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绿氢讲堂第一期《一块五一方氢 平价绿氢可期》-分章节观点

来源:碳索储能网   发布时间:2022-03-06 13:08:39

绿氢讲堂第一期《一块五一方氢 平价绿氢可期》-分章节观点

开场:

各位朋友们大家好,欢迎收看“绿氢讲堂”系列节目。很高兴可以跟大家共同探讨关于绿氢行业的一些话题和观点。去年3月31日,隆基注册成立了氢能公司。在这近一年中,有很多人来问我隆基当初突然入局氢能是怎么考虑的?实际上我们是这样考虑的。 绿氢讲堂第一期《一块五一方氢 平价绿氢可期》-分章节观点

话题1:人类能源发展的几个阶段及其特点

最早的人类呢,使用的是柴薪能源,这种能源呢,这个燃烧值低,但是呢,分布比较广,也比较易得,但是后面呢,就发展到煤炭,能量密度比较高,热值也比较高,为人类的工业发展,这个做出了很大的贡献。再后面发展到这个石油,那么变成了一种液体燃料,大家在储运方面变得更为便利。今天人类能源的发展已经进入到一个新的阶段了,因为像刚才我们谈到的煤炭和石油呢,都是化石能源,那这种化石能源呢,它是地球积淀了多少亿年,这个的一个碳沉积,那你现在把它挖出来,把它烧掉,带来了大量的二氧化碳排放,对人类生存的环境,对人类气候的变化这个影响是巨大的。

新能源的发展,其实现在是以风电光伏这些可再生的清洁能源为主,特别是太阳能光伏发电,他的资源首先是无限的,大家知道地球荒漠面积的1%装上光伏,发出的电量呢就是咱们现在这个全球使用的总电量,讲近一点,这是塔克拉玛干沙漠的1/4面积,装上光伏发出的电量,就是今天全中国的用电量,如果把塔克拉玛干沙漠全装上光伏发到电量呢就够咱们全球使用了,那么同时这个光伏发电呢,他是一个硅基能源。

大家可以看到从这个石英矿,到工业硅再到再到多晶硅再到单晶的拉棒切片,做成太阳能电池片、做成组件,再进行电站的安装,他整个这个全过程直接的能耗1瓦 0.4度电,那么如果我们把它全部追踪到矿石,比如说包括安装用到的支架呀,这些钢材呀,我也把他这个能耗全部算上,也包括这些供应链之间的运输,折合到一瓦上也就是1度电,但是在太阳能他自己的生命周期里面呢,在一般的光照资源条件下呢一年他能发1.5度电,那么30年的生命周期里面呢,就是能发45度电,所以说呢太阳能这种能源是一种基于硅基的这个基础,然后是通过太阳光能量啊,他把这个自身消耗的1度电转化成了45度电,他大概是碳能源的能量密度的3,000倍,所以硅基能源是人类未来能源发展的一个很好的能源。

人类社会发展到今天,碳中和已经成为共识,今后三四十年的能源转型已经是一个确定性的事件,那幸运的是我们今天已经找到了解决方案,我们正在由碳基能源向硅基能源转换的路上,我们未来加上绿氢的一个注入,能源转型是可行的,碳中和一定会实现。

话题2: 光伏成本降低对氢能发展的推进作用

光伏发电的成本降低对氢能发展,是有很重要的推动作用的,我们很自豪在过去十几年呢,能够参与到推动光伏发电成本的技术进步和成本降低的进程中,十几年前光伏发电呢,还有几块钱人民币一度电,但是今天呢,光伏发电在全球绝大多数国家和地区已经成为当地最便宜的电力能源,技术成本呢其实只有几分钱一度电,这个很容易算出来,让你建设光伏3块多钱一瓦,这个光伏电站的成本,那么在一般的地区呢,他这个30年的生命周期里面能发50度 电左右,那么你算下来的折旧成本呢,其实只有6-7分钱,再加上1分钱的运维成本,就是7-8分钱一度电,但是因为世界各地的非技术成本构成不一样,可能导致在全球很多地方,实际上网电价是不相同的。

举个例子,在去年上半年,沙特阿拉伯一个大型的光伏项目,上网电价已经到了1.04美分一度电,其实也就是不到7分钱一度电,但是在咱们中国呢,他大概还需要两三毛钱一度电,这个重要的原因就是非技术成本在中国还比较高,那中国的非技术成本呢主要包含三个方面,第一个呢就是土地租金和政府的税费。 绿氢讲堂第一期《一块五一方氢 平价绿氢可期》-分章节观点第二块呢,中国是个高利率的国家,资金的机会收益成本很高,那么如果拿6%的利息一算,摊到一度电上就是1毛2到1毛5,远远高于几分钱一度电的技术成本,那当然还会有一些外送通道的问题。比如说你这个项目地离主网价不管是5公里还是100公里,这个送出外线需要项目自己建,名义上是你项目的一个资产,实际上呢,他还是这个社会的公共设施,但是实际上这些非技术成本的实际受益人我们可以看到,要么是地方政府,要么是金融机构,或者是电网,他都参与了我们国家国民经济内循环里面去了,它是分配机制造成的左口袋右口袋的这个问题,并不是我们这个社会为了发展光伏实际付出的成本。

