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风光氢氨醇一体化项目爆发:将迎数万亿投资,未热先卷

2023-12-05 来源:环球零碳 浏览数:769

新能源产业走到今天,已经逐渐从新型电力系统向新型能源系统迈进,不再局限于光伏、风电和氢能了,而是开始向产业链下游进一步拓

新能源产业走到今天,已经逐渐从新型电力系统向新型能源系统迈进,不再局限于光伏、风电和氢能了,而是开始向产业链下游进一步拓展。

最近,在新能源界流行一个概念,叫“Power-to-X”,(简称 P2X 或 PtX,国内也有人翻译成“电力多元转换”),是指将风能、水电或太阳能等可再生电力(Power)转换为其他能源载体或产品(X)。这些产品可以是绿氢,也可以是绿氨、绿色甲醇、绿油、合成气(进一步合成其他液体燃料)等。

“Power-to-X”概念,在国内业界更通俗的说法是“风光氢储氨醇一体化项目”。这类项目由新能源(绿电)、储能、制氢、合成氨醇四部分组成,实现从风光—绿电—储能—绿氢—绿氨绿醇,从资源端到消纳端的全产业链,最后赋能化工、工业、交通运输等下游应用。

只有这个产业链打通,才算解决了风能、太阳能的间歇性、随机性问题,解决了绿氢的储存运输难题,解决了高能耗工业的脱碳问题。

这不仅是新型电力系统的转变,也是新型能源系统的改造,以氢能为核心,实现氢基绿色能源转化,这是氢能代替石油、天然气等化石燃料的可行路径。

2022年,中国石油、天然气对外依存度高达71.2%、40.5%,如果能实现替代,中国的能源安全问题就可以解决。

此外,还可以带来巨大的投资规模。根据中国大唐集团新能源科学技术研究院的研究,2020—2060年间,中国氢基绿色能源转化预计可累计碳减排240亿吨,到2030年,可创造2万亿产值和6万亿投资。

正因为看到这个巨大的市场和未来前景,当前,风光氢储氨醇一体化项目正在成为行业发展的热点,国内有数十个项目正在推进,央企、民企都在涌入,一年内总投资超过2500亿元,可谓爆发式增长。

虽然前景看好,但毕竟是一条新路径,在绿电转绿氢,绿氢制绿氨和绿醇的过程中,效率逐渐递减,最后付出的绿色溢价市场能否接受,技术是否过关,目前还缺乏完整的示范项目,更别说成熟的商业化运行。

一位业界人士对《环球零碳》表示,“风光氢储氨醇一体化”绝对是未热先卷,现在拼的就是成本和资金。很多央企介入,大多数是行政性的项目,与地方政府的“央地合作”是央企布局氢能的一条重要路径,也有圈资源的成分。

数千亿资本涌入新赛道

氢能是一种高能量密度且无污染的二次清洁能源,它可以用来发电,也可以帮助炼油、化肥、钢铁和水泥等重工业脱碳。无论是新能源企业,还是传统化石能源企业,都纷纷布局绿氢产业链。

业界人士表示,今年年初,超过三分之一的央企布局了绿氢,到11月,则有超过一半以上的央企进入氢能领域。

显然,氢能作为“新石油”的角色正在登场,氢能高效低成本的大规模应用也已经开始。

但是,氢气储运难、安全性差,是制约氢能产业发展的主要瓶颈。单纯制绿氢无法实现大规模商业化,要突破氢能产业发展瓶颈,需要发展成熟、安全、高效的配套产业链,而绿氨和绿色甲醇,具有高能量密度、易于液化、储运成本低、安全性高等优势。

比如以氨为氢储运载体,可以解决传统氢能储运的难题。而且,氨还有其他广泛的应用,如制冷、采矿、制药、水处理、塑料和纤维、减少氮氧化物(NOx)等。

但更关键的是,氨正在成为取代传统化石燃料的新燃料,可成为固定式发电的零碳燃料,国际航运业也正在把氨作为脱碳的主要燃料。

国际可再生能源机构发布的《可再生氨创新展望》认为,到2050年,在1.5摄氏度的温控情景下,全球绿氨的需求量估计将达到6.88亿吨,是2025年预期需求量的三倍多,拥有数万亿市场规模。

正因为氨气有这么多优势,同时市场需求量又很大,氢氨之间的转换又很容易,绿氢和空气分离出的氮气合成,就可以形成合成氨,所以绿氢转绿氨就成为一个理所当然的产业链条。

2022年3月28日,赤峰市人民政府与远景科技集团举行战略合作协议签约仪式,依据协议,远景科技集团将在赤峰市建设风光制绿氢绿氨一体化示范项目,总投资约为400亿元。其中,该项目规划年产152万吨零碳工业气体产品,一期项目将于两年内投产。

