千克;當(dāng)電價為0.2 元/千瓦時，綠氫成本大約為15 元/千克。

對于新能源發(fā)電制氫，電價成本中需要考慮政策性補(bǔ)貼、基金、容量費(fèi)以及部分下網(wǎng)電費(fèi)等。

在中短期內(nèi)，0.2 元/千瓦時的電價成本實(shí)現(xiàn)難度還較大，或者說僅在極少數(shù)風(fēng)光資源優(yōu)越的“三北”區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)，因此綠氫成本在未來很長一段時間內(nèi)將遠(yuǎn)高于灰氫。

綠氫與灰氫在同一價格體系下競爭，而不考慮不同制氫路徑的環(huán)境效應(yīng)，造成了綠氫在消納端的困境，限制了綠氫的發(fā)展。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年氫能源行業(yè)風(fēng)險投資態(tài)勢及投融資策略指引報告》顯示：

海灣合作委員會(GCC)的6個國家沙特阿拉伯、科威特、巴林、卡塔爾、阿聯(lián)酋和阿曼擁有全球約三分之一的石油儲量和全球約五分之一的天然氣儲量，同時還擁有豐富的太陽能和大量未利用的土地，這為生產(chǎn)藍(lán)色氫氣(從天然氣中生產(chǎn)，通過碳捕獲收集二氧化碳)和綠色氫氣(通過可再生能源生產(chǎn))提供了極好的條件。

海合會國家特別是沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋和阿曼正在推行氫經(jīng)濟(jì)計劃，充足的資金、從上而下的決策和現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施使海合會國家成為發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)的先行者。

2023年5月底，由海灣合作委員會互聯(lián)管理局(GCCIA)和獨(dú)立的非營利能源研發(fā)組織EPRI聯(lián)合舉辦的第二屆儲能論壇在迪拜召開。

論壇以“推動第二十八屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP28)的能源轉(zhuǎn)型之路”為主題，敦促全球金融機(jī)構(gòu)投資儲能技術(shù)，支持綠色和可再生能源，其中特別強(qiáng)調(diào)氫儲存。

論壇發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，到2050年，可再生能源發(fā)電預(yù)計將達(dá)到全球能源結(jié)構(gòu)的80%，但需要在2035年之前每年對能源供應(yīng)和生產(chǎn)投資約1.5萬億美元。

目前，全球宣布的氫能項(xiàng)目已達(dá)1000多個，到2030年的投資將達(dá)到3200億美元，氫能在全球獲得動力繼續(xù)加速發(fā)展。

GCCIA首席執(zhí)行官艾哈邁德·易卜拉欣強(qiáng)調(diào)，將可再生能源成功整合到現(xiàn)有電網(wǎng)中需要高效可靠的儲能解決方案，而儲能技術(shù)在解決可再生能源的間歇性問題方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

最有前途的儲能解決方案之一是儲氫，它作為一種清潔且用途廣泛的燃料受到廣泛關(guān)注，能夠通過燃料電池發(fā)電并為多余的可再生能源提供儲存。

與會專家認(rèn)為，中東乃至全球的綠色金融呈指數(shù)級增長，金融機(jī)構(gòu)有獨(dú)特的機(jī)會通過支持儲能技術(shù)成為可持續(xù)投資的領(lǐng)導(dǎo)者。

通過為這些項(xiàng)目分配資源和資本，它們可以推動創(chuàng)新，加速清潔能源解決方案的部署，并為更綠色、更具彈性的未來鋪平道路。

沙特的氫能政策與2016年發(fā)布的“2030年愿景”密切相關(guān)，該愿景是由沙特王儲穆罕默德·本·薩勒曼主導(dǎo)制定的沙特經(jīng)濟(jì)全面轉(zhuǎn)型計劃，其戰(zhàn)略目標(biāo)要求顯著增加國內(nèi)價值創(chuàng)造、非石油出口、可再生能源和天然氣工業(yè)。

NEOM新城是沙特“2030年愿景”框架內(nèi)的未來新城，規(guī)劃面積為2.65萬平方公里，總投資5000億美元。

城市建設(shè)聚焦能源與水、生物科技、食品、清潔制造業(yè)等九大行業(yè)，并將完全依靠可再生能源供能。

2021年10月份，沙特宣布要成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國。為此沙特成立了NEOM綠氫公司，統(tǒng)籌綠色氫和綠色氨工廠的開發(fā)、融資、設(shè)計、工程、采購、制造和工廠測試，準(zhǔn)備在2026年開始全天候運(yùn)營。

該公司首席執(zhí)行官戴維·埃德蒙森表示，“我們正在建設(shè)世界上最大規(guī)模的綠色氫生產(chǎn)工廠，作為同類設(shè)施中的首創(chuàng)，在世界上沒有其他類似設(shè)施可以參考，我們正在綠色氫能和可持續(xù)能源領(lǐng)域探索未知領(lǐng)域”。

這座大型工廠是ACWA電力、空氣產(chǎn)品公司和NEOM的合資企業(yè)，將利用高達(dá)4吉瓦的太陽能和風(fēng)能，年產(chǎn)120萬噸綠色氨。

