氫能大熱的當下,風光制氫項目一再簽約落地,“風光制氫”正勢不可擋。
從生產方式來看,風光一體化制氫發展潛力巨大。化石能源制氫、工業副產氫、電解水制氫等是主要的氫能生產方式。目前我國主要以化石能源制氫為主,工業副產氫為輔,綠氫生產不足1%。當前由于設備投資、生產成本、轉化效率等因素制約,風光制氫尚不具備成本優勢,未實現大規模商業化應用。
但隨著風電光伏裝機規模壯大、可再生能源電力成本持續下降、電解水制氫技術不斷進步,可再生能源電解水制氫呈現快速發展態勢。通過合理配置風光裝機容量,風光一體化制氫項目可以優化新能源出力曲線,提升系統可靠性、經濟性和生產效率,具有較大的發展潛力。
從發展規劃來看,內蒙古、山西、寧夏等地率先成為“十四五”時期風光制氫示范項目主要建設地區。根據“十四五”時期各省能源電力規劃情況,內蒙古自治區累計及新增風光裝機均居全國首位,成為我國新能源第一大省。
內蒙古
2022年9月29日,內蒙古自治區能源局印發《2022年度風光制氫一體化示范項目清單》通知,通知指出,原則上示范項目應于2023年6月底前開工建設,項目應按建設時序建成投產,否則將視情況取消該項目示范資格。
2月16日,中國石化在內蒙古第一個綠氫示范工程——內蒙古鄂爾多斯市風光融合綠氫示范項目正式啟動開工,該項目年制綠氫3萬噸,就近用于中天合創鄂爾多斯煤炭深加工示范項目降碳減碳,其中風力發電裝機容量和光伏發電裝機容量分別為450兆瓦和270兆瓦。
2月初,總投資40.77億元的阿拉善能源60萬千瓦風光制氫一體化項目正式簽約,項目建設40萬千瓦風力、20萬千瓦光伏及配套綠電制氫設施。
此前,內蒙古能源局發布通知表示,烏蘭察布10萬噸年風光制氫一體化示范項目將于今年12月開工。該項目新能源建設規模254.6萬千瓦(其中風電174.2萬千瓦、光伏80.4萬千瓦),制氫能力10萬噸/年,氫氣通過長輸管道送至燕山石化,項目投資業主為中石化新星內蒙古綠氫新能源公司,計劃總投資205億元。
截至2023年初,內蒙古累計批復4批風光制氫項目31個,其中并網型27個,離網型4個。配套新能源1315.25萬千瓦,其中光伏466.9萬千瓦、風電848.35萬千瓦,配建儲電13.5萬千瓦時、儲氫21.6萬噸,年制氫能力53.189萬噸。
山西
2022年10月,《山西省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)》正式發布。其中明確,鼓勵大同、朔州、忻州、呂梁等風光資源豐富地區,通過風電、光伏電解水制氫開展新型儲能和調峰示范,發揮氫能調節周期長、儲能容量大的優勢,探索開展"風光發電+氫儲能"一體化應用新模式,鼓勵非常規天然氣資源豐富地區開展"制氫+儲能"的技術探索。
同內蒙古一樣,山西省也是煤炭大省。山西焦化產能占全國的1/3,每年大概有140億噸煤炭運往全國各地,山西焦炭年產量1億噸左右,焦炭生產的副產品焦爐煤氣含氫量約60%,可提取氫氣140億立方米,這是山西發展氫能產業的天然優勢。
山西省高度重視氫能產業發展,將氫能產業鏈作為全省重點發展的10條產業鏈之一,并建立“鏈長+鏈主”工作推進體系。山西省大力支持山西晉南鋼鐵集團有限公司、山西美錦能源股份有限公司在氫能產業上的布局發展,加快推動氫能產業鏈融合發展。
今年全國兩會期間,氫能成為熱議主題。全國人大代表、臨汾市委書記李云峰提出,建議將臨汾列為綠色運輸試點城市。他表示,臨汾市正在全力推進以“油改電”“油改氫”為主的綠色運輸改革,擬從大宗貨物、城市貨物配送、公共交通和環衛等三個領域開展。將依托鋼鐵企業、焦化企業、煤化工企業的運輸場景,在運營強度大、行駛線路固定的工業園區(礦區),開展氫燃料電池重卡短倒運輸、中長途運輸示范應用,合理布局加氫站點和長管拖車運氫路徑;以清潔化、低碳化、低成本的多元應用示范,打造國內氫能產業高地。
寧夏
2022年11月11日,寧夏發改委印發《寧夏回族自治區氫能產業發展規劃》。其中明確:依托寧夏豐富的太陽能和風電資源,以寧東基地、銀川、石嘴山、吳忠、中衛等地區為重點,按照氫能全產業鏈上下游協同發展的原則,引導氫能產業發展要素向重點區域聚集,推動產業鏈互補、應用鏈互聯、科技鏈條互促,建設寧夏“沿黃氫走廊”。
此外,《寧夏回族自治區氫能產業發展規劃》中提到將建設寶豐能源200萬千瓦光伏+15萬標立方米/小時太陽能電解制氫儲能及應用示范項目、國能寧煤30萬千瓦光伏+2萬標立方米/小時綠氫耦合煤制油化工示范一期項目等眾多光伏制綠氫項目。所有項目配套光伏達577萬千瓦,光伏制氫將在寧夏大展風采。
截至2022年,寧夏新能源裝機規模達到3041萬千瓦,居全國第九。新能源裝機占全區統調電力總裝機突破50%,超過火電成為自治區第一大電源,也成為繼青海、河北、甘肅后全國第四個新能源裝機占比突破50%的省份。是全國首個風電、光伏發電出力超過地區全網用電的省級電網。2022年新能源利用率達到98.01%,居西北第一。到2025年,寧夏回族自治區的風電、太陽能發電總裝機容量分別達到1750萬千瓦和3250萬千瓦以上。
依托豐富的風光資源,寧夏氫能產業發展必將煥發新的生機。《寧夏回族自治區氫能產業發展規劃》中強調,加大財政支持力度,重點支持綠氫生產設施建設、綠氫耦合煤化工、綠氫消碳及氫能交通推廣應用等。寧夏在做強做優光伏裝備制造業的同時,著力推進可再生能源電解水制氫產業的快速發展。
不僅是內蒙古、山西、寧夏三個地區,自我國《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》發布起,各地區氫能專項規劃也開始加大政策支持力度。結合我國資源分布現狀,因地制宜選擇合理的制氫路線及制氫方式。
我國可再生能源資源豐富,光伏、風電資源可開發潛力巨大。雙碳背景下,利用風光資源制取綠氫,既消納了當地的風光資源,解決了當地棄風棄光的問題,同時又可以利用氫能助力能源結構轉型,實現能源高效利用。