所以光伏的成本其实今天已经很低了,那当然隆基作为光伏产业的全球的领头羊,我们仍然需要在研发上创新上继续投入,让光伏发电的转换效率变得更高,光伏发电的成本做的更低,也就在能源转型的过程当中,让人们在使用清洁能源的同时付出的成本和代价更低一些,这也是我们的基本责任和使命。

当然低成本的光伏电力对氢的发展是有重要作用的,大家知道目前的技术我们通过电解水制氢,大概制取一公斤氢呢需要消耗50度电,那么如果我们将来能够把光伏的成本做到两毛钱的普遍成本,那就是在电力作为电解水制氢的主要成本构成的时候呢他就降到10块钱了,如果能做到一毛钱一度电,那就是他的电力成本这一块呢,就会降到5块钱一公斤氢的这种水平,那到那个时间呢,这个电解水制氢的成本比现在煤制氢的成本还要更低,不仅仅是在我们全社会绿色发展方面会发挥重要作用,其经济性也是能就完全成立,那么今天呢我们全中国呢,大概是3,300万吨氢的一个消耗,这些氢绝大部分都是煤制氢,还有一部分是天然石制氢,我们称其为灰氢,那这些氢的获得呢,是以二氧化碳排放为代价的一种这种行为,如果我们把现在中国消耗氢15%的量通过光伏这种绿电电解水制成绿氢的话,大概需要180GW的光伏作为支撑。光伏和制氢无论从规模上还是从成本上来说都是密不可分的。

话题3:隆基布局氢能的初衷是什么?为什么说只有引入氢能才能深度脱碳?

碳中和的定义呢是十分严苛的定义,那么严格来讲只有你有相应的碳汇,你才能够有对应的二氧化碳排放,那中国的森林碳汇每年只有几亿吨,其实在真正碳中和的场景下面来说,用它去中和我们水泥产业碳酸钙分解出来的二氧化碳都是不够的,说因此严格的碳中和定义就是到那个时间呢,煤炭和石油几乎不能作为能源来去使用,只能作为化工原料来去使用。

在这个背景下面来说呢,我们来看今天中国的二氧化碳排放的构成,那么站在二氧化碳口径上来讲,中国今天的二氧化碳有42%是来自于电力系统,那当然前一段时间呢,我们解振华主任,用了另外一个更严苛的口径叫做温室气体的口径,如果以温室气体作为一个标准来看,来自电力系统的二氧化碳排放啊,只占到温室气体排放的31%,那么更多的二氧化碳排放或者温室气体的排放呢,并非来自电力系统这些来源呢,其实今天我们主要来自于能源化工领域,我们的钢铁冶炼啊,每年十几亿吨的二氧化碳排放,我们的水泥产业呢,每年也是十几亿吨的二氧化碳排放。

我们还有些未来场景,举个例子,我们的城市的乘用车和商用车,我们可以通过使用电动汽车清洁的电力直接进行脱碳,但是呢,远洋货轮航空飞机就没有办法做到这一点,因为蓄电池的能量没密度太低,不能长距离的为这些运输工具提供持续的电力,还有我们老百姓的日常生活特别北方地区的取暖将来也是需要引入更高能量密度的,才能实现真正的脱碳,所以说到深度脱碳的环节,氢能的引入,特别是绿氢的引入,才能够真正帮助我们这个社会进行脱碳。

话题4:绿氢在化工领域的应用与发展

今天呢,其实是氢能呢,是在工业领域里面有着实际的应用。那么中国呢,每年消耗3300万吨的氢呢,这些氢呢,主要还是在化工领域,比如说我们的这个煤制氢之后呢,进行这个石油炼化,或者说是煤炭化工领域里面,我要添加这种氢,或者在我们的化肥产业里面,我们把它制成氨。那这些氢的一个来源呢,主要还是来自于灰氢,就是今天我们所讲的这种煤制氢。其实煤制氢呢,这个逻辑呢,并不是我把煤变成氢了,他其实真正的工作原理呢,是我们利用燃烧煤的这种热然后呢,把水进行了分解,这个时间呢,产生出来的这种氢气。那么目前的情况呢,是我们得到一公斤的氢,我们需要20公斤的二氧化碳排放,这个作为代价得到的这种氢。

举个例子,我们可以用光伏这种能源间歇式的进行这种绿氢制取。我后面再背一个简单的储罐儿,我就可以实现间歇式制氢、连续性用氢的一种模式。如果我们把中国3300万吨的这个氢啊,有15%由绿电制绿氢来替代。我们大概需要4万台的1000立方的电解水制氢设备,而这个市场规模呢,也是十分巨大的。

话题5:绿氢在钢铁冶炼领域的应用与发展?

