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光伏装机量突破200GW!光伏制氢将迎来怎样的新局面?

前言:光伏行业并不缺乏探索与发展的决心,因此,有的企业开始望向储能,亦有企业开始迎着氢能上升为国家能源战略的机遇,抢先布局。此外,有专家测算,光伏发电制氢在资源一类区域已具备经济可行性,较天然气制氢、甲醇制氢成本较低,随着光伏发电成本的持续下降,光伏制氢竞争力将进一步增强。

2020年全国能源工作会议透露的重要成绩单显示,截至目前我国风电、光伏发电装机量双双突破2亿千瓦(即200GW),能源产业转型升级迈出新步伐。

此外,水电水利规划设计总院院长郑声安1月7日在2020年中国水电发展论坛暨水力发电科学技术奖颁奖典礼上透露:“‘十四五’期间,国家层面不专门做水电、风电、光电的专项规划。”究其原因,一位新能源行业专家表示:“规划目标已不是风电、光伏发电‘十四五’的重点,其重点在于由速度规模型向质量效益型转变。”

事实上,自2013年我国实行度电补贴政策以来,国内光伏行业便逐渐进入高速发展期,“十三五”期间更是发展迅猛,2017年我国新增光伏装机量达53.06GW,创下历史新高;累计装机达到130.25GW,提前完成“十三五”光伏装机105GW目标。

高速增长背后,光伏行业也正面临严峻考验。2018年5·31政策重拳出击,光伏行业迎来至暗时刻。而今在平价时代大幕开启之际,消纳、调峰成本、不稳定等等问题,仍旧困扰行业,下一步去往何方?

但是,光伏行业并不缺乏探索与发展的决心,因此,有的企业开始望向储能,亦有企业开始迎着氢能上升为国家能源战略的机遇,抢先布局。以阳光电源为例,在2019年已签订2个光伏制氢项目,并与氢能黄埔军校-大连化物所达成合作。

此外,有专家测算,光伏发电制氢在资源一类区域已具备经济可行性,较天然气制氢、甲醇制氢成本较低,随着光伏发电成本的持续下降,光伏发电制氢竞争力将进一步增强。

那么,目前光伏制氢已有哪些项目及研究?根据公开资料,为大家整理如下:

国内项目及研究

1.深圳-专2019N027光伏电解制氢加氢系统关键技术研发与应用示范

2020年1月2日,深圳市科技创新委员会发布2020年可持续发展科技专项项目申请指南的通知,涉及3项氢能领域项目,其中一项即为:光伏电解制氢加氢系统关键技术研发与应用示范

2.液态太阳能燃料合成示范工程项目-我国第一个太阳能燃料生产示范工程

液态太阳燃料合成二氧化碳加氢合成甲醇技术开发项目,即太阳能等可再生能源电解水制氢及二氧化碳加氢合成甲醇技术开发项目,由兰州新区石化产业投资有限公司、苏州高迈新能源科技有限公司、中科院大连化物所三方合作开发建设,由李灿院士团队提供核心技术—太阳能电解水催化制氢工艺。

该项目是我国第一个太阳能燃料生产示范工程,占地289亩,将建设年产1440吨甲醇的制备装置,总投资14100万元,其中,电解水制氢及二氧化碳合成甲醇单元占地面积约33亩,投资约7600万元;光伏单元占地面积约256亩,投资约6500万元。

项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢合成甲醇三大系统单元组成,通过装机规模为10MW的光伏发电单元向2台功率为1000立方米/小时的电解槽供电实现电解水制氢,制取的氢气与汽化后的二氧化碳在催化剂作用下反应合成甲醇。

近日从甘肃兰州市科技局了解到,该项目在兰州新区精细化工园区落地。

3.风电/光伏耦合制氢及综合利用工程实验室建设项目

2019年11月1日,河北省发改委组织专家对河北科技大学校承担建设的“风电/光伏耦合制氢及综合利用河北省工程实验室”进行验收。验收组专家一致认为,该项目完成了批复的各项建设内容,达到了省工程实验室建设的总体要求,同意通过验收。

风电/光伏耦合制氢及综合利用工程实验室于2015年批准立项,由河北科技大学、河北建投新能源有限公司、中国船舶重工集团公司第七一八研究所3家单位共同建设,河北科技大学为工程实验室牵头单位和负责单位