2023年5月22日，NEOM綠氫公司宣布已與23家地方、區(qū)域和國際銀行及金融機(jī)構(gòu)簽署了總額達(dá)84億美元的融資協(xié)議，為其清潔能源設(shè)施提供資金。

2023年6月6日，NEOM綠色氫能項(xiàng)目獲得了英國渣打銀行的首個可持續(xù)擔(dān)保，該銀行同意為其承包商Larsen&Toubro提供資金支持，以建設(shè)必要的可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施。

埃德蒙森指出，投資界的大力支持顯示了該項(xiàng)目在未來引領(lǐng)世界氫革命的巨大潛力，中東和北非地區(qū)完全有潛力成為全球可再生能源發(fā)電站。

“隨著對化石燃料的依賴減弱和對清潔能源需求的增加，該地區(qū)有機(jī)會在綠色氫、綠色氨和低碳燃料領(lǐng)域占據(jù)重要地位，并建立世界一流的基礎(chǔ)設(shè)施和國際認(rèn)可的認(rèn)證體系?！?/p>

此外，沙特還計劃從該國東部省份的頁巖氣中生產(chǎn)藍(lán)色氫氣。2021年10月份，沙特官方宣布將價值1100億美元的賈法爾油田用來生產(chǎn)藍(lán)氫，將朱拜拉工業(yè)城的現(xiàn)有制氫廠升級為生產(chǎn)藍(lán)氫。

全球綠氫進(jìn)入爆發(fā)式增長期

作為核心制氫設(shè)備的電解槽，開始出現(xiàn)放量。自2021年國家發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃( 2021-2035 年)》以來，央企一頭扎進(jìn)氫能領(lǐng)域，推動制綠氫的電解槽出貨量迅速提升。

粗略估算，2018-2022年的CAGR達(dá)到88.8%，出貨量直接從185MW飆升到800MW。

2023年第一季度的增速更令人咋舌，國內(nèi)已經(jīng)有13個綠氫項(xiàng)目簽約或進(jìn)入開工環(huán)節(jié)，綠氫產(chǎn)能超過15萬噸/年，電解槽容量835MW，這個數(shù)字已經(jīng)超過了去年全年的量。

以目前內(nèi)蒙、甘肅、寧夏等較為積極的省份布局來看，2025年綠氫產(chǎn)量合計超80萬噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出中長期規(guī)劃中的2025年10-20萬噸/年的產(chǎn)能目標(biāo)。

不僅是國內(nèi)市場，電解槽出海市場也蠢蠢欲動。

比如沙特的2030年愿景計劃，要投入50億美元大規(guī)模建綠氫項(xiàng)目，進(jìn)行綠色能源轉(zhuǎn)型;去年12月，北非的埃及要建全球綠色能源中心，承諾要投400億美元用于綠氫計劃，對應(yīng)100萬噸/年的產(chǎn)能，中國能建已與埃及能源管理局等簽約，開始建風(fēng)光電站、制氫設(shè)備及配套的儲能設(shè)施。

與中東北非地區(qū)的沙特、阿聯(lián)酋和埃及一樣，太陽能光照資源排名世界第一的澳大利亞，也提出了打造“氫能出口國”的口號。

2023年，澳大利亞宣布將撥款14億美元支持綠氫項(xiàng)目。國際再生能源總署(IRENA)報告顯示，澳大利亞北部有著全球最高的太陽能輻射強(qiáng)度和全年3300小時的日照時長，是全球公認(rèn)的光伏制氫成本最低的國家。

Climate Impact Corporation(簡稱CIC)公司是一家具備大型再生能源項(xiàng)目開發(fā)、投資及運(yùn)營管理能力的企業(yè)，正在澳大利亞北部開發(fā)綠泉項(xiàng)目(Green Spring)。

該項(xiàng)目位于澳洲北領(lǐng)地州Tenant Creek，占地200平方公里，是目前澳洲最大、進(jìn)展最快的全離網(wǎng)光伏制綠氫項(xiàng)目之一，年產(chǎn)能40萬噸綠氫。

按照綠氫產(chǎn)能來看，澳洲的這個項(xiàng)目，是中國一個季度新簽綠氫產(chǎn)能的2倍多，接近埃及綠氫計劃產(chǎn)能的一半。

據(jù)CIC公司董事長戴維·格林透露，項(xiàng)目投資總額高達(dá)80億美元，電力成本在制氫環(huán)節(jié)中占70%左右，電解槽設(shè)備投資也是核心投入。為了進(jìn)一步增強(qiáng)成本優(yōu)勢，CIC將目光放在了中國電解槽設(shè)備廠商身上。

“中國供應(yīng)鏈+澳洲光伏”的黃金搭檔，能夠?qū)⒕G氫成本極大程度的壓縮。

據(jù)悉，參與埃及綠氫計劃的中國能建國際集團(tuán)正與CIC公司接觸，有望對接其在光伏發(fā)電、風(fēng)電、儲能及制氫制氨方面的需求。

《2023-2028年氫能源行業(yè)風(fēng)險投資態(tài)勢及投融資策略指引報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。

報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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