很多人呢,其实都不知道,今天这个钢铁冶炼的二氧化碳排放在中国是基本上排在第一位的,每年十几亿吨的二氧化碳排放,其实钢铁冶炼二氧化碳的排放的原理是我们铁矿石里面呢,含有氧,我们需要用焦炭把铁矿石内在氧置换出来,这样的话就导致了二氧化碳排放。从目前来看的话,大概是我们生产一吨的粗钢,会带来1.4吨的二氧化碳排放。那中国钢铁领域的二氧化碳的排放的减碳压力还是十分大的。但现在呢,在欧洲有很多国家已经开始在进行氢冶炼。日本也在进行氨冶炼的一些尝试。那在这个过程当中呢,如果我们在进行这种钢铁冶炼的时候,我们通过使用绿氢或者绿氨来替代现在的焦炭。我们能够大幅度的减少全球的二氧化碳排放。

话题6:谈谈绿氢耦合制备合成甲醇、合成氨的看法?

当然今天我们来看到我们的绿氢的一个获得啊,就是通过绿电电解水制氢的这个是一个确定性的一个模式或者是路径,但是呢氢在未来社会里面的应用体系,今天还不完全确定,大致是三条路径。第一条路径呢,就是我们直接使用氢,对吧,我们为了获得热量,我们直接燃烧氢,那么出来的这个副产物是水,十分清洁,那么我们还可以通过燃料电池把氢在一些场景下转化成电,使用起来也十分便利和灵活。但是这个路径最大的问题就是氢的储运十分困难。

那么第二条路径呢,就是我们通过绿氢跟二氧化碳或者生物质能进行耦合,把它变成甲醇或者是低碳醇体系。这个系统的优点是甲醇或者低碳醇呢,那跟今天的油气体系是可以共用的。像今天呢,我们的输油管道,我们的油气的储槽,槽车,都是十分成熟和经济的。但是他的问题就是40年以后二氧化碳的来源。是个问题,因为在那个阶段,没有集中式的二氧化碳排放,你就没有办法比较经济的获得的二氧化碳。那么第三条路呢,就是现在日本,美国这边推崇的绿氨体系呢,我们通过用绿氢跟氮气合成氨,因为氨呢,他需要的这种氮气是空气当中的主要成分,我们获得这种氮气是十分容易的,当然氯胺的运输、储存虽然不如甲醇体系那么容易,但是比氢的储运要容易很多。但是今天呢,氨的应用这个场景还需要进一步建立。

话题7:隆基氢能的战略定位和产品理念是什么?

我们在氢能业务里面的定位就是为绿电制取绿氢提供大型的电解水制氢装备。大家都知道氢气是一种易燃易爆的气体。安全可靠的设备运行是氢气设备最主要的特征。在氢气装备的这种20年的生命周期里面呢,我们要保证这个设备能够安全可靠地运行,才能给客户提供更好的效益。

因此,制氢装备产品在设计中,安全可靠是基础,高效经济是目的。我们也希望行业秉承国际领先的安全设计理念、整合全球最优的原件采购资源、执行行业最严的安全生产管理、采用完善的安装调试流程、智能数据管理及在线检测系统,来确保产品的安全可靠。

话题8:绿电+绿氢模式适合在中国哪些地区率先应用?

绿电进行绿氢制取的模式呢?其实是两类模式。一类模式呢,就是我们先把这种绿电的,因为大家都知道绿电,它是间歇式的一种能源,我们通过储能呢,把它调节成连续性的这种能源,这是我连续的一个绿电,我进行连续的制氢,这是一种模式。还有一种模式呢,就是我们就利用间歇式的这种绿电,我进行间歇式的一个制氢。那这两种模式从目前来看,间歇式制氢的经济性要远好于我们先把绿电通过储能调整成一个连续性的电力,再去进行连续性制氢的一个经济性。

