2月14日,被譽(yù)為“光伏茅”的隆基旗下氫能公司在北京面向全球發(fā)布全新一代堿性電解水制氫設(shè)備ALK Hi1系列產(chǎn)品。由此,這家曾以一己之力顛覆中國光伏市場格局的行業(yè)龍頭,又在不斷下探能耗提升能效,欲重新定義商業(yè)化電解水制氫。
方向:降低單位制氫成本
氫能是清潔的二次能源,也是未來能源的重要組成部分,“綠電+綠氫”是迎接碳中和的重要手段。但當(dāng)下,不考慮碳排放因素,綠氫的經(jīng)濟(jì)性在很多場景下仍比不過灰氫。業(yè)內(nèi)努力思考和探索的問題是綠氫最需要什么樣的技術(shù)突破。
過去20多年,隆基通過不斷技術(shù)創(chuàng)新,引領(lǐng)和推動了光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如今在氫能領(lǐng)域,經(jīng)過兩年多的潛心研發(fā),隆基氫能推出世界領(lǐng)先的ALK Hi1制氫裝備系列產(chǎn)品,通過不斷降低單位制氫成本(LCOH),欲再次用科技領(lǐng)航綠氫變革。
“人類文明發(fā)展的歷史,也是能源發(fā)展的歷史。在‘雙碳’背景下,能源發(fā)展的趨勢逐步從碳基能源轉(zhuǎn)向硅基能源,進(jìn)而轉(zhuǎn)向氫能源?!甭』鶆?chuàng)始人李振國表示,光伏發(fā)電已成為全球最經(jīng)濟(jì)的清潔能源,而光伏制氫則實現(xiàn)了真正的雙倍清潔。
經(jīng)濟(jì)性問題是阻礙綠氫發(fā)展的重要因素?;诠夥I(lǐng)域的經(jīng)驗和積累,隆基發(fā)現(xiàn),光伏數(shù)十年的核心航道是通過提升單瓦轉(zhuǎn)化效率以降低度電成本(LCOE),也就是用同樣的組件來發(fā)更多的電。因此,氫能當(dāng)下研發(fā)的核心航道,就是降低制氫單位的電耗——也即,用同樣的電來制更多的氫。LCOH越低,綠氫就越具有經(jīng)濟(jì)性,這是評價綠氫經(jīng)濟(jì)性的最核心指標(biāo)。
“中國是世界上最大的制氫國,但綠氫占比不足千分之一。推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要進(jìn)一步做大做強(qiáng)綠氫。”中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心副理事長、國務(wù)院發(fā)展研究中心原副主任王一鳴說。
ALK Hi1系列產(chǎn)品是基于降低直流電耗打造的一款具有里程碑意義的產(chǎn)品,也是隆基氫能面向全球不同應(yīng)用場景最優(yōu)LCOH的標(biāo)桿產(chǎn)品。一直以來,電價和單位制氫能耗都是決定LCOH敏感度最高的兩個變量。新產(chǎn)品在直流電耗滿載狀況下可低至4.3kwh/Nm3。為適應(yīng)更高利用小時的制氫場景,隆基此次還同時推出了ALK Hi1 plus產(chǎn)品,直流電耗滿載狀況下低至4.1kwh/Nm3,在2500A/㎡電流密度下,更可低至4.0kwh/Nm3。
數(shù)據(jù)顯示,全球電解水制氫行業(yè)包含堿性電解水制氫技術(shù)(ALK)及質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)(PEM)在內(nèi)的滿負(fù)荷直流電耗水平,過去基本處于4.5-4.6kwh/Nm3。中國科學(xué)院院士李燦表示,這已是工業(yè)水平中較好的能效表現(xiàn)。如果可再生電力價格降到2毛錢一度電,直流電耗達(dá)到4.3kwh/Nm3,就可做到一塊錢一方氫,基本接近煤制氫成本,甚至低于歐美設(shè)定的2023年目標(biāo)。
每降低0.1度電意味著什么?