4.山西长治留屯区500MW光伏制氢项目

2019年9月25日,山西省屯留区在吾元镇举行200MW光伏发电项目(一期)开工暨二期500MW光伏制氢项目签约仪式。这是阳光电源2019年签订的第二个光伏制氢项目。

5.山西榆社县300MW光伏+50MW制氢综合示范项目

2019年7月22日,山西省榆社县政府与合肥阳光新能源科技有限公司举行了300MW光伏和50MW制氢综合示范项目签约仪式。

除了签约的两个项目,2019年10月20日,阳光电源与中国科学院大连化学物理研究所在合肥签订制氢产业化战略合作协议,成立“PEM电解制氢技术联合实验室”。

此外,阳光电源董事长曹仁贤曾公开表示,到2025年,行业可以实现两件事,第一件是深度的储能融合,第二件事,太阳能制氢。根据曹仁贤的测算,光伏制氢成本在1毛5一度电,大幅度低于太阳能成本。

6.利用太阳能规模制氢的基础研究

此项目由6个课题组成,牵头单位为西安交通大学,中国科学院大连化物所、兰州化物所、中科院工程热物理所、半导体所、上海交通大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、郑州大学北京太阳能研究所等也共同参与该项目的研究。

2004年2月27日,该项目实施会在西安交通大学召开。由西安交大“长江学者”特聘教授郭烈锦任首席科学家主持、此后五年内将获得总额为2200万元的专项资金资助,也是2003年度国家重点基础研究发展规划(973计划)批准立项的25个项目之一。

国际项目

1.世界最大制氢工厂-福岛氢能源研究基地

福岛氢能源研究基地,是一个产学研一体化,官民结合的工厂。这家制氢工厂位于福岛县浪江町新建的棚盐产业团地,距离福岛第一核电站约20公里。占地总面积为22万公顷,其中18万公顷为太阳能发电区域,4万公顷为制氢车间,是目前全世界最大规模的制氢工厂。

直接参与这一工厂建设运营的机构与企业是四家,第一是NEDO,负责技术研究。第二是东芝公司,负责制氢设备的研制。第三是东北电力公司,负责太阳能发电与大数据管理。第四是岩谷产业公司,负责生存与氢能输送。整个制氢工厂分为四大设施,分别是制氢车间、储气罐区、压缩与出货运输站、综合管理中心。

根据设计,这家制氢工厂每小时生产的氢气为2000立方米,年生产能力为900t-H2,可以满足1万辆氢能源汽车一年的氢能所需。而在未来,这家工厂还可能通过自身的氢能发电,将电力融入东北电力公司的电网。

2.澳大利亚BOC制氢项目

英国氧气集团(BOC)和澳大利亚政府已经通过澳大利亚可再生能源机构(ARENA)宣布,将支持BOC在澳大利亚昆士兰州首府布里斯班的布尔弗岛气体工厂利用可再生能源制氢的项目。而ITM则将为其供应220kW电解槽。

该试验项目将涉及安装一个220千瓦电解槽和一个100千瓦太阳能阵列,每月通过电解生产多达2400公斤的可再生氢。该项目将利用现有的工业气体设备和基础设施。该项目还包括布里斯班的车辆加氢站。工厂生产的可再生氢除了供应BOC的现有工业客户外,还将为这个加氢站生产50kg/天的可再生能源。

光伏制氢未来可期

彭博新能源财经(BNEF)发布《可再生能源制氢经济性》报告,认为在未来十年里,利用可再生能源制氢成本有望大幅下降。到2030年,可再生能源制氢成本有望降低至1.4美元/千克。到2050年,可再生能源制氢成本则可能进一步降至80美分/千克,相当于6美元/百万英热单位的天然气价格。届时,将助力氢能在市场中具备相当的竞争力。

另一机构-伍德麦肯兹给出了类似预计,未来十年,太阳能、风能和储能项目的成本将以每年超过3%的速度下降,在与化石能源的竞争中呈指数级增长。到2030年,绿色氢在澳大利亚、德国和日本的价格可能达到成本平价(cost parity),这是基于30美元/MWh的可再生电力价格和电解器50%的使用率预测。

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