我国光、风资源与煤化工、石油化工的分布具有较高的重合性:我国光伏和风电资源富集的地区包括,陆上光伏和风电源丰富的三北地区,以及海上风电资源充足的东南沿海地区。在上述地区中三北地区是我国煤炭和石油资源富集的地区,如煤炭资源丰富的宁东、神木、鄂尔多斯、大同等,石油资源丰富的松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木等地区;同时三北地区也是我国主要煤化工产业基地,以及重要的石油化工基地,如准东煤化工基地、宁东煤化工基地、克拉玛依石油化工基地、兰州石化基地。在海上风电资源富集的东南沿海地区,集中了我国主要的石油炼化基地,如:大连长兴岛、河北曹妃甸、江苏连云港、上海漕泾、浙江宁波镇海、福建古雷和广东惠州。

利用煤炭、石油资源丰富,煤化工和石油化工企业集中的地区,利用当地优势的光伏、风电资源发展大规模电解水制绿氢,来替代石化、煤化工领域中的灰氢,形成“光伏电站+电解水制氢+运输氢气”的闭环模式,提升绿电+绿氢的规模应用,实现绿氢的“就地生产,就地消纳”。

话题9:一块五一方绿氢的前提是什么?

这个实现生产侧块五一方绿氢的这个能力呢,是完全可以建立起来的。最近两年呢,光伏产业链,这个由于不均衡导致原材料上涨。这个呢,是一个短期的,并且也是一个阶段性的一种状态,我们相信随着产业资本大规模介入光伏的产业链,光伏的一个成本呢,一定会快速下降。每度电实现两毛钱的成本呢,是在一些资源丰富的地区是可以实现的。那么我们电解水制氢呢?每标方的氢气需要4.5度电。那么我们电力的成本呢,就可以控制在每方氢九毛钱的一个水平。那么再加上设备的折旧、运维以及相对必要的资产回报率,我们把氢气控制到一方氢一块五毛钱的水平是完全有可能的。

话题10:绿氢的发展需要哪些关键要素?

正如绿电一样,绿氢的一个成本呢,其实高度依赖我们的政策。比如我们当地的利率水平,以及碳价是对绿氢的一个成本起至关重要的作用。在今天呢,如果用一个光伏,完全的光伏跟电解水制氢的一个体系呀,我们做过一个简单的模拟和设计,如果只算到技术成本,也就是说折旧加运维的话,我们制取一公斤氢呢,其实也就是七八块钱人民币的水平,这个与煤制氢的成本是十分接近,甚至低于煤制氢的一个成本的。但是呢,他对利率十分敏感,如果我拿5%的利率往上一算,这一公斤氢的成本就变成了20块钱,那当然利率这个情况呢,在今天,在欧洲或者是在日本这些低利率的国家,它已经是很低了,所以绿氢在这个方面的成本还是比较低的。

第二个呢,制约因素就是来自于碳交易的这个价格。煤制氢一公斤的氢气是以20公斤的二氧化碳为代价的一种这个模式。那么,如果我们以欧盟的每吨二氧化碳排放要收取六七十欧元的这个价格来算的话,20公斤的二氧化碳排放,我们可以补偿回一公斤绿氢呢,大概一公斤可以折合到八块钱人民币。那么你这个20块钱这个的成本你再减去八块钱,他跟煤制氢成本又十分接近了,当然在欧盟这种利率又低,碳价又高的这种地区,绿氢是有这个,经济性是有绝对优势的。咱们国家呢,上海碳交易所这个绿氢,这个二氧化碳的定价呢,是50多块钱人民币一吨,那如果说是补偿到一公斤的绿氢上,他只能补偿回来一块钱人民币这种水平,在今天来看它是远远不足的。

话题11:绿氢发展的政策建言

我国氢能产业距离实现大规模商业化和产业化发展仍然有较长的路程,还需要有更多的产业扶持。第一,行业要定义“绿氢”的标准,明确“十四五”、“十五五”期间“绿氢”占比,提出“绿氢”产业发展路径,提高“绿氢”在工业脱碳中作用和价值,鼓励用可再生能源水电解制氢;第二,将绿氢管理纳入到能源管理体系,制定绿氢价格政策。给予绿氢适当补贴激励,继续深化完善碳交易市场;最后,我们可以在具备可再生能源发电资源优势并有绿氢消纳的地区,例如四大煤化工基地,建立国家级大型绿氢“领跑者”示范基地,鼓励推广先进的产品技术,打通产业链实现“制储输用”一体化。我们相信,在国家支持和行业同仁的共同努力下,我们的“绿氢”产业会飞速发展壮大,为实现双碳目标贡献力量。

新闻介绍:

各位朋友们大家好,欢迎收看“绿氢讲堂”系列节目。很高兴可以跟大家共同探讨关于绿氢行业的一些话题和观点。去年3月31日,隆基注册成立了氢能公司。在这近一年中,有很多人来问我隆基当初突然入局氢能是怎么考虑的?实际上我们是这样考虑的。

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