通過數(shù)據(jù)測算,隆基此次發(fā)布的新產(chǎn)品擁有高效率、高收益的特點,可降低10%以上的直流電耗,在不同場景下的制氫LCOH將大幅降低。制氫直流電耗每降低0.1kwh/Nm3,根據(jù)系統(tǒng)利用小時數(shù)的不同,可以使制氫LCOH降低1.8%-2.2%,相當(dāng)于降低了制氫設(shè)備初始投資的10%到25%。
通過不同場景下的對比,隆基氫能總裁馬軍介紹了新產(chǎn)品的商業(yè)價值。以國內(nèi)西北某綠氫項目為例,光伏發(fā)電同時外購部分綠電,制氫系統(tǒng)每年的運(yùn)行時間在4300小時左右,采用Hi1產(chǎn)品后,制氫LCOH降低2.7%,每年可節(jié)約電費6.4%,相當(dāng)于減少初始投資25%。
以光伏搭配水電和電力交易的北美某項目為例,當(dāng)?shù)氐碾娏κ袌鼋灰谆钴S,項目利用小時數(shù)是6000小時。如果采用隆基ALK Hi1 Plus產(chǎn)品,制氫LCOH下降6.4%,節(jié)省的電費就相當(dāng)于制氫設(shè)備初始投資的全部甚至更多。
作為國內(nèi)化工行業(yè)的大型龍頭,萬華化學(xué)用氫量巨大,去年一年消耗氫氣40萬噸,占到全國氫消費的1.2%左右。萬華化學(xué)黨委書記、董事長廖增太表示,要達(dá)到“雙碳”目標(biāo),用綠氫替代灰氫勢在必行。此次隆基主導(dǎo)的新產(chǎn)品使直流電耗下降到4.1-4.3kwh/Nm3,對化工行業(yè)來說是巨大的機(jī)會。
對此,國家能源集團(tuán)國華投資(氫能公司)黨委書記、董事長劉小奇表示,通過可再生能源的規(guī)?;瘉韺崿F(xiàn)降本,從而推動多元化應(yīng)用,是氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的路徑。通過風(fēng)光電資源的高效利用消納,從而帶動終端的交通、化工、冶金等領(lǐng)域的綠色零碳發(fā)展。
共同發(fā)起綠氫產(chǎn)業(yè)倡議
在本次科技成果發(fā)布會上,隆基氫能還攜中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會氫能產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會、中國可再生能源學(xué)會氫能專委會、中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會、全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、中國節(jié)能協(xié)會氫能專業(yè)委員會、中國電動汽車百人會氫能中心等多家機(jī)構(gòu),共同參與星火行動并發(fā)起《減碳與增長 協(xié)同發(fā)展》綠氫產(chǎn)業(yè)倡議:倡導(dǎo)全行業(yè)踐行綠色發(fā)展理念,共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
中國石油和化工聯(lián)合會會長李壽生表示,氫能是人類未來新能源發(fā)展突破的重大希望,氫能的發(fā)展關(guān)鍵在于搶占?xì)淠芗夹g(shù)的制高點,走出一條“重點突破”和“協(xié)同推進(jìn)”的新路子。
在業(yè)內(nèi)人士看來,作為光伏巨頭的隆基此次加碼布局氫能,將推動可再生能源二次裝機(jī)。
“此次隆基提出電解槽發(fā)展思路應(yīng)向低LCOH發(fā)展,核心是降低電解效率和電耗。Hi1系列電解槽新品電耗最低可達(dá)4kWh/L,對標(biāo)行業(yè)平均可實現(xiàn)約5%-10%的制氫設(shè)備環(huán)節(jié)降本。其通過改進(jìn)三大能耗,量化分析提高制氫能效?!眹饸淠芤晃环治鰩熣f。
他表示,從2015年起就確認(rèn)氫能戰(zhàn)略的隆基,將“光伏+綠氫”定為未來能源的發(fā)展方向,目標(biāo)是成為全球領(lǐng)先的綠氫制備、綠電制綠氫的企業(yè),2025年規(guī)劃電解槽產(chǎn)能5-10吉瓦。
未來10年,電解槽市場大概率在海外如歐洲、美國、中東等地。在碳稅逐步落地的情況下,綠氫將成為優(yōu)先選擇。國內(nèi)市場正逐步起步,需更多政策落地出臺,補(bǔ)貼扶持與引導(dǎo)電解水行業(yè)發(fā)展。