全球氢能进展现状和前景

发布时间:2022/4/9 点击:1923


日前,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》。根据规划,到2025年,我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系,其中可再生能源制氢量将在10万~20万吨/年。


中国石化发展以氢能为核心的新能源业务,围绕氢能产业链加快打造中国第一大氢能公司,充分利用产业、技术和网络优势,打造氢能一体化协同运营模式,构建氢能生产、提纯、运输和销售全流程产业链,截至2021年底,累计建成8个供氢中心,2021年氢气加注量超过800万吨,服务氢燃料车约2000辆。


在北京冬奥会开幕式上,中国石化提供的氢气作为燃料点燃了赛场主火炬。此外,中国石化还建设4座冬奥加氢站,累计服务冬奥车辆1.26万辆次,加注氢气148吨。


综观全球,疫情并未拖慢新能源发展的步伐,很多国家都制定了低碳氢战略。数据显示,全球目前有37个规模在0.1吉瓦以上的低碳氢项目计划,其中多数已宣布将于2023年或2024年投产。


2020年和2021年的疫情并没有拖慢新能源发展的步伐,相反,很多国家都制定了低碳氢战略,且相当雄心勃勃。比如欧盟2020年7月出台的氢能战略以绿氢为重点,计划以2024年和2030年为时间节点,分别安装6吉瓦和40吉瓦规模的电解槽。英国于2021年8月出台的氢能战略则兼顾蓝氢和绿氢,计划2030年建成5吉瓦规模的电解槽。智利2020年11月出台的国家绿氢战略计划,到2025年和2030年分别运行5吉瓦和25吉瓦规模的电解槽。我国的氢能联盟则于2021年9月发布计划,到2030年,绿氢电解槽规模将达到100吉瓦。


与这些宏伟的计划相比,全球实际氢能发展情况却不那么乐观,全球电解槽2020年总产能仅0.3吉瓦,低碳氢总产量每年不到20太瓦时(不及全球氢产量的1%)。要实现各国的宏伟战略目标,2022年的发展非常关键,一些大型项目通过最终投资决定则是实现未来几年目标的基础。


根据国际能源署(IEA)的氢能项目数据库,全球现有37个规模在0.1吉瓦以上的低碳氢项目正在孕育中,这些项目大多已官宣将于2023年或2024年投产,但要赶在这个时间框架内投产,2022年这些项目必须做出最终投资决定。这些项目多数位于欧洲,但在欧洲以外的地区也不乏大型低碳氢项目,如美国犹他州1吉瓦的绿氢项目、智利0.175吉瓦的Haru Oni低碳氢工厂、韩国0.1吉瓦的Donghae海上风电制氢项目、新西兰0.5吉瓦的Southland绿氢项目、阿曼和特立尼达的绿氨厂(规模分别达到0.25吉瓦和0.15吉瓦)。


普氏分析机构关于欧洲氢能项目的数据则与国际能源署的统计口径有所不同,其统计的2023~2024年欧洲新增氢能产能约为100万吨,如果这些产能全部是低碳氢,则需要12吉瓦的电解槽,远超欧洲确定的目标。


新增的低碳氢产能中也包括蓝氢,如荷兰的Porthos项目、英国政府支持的二氧化碳捕集与封存(CCS)制氢等。另外,并非所有项目都会严格按照项目开发公司宣布的日程推进,但到2022年底对比一下通过最终投资决定的项目,大致就可看出各国制定的宏伟战略是仅停留在纸面,还是即将取得重大进展。


● 英国和挪威:蓝氢与绿氢并举


英国政府和挪威政府对氢能战略非常重视,英国专门设立了2.4亿英镑(约合20.01亿元人民币)的净零氢基金,以支持低碳氢的发展,但英国和挪威的氢能战略最大特色是并不打算放弃蓝氢项目。


