根據(jù)公告介紹,2018 年,寶豐能源聯(lián)合燕寶慈善基金會捐贈 1 億元成立了“清華大學全球氣候變化和綠色發(fā)展專項基金”,支持以謝振華大使為首的專家開展綠色低碳發(fā)展和應對全球氣候變化的相關研究,推動清潔、低碳能源轉(zhuǎn)型和全球氣候治理進程。寶豐能源于 2019 年啟動了 200MW 光伏發(fā)電及 2 萬標方/小時電解水制氫儲能及綜合應用示范項目,目前已部分建成并已投入生產(chǎn),項目建成后將年產(chǎn)氫氣 1.6 億標方/年,副產(chǎn)氧氣0.8億標方/年。該項目采用“新能源發(fā)電+電解水制取綠氫綠氧直供煤化工”的新模式,將所產(chǎn)氫氣、氧氣直接送入化工裝置,實現(xiàn)新能源替代化石能源,開辟了一條經(jīng)濟可行的實現(xiàn)碳減排的科學路徑。
技術可行性分析:寶豐能源 200MWp 光伏發(fā)電及 20000 標方/小時電解水制氫示范項目已于 2021 年初部分建成并投入試生產(chǎn),通過連續(xù) 168 小時的標準運行調(diào)試,設備及產(chǎn)品的安全、質(zhì)量、成本可控,綜合成本可以控制在 1.34 元/標方,所產(chǎn)氫氣也成功進入公司烯烴生產(chǎn)系統(tǒng),達到預定目標。
經(jīng)濟可行性分析:寶豐能源規(guī)劃用逐年提取的折舊資金分步投資建設光伏發(fā)電及電解水制氫項目。按完全用折舊資金投資、自有資金不計利息計算,光伏發(fā)電設備每瓦2.3 元,按 25 年折舊期計算,每瓦每年折舊 0.092 元;每瓦每年光照 1700 小時,可以發(fā) 1.7 度電,度電折舊 0.054 元;度電人工、維護、土地租賃費約 0.014 元;因制氫設備是連續(xù)運行,光伏只能白天發(fā)電,按光伏發(fā)電上網(wǎng)調(diào)峰費每度 0.1 元、53%發(fā)電 量 上 網(wǎng) 計 算 , 平 均 每 度 電 調(diào) 峰 費 0.053 元 ;總 度 電 成 本 為 0.121 元(0.054+0.014+0.053)。根據(jù)公司現(xiàn)有制氫設備的運行情況,制 1 標方氫氣需要 5.2度電,用電成本為 0.63 元;制氫設備的折舊、人工、輔助等,每標方氫約 0.07 元。每方氫氣的成本可控制在 0.7 元,與目前化石能源制氫成本每標方 0.6 元接近。
寶豐能源計劃通過 20 年的時間,實現(xiàn)以新能源制取的“綠氫”替代原料煤制氫,以新能源制取的“綠氧”替代燃料煤制氧,使公司不受煤炭資源的制約,并能保持成本的穩(wěn)定性;實現(xiàn)二氧化碳近零排放,環(huán)境容量不受限制,為公司發(fā)展提供了無限空間。
光伏制氫,還有多大發(fā)展空間?
后疫情時代,綠色復蘇與重視新能源已成為全球多數(shù)國家的發(fā)展共識。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副會長、氫能分會會長魏鎖表示,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),對我國減少油氣對外依賴,提高能源安全水平,減少大氣污染排放,改善生態(tài)環(huán)境,有著重大現(xiàn)實意義。
英國石油公司BP最新發(fā)布的《世界能源展望》中指出,到2050年,氫能占終端能源消費總量比例或?qū)⒃鲩L16%,其中電解水制氫將成供氫主體,中國的電解水制氫率先采用可再生能源,據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書顯示,到2050年,我國可再生能源電解制氫將占氫氣供應結(jié)構(gòu)的70%。
我國光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展,一毛錢一度電已經(jīng)成為現(xiàn)實。據(jù)初步計算,在光照好的地方,光伏制氫的電力成本約1毛5分錢,大幅低于現(xiàn)在制氫的電力成本,光伏制氫的競爭力也將逐漸增強,市場空間也將全面展現(xiàn)。
光伏制氫,技術路線有哪些?
光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程,主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎、接地裝置等,光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置,從而提高系統(tǒng)效率。電解水制氫目前技術成熟、設備簡單,運行和管理較為方便,制取氫氣純度較高,無污染,主要有3種技術路線。堿性電解槽制氫。該種電解槽的結(jié)構(gòu)簡單,適合大規(guī)模制氫,價格較便宜,效率偏低約70%~80%,主要設備包括電源、陰陽極、橫膈膜、電解液和電解槽箱體組成,電解液通常為氫氧化鈉溶液,電解槽主要包括單極式和雙極式。聚合物薄膜電解槽(PEM Electrolyzer)制氫。效率較堿性電解槽效率更高,主要使用了離子交換技術。電解槽主要由聚合物薄膜、陰陽兩電極組成,由于較高的質(zhì)子傳導性,聚合物薄膜電解槽工作電流可大大提高,從而提升電解效率。隨著質(zhì)子交換膜、電極貴金屬技術進步,聚合物薄膜電解槽制氫成本將會大大降低。固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫??稍诟邷叵鹿ぷ鳎糠蛛娔芸捎蔁崮芴娲?,效率高、成本低,固體氧化物電解槽是三種電解槽中效率最高的設備,反應后的廢熱可與汽輪機、制冷系統(tǒng)進行聯(lián)合循環(huán)利用,提升效率,可達到90%。