这成为全球首个零碳氢氨项目。此后,也拉开了“风光氢储氨醇一体化”项目疯狂上马的序幕。国内有数十个项目正在推进,总投资超过2500亿元。

中石油、中石化、中煤、中能建、龙源等央企或子公司纷纷加入赛道,到目前,2023年国内风光制氢项目超30个,投资超百亿的项目有超过6个。

中能建是布局项目最多的央企之一。9月26日,总投资296亿的中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目正式开工建设。11月29日,该项目EPC中标候选人公示,其中包括:中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司、中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司、中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司。

项目规划年产绿氢11万吨,绿氨/醇60万吨,配套建设电解槽装备制造生产线、综合加能站,设立氢能研究院,基本涵盖制氢、储氢、运氢、加氢、氢能化工、氢能装备全产业链条。

项目一期建设内容包括:800MW风电光伏新能源、年产4.5万吨电解水制氢装置、20万吨级柔性合成氨装置和2万吨绿色甲醇装置。

除了这个项目外,中能建类似项目还包括(不完全统计):

中能建乌拉特中旗风光制氢制氨综合示范项目,总投资23亿元;

中能建位于玉门东建材化工工业园的风光氢储及氢能综合利用一体化示范项目,总投资76亿元;

中能建与巴林左旗绿色氢基化工基地示范项目,总投资50亿元。

其他上百亿的项目也不少,以下是根据公开信息的不完全统计:

1,2023年1月18日,水木明拓氢能源科技有限公司与 (丹麦)托普索国际公司就国际氢能冶金化工产业示范区日产1800吨绿氨项目签约。4月15日,国际氢能冶金化工产业示范区新能源制氢联产无碳燃料配套风光发电一体化示范项目开工奠基。该项目项目总投资400亿元,建设年产30万吨新能源制氢、120万吨绿氨、110万吨氢直接还原铁及配套建设500万千瓦风力发电。

2,2023年4月5日,中电建签约内蒙古满洲里风光制氢一体化示范项目。该项目规划建设1.5GW新能源发电项目,建设6万吨/年制氢项目,总投资100亿元,工程预计于2024年6月前开工建设,2025年12月末竣工投产。

3,2023年6月13日,内蒙古赤峰市政府与中广核新能源投资(深圳)有限公司、扬州吉道能源有限公司举行签约仪式,三方正式签约风光制氢100万吨绿色甲醇项目,协议投资约260亿元,项目将落地巴林左旗和阿鲁科尔沁旗。

4,2023年6月27日,融科氢能、中国电建昆明院及丰镇市人民政府共同签署了年产5万吨绿氢暨氢能装备产线项目投资协议。项目总投资约330亿元。

5,2023年6月30日,中南电力设计院中标中煤50万吨年离网型风光制氢合成绿氨技术示范项目立塔测风服务项目。该项目建设地点为鄂尔多斯市乌审旗,规划建设50万吨/年离网型风光制氢合成绿氨,项目总投资约245亿元,计划2024年4月开工建设,2026年3月全面投产,规划制氢产能9万吨/年。

比拼组织能力和系统能力

尽管“风光氢储氨醇一体化”赛道很热,但氢能产业的普遍亏损,加上对技术要求和新能源系统协同能力的把控,让其中的企业,特别是那些没有能源背景,只是凭胆大钱多的企业面临着进退之难。

亚化咨询研究表明 ,现有风光氢储氨醇一体化项目具有以下特点:

一是投资规模大。一个典型的风光氢储氨醇一体化项目,配置的500MW风光单元就需25亿元投资。加上制氢单元和化工单元, 整个项目的投资约为50亿元左右。

二是由于风电和光伏良好的互补效果,大部分一体化项目同时配备风电场和光伏电站。也有少量项目只配置风电场,或者只配置光伏电站。

三是一般只配置低比例储能,风光绿电仅有少量上网(或者完全自用)。随着可再生能源柔性制氢技术的发展,对于绿电仅有少量上网的风光氢储氨醇一体化项目,低比例的储能已经足以满足项目运行需要。

四是需要合理配置电化学储能和储氢罐的比例,以实现总投资最优的同时,确保下游化工装置的运行经济性和安全性。因此, 风光氢储一体化的优化调度显得尤为重要。

五是风光氢储氨醇一体化项目大部分 选择绿色甲醇或者绿氨其中一种作为下游化工装置,也有部分项目把 绿氢作为产品,出售给合作的化工企业。

对于这些特点,除了需要资金实力之外,企业的系统集成能力也非常重要。这类项目对电力价格依赖非常严重,甚至可以说,电力价格决定了下游制氢和氨醇合作价格。

这个过程不仅涉及上游风光等电源的出力预测和高效管理,还有中间部分电氢协同,储能和风光的协同,以及下游对新能源的消纳协同。

系统的协同能力和技术创新能力,决定了绿氢、绿氨、绿色甲醇的价格高低,也决定了未来的市场竞争力。

像远景科技集团这种横跨风电、储能、能源物联网,具有新能源系统一体化垂直集成能力的企业,在 “风光氢储氨醇一体化”项目中会更有优势。


【延伸阅读】

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