2022~2025年,英国政府将通过净零氢基金扶持开展蓝氢和绿氢项目。英国首个上马的蓝氢项目是Hynet North West一期,由意大利埃尼公司和英国Progressive能源公司共同推进开发,计划实现年产能为9万吨。


Equinor(挪威国家石油公司)的蓝氢项目H2H Saltend计划2026年投产,年产能为15万吨。


● 美国打造犹他州绿氢发电枢纽


美国犹他州Delta市的燃煤电厂转氢电厂项目拥有巨大绿氢潜力,该地可再生能源丰富,输电网络发达,还有大量地下盐穹。


当地计划利用这些先天条件打造绿色电力枢纽,将可再生电力以氢的形式存储于地下盐穹,以保障可再生电力的稳定性,同时放弃煤电,改用氢气与天然气混合发电,相关技术已研发成功。


 ● 特立尼达和多巴哥的绿氢制氨项目


特立尼达和多巴哥共有11家制氨厂,总产能达到520万吨/年。据相关预测,该国2019年出口的氨价值为10亿美元,是仅次于沙特和俄罗斯的第三大氨出口国,是排名第四位的印尼的两倍,其主要氨出口目的地是美国,约占其出口总量的31%。


从这些数据看,特立尼达和多巴哥是全球氨供应链中的重要一环,但一直被低估。但随着该国天然气储量的减少和进口气价的不断升高,特立尼达和多巴哥一些制氨厂被迫停运或关闭。绿氨成为解决天然气紧缺问题的答案。根据一家咨询公司的调研,特立尼达和多巴哥用绿氢取代天然气制氨极具可行性。


2021年8月,bp和壳牌被特立尼达和多巴哥选中在Point Lisas开展0.13吉瓦规模的太阳能电力制氢项目,计划年产2.72万吨氢气,为特立尼达和多巴哥国家制氨公司Tringen一期和二期制氨装置提供原材料,两期装置的氨产能合计达到100万吨/年。


● 阿曼的绿氢制氨项目


阿曼的绿氢制氨项目2021年3月提出,地点在阿曼的Duqm,投资规模达到35亿美元,制氢电力来自当地发电装机容量为3吉瓦的太阳能发电站和发电装机容量为0.5吉瓦的陆上风电站,因此生产的氨为纯绿色,2021年10月确定了设备技术供应公司。


该项目计划年产绿氨90万吨,2022年投入运营。


● 智利175兆瓦Haru Oni风电制氢项目


西门子能源分公司在智利马加兰尼斯地区开展Haru Oni风电制氢项目,该地风力资源优质,风向长年不变,非常适宜利用风能发电。


风电设备、制氢设备均采用西门子的产品,除了制氢,该项目还包括直接从空气中进行碳捕集,将制取的氢与捕集的二氧化碳反应制取甲醇,再用甲醇制汽油。预计2022年甲醇产能达到75万升,其中13万升将用于合成生态汽油,计划2026年实现商业运营,届时年产甲醇可达100万吨。


● 韩国100兆瓦海上风电制氢项目


韩国国家石油公司组织十几家韩国公司开展的海上风电制氢项目Donghae于2021年12月31日取得了韩国政府颁发的电子营业执照,计划于2022年启动海上浮式发电设施的安装,2024年投产发电,该发电设施靠近韩国国家石油公司运营的气田。


该发电站建成后,将成为全球最大海上浮式风电设施,所发电力将用于制氢。


● 新西兰500兆瓦Southland绿氢项目


Southland绿氢项目选址在新西兰Southland市一家铝冶炼厂,该厂是澳大利亚力拓公司旗下的铝厂,有几年亏损历史,一直计划关闭,但因故将关闭日期推迟至2024年。该厂关闭对当地经济影响较大,寻求新的经济增长点成为政府的当务之急,将之改建为制氢厂的提案受到广泛关注。


Southland市是港口城市,风力资源丰富,电力资源丰沛,制氢后出口也很便利,当地政府采取对外招标的方式,2022年2月已确定了合伙人最后入围名单。

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