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風光氫氨醇一體化項目爆發:將迎數萬億投資,未熱先卷

2023-12-05 來源:環球零碳 瀏覽數:738

新能源產業走到今天,已經逐漸從新型電力系統向新型能源系統邁進,不再局限于光伏、風電和氫能了,而是開始向產業鏈下游進一步拓

新能源產業走到今天,已經逐漸從新型電力系統向新型能源系統邁進,不再局限于光伏、風電和氫能了,而是開始向產業鏈下游進一步拓展。

最近,在新能源界流行一個概念,叫“Power-to-X”,(簡稱 P2X 或 PtX,國內也有人翻譯成“電力多元轉換”),是指將風能、水電或太陽能等可再生電力(Power)轉換為其他能源載體或產品(X)。這些產品可以是綠氫,也可以是綠氨、綠色甲醇、綠油、合成氣(進一步合成其他液體燃料)等。

“Power-to-X”概念,在國內業界更通俗的說法是“風光氫儲氨醇一體化項目”。這類項目由新能源(綠電)、儲能、制氫、合成氨醇四部分組成,實現從風光—綠電—儲能—綠氫—綠氨綠醇,從資源端到消納端的全產業鏈,最后賦能化工、工業、交通運輸等下游應用。

只有這個產業鏈打通,才算解決了風能、太陽能的間歇性、隨機性問題,解決了綠氫的儲存運輸難題,解決了高能耗工業的脫碳問題。

這不僅是新型電力系統的轉變,也是新型能源系統的改造,以氫能為核心,實現氫基綠色能源轉化,這是氫能代替石油、天然氣等化石燃料的可行路徑。

2022年,中國石油、天然氣對外依存度高達71.2%、40.5%,如果能實現替代,中國的能源安全問題就可以解決。

此外,還可以帶來巨大的投資規模。根據中國大唐集團新能源科學技術研究院的研究,2020—2060年間,中國氫基綠色能源轉化預計可累計碳減排240億噸,到2030年,可創造2萬億產值和6萬億投資。

正因為看到這個巨大的市場和未來前景,當前,風光氫儲氨醇一體化項目正在成為行業發展的熱點,國內有數十個項目正在推進,央企、民企都在涌入,一年內總投資超過2500億元,可謂爆發式增長。

雖然前景看好,但畢竟是一條新路徑,在綠電轉綠氫,綠氫制綠氨和綠醇的過程中,效率逐漸遞減,最后付出的綠色溢價市場能否接受,技術是否過關,目前還缺乏完整的示范項目,更別說成熟的商業化運行。

一位業界人士對《環球零碳》表示,“風光氫儲氨醇一體化”絕對是未熱先卷,現在拼的就是成本和資金。很多央企介入,大多數是行政性的項目,與地方政府的“央地合作”是央企布局氫能的一條重要路徑,也有圈資源的成分。

數千億資本涌入新賽道

氫能是一種高能量密度且無污染的二次清潔能源,它可以用來發電,也可以幫助煉油、化肥、鋼鐵和水泥等重工業脫碳。無論是新能源企業,還是傳統化石能源企業,都紛紛布局綠氫產業鏈。

業界人士表示,今年年初,超過三分之一的央企布局了綠氫,到11月,則有超過一半以上的央企進入氫能領域。

顯然,氫能作為“新石油”的角色正在登場,氫能高效低成本的大規模應用也已經開始。

但是,氫氣儲運難、安全性差,是制約氫能產業發展的主要瓶頸。單純制綠氫無法實現大規模商業化,要突破氫能產業發展瓶頸,需要發展成熟、安全、高效的配套產業鏈,而綠氨和綠色甲醇,具有高能量密度、易于液化、儲運成本低、安全性高等優勢。

比如以氨為氫儲運載體,可以解決傳統氫能儲運的難題。而且,氨還有其他廣泛的應用,如制冷、采礦、制藥、水處理、塑料和纖維、減少氮氧化物(NOx)等。

但更關鍵的是,氨正在成為取代傳統化石燃料的新燃料,可成為固定式發電的零碳燃料,國際航運業也正在把氨作為脫碳的主要燃料。

國際可再生能源機構發布的《可再生氨創新展望》認為,到2050年,在1.5攝氏度的溫控情景下,全球綠氨的需求量估計將達到6.88億噸,是2025年預期需求量的三倍多,擁有數萬億市場規模。

正因為氨氣有這么多優勢,同時市場需求量又很大,氫氨之間的轉換又很容易,綠氫和空氣分離出的氮氣合成,就可以形成合成氨,所以綠氫轉綠氨就成為一個理所當然的產業鏈條。

2022年3月28日,赤峰市人民政府與遠景科技集團舉行戰略合作協議簽約儀式,依據協議,遠景科技集團將在赤峰市建設風光制綠氫綠氨一體化示范項目,總投資約為400億元。其中,該項目規劃年產152萬噸零碳工業氣體產品,一期項目將于兩年內投產。

這成為全球首個零碳氫氨項目。此后,也拉開了“風光氫儲氨醇一體化”項目瘋狂上馬的序幕。國內有數十個項目正在推進,總投資超過2500億元。

中石油、中石化、中煤、中能建、龍源等央企或子公司紛紛加入賽道,到目前,2023年國內風光制氫項目超30個,投資超百億的項目有超過6個。

中能建是布局項目最多的央企之一。9月26日,總投資296億的中能建松原氫能產業園(綠色氫氨醇一體化)項目正式開工建設。11月29日,該項目EPC中標候選人公示,其中包括:中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司、中國能源建設集團浙江省電力設計院有限公司、中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司。

項目規劃年產綠氫11萬噸,綠氨/醇60萬噸,配套建設電解槽裝備制造生產線、綜合加能站,設立氫能研究院,基本涵蓋制氫、儲氫、運氫、加氫、氫能化工、氫能裝備全產業鏈條。

項目一期建設內容包括:800MW風電光伏新能源、年產4.5萬噸電解水制氫裝置、20萬噸級柔性合成氨裝置和2萬噸綠色甲醇裝置。

除了這個項目外,中能建類似項目還包括(不完全統計):

中能建烏拉特中旗風光制氫制氨綜合示范項目,總投資23億元;

中能建位于玉門東建材化工工業園的風光氫儲及氫能綜合利用一體化示范項目,總投資76億元;

中能建與巴林左旗綠色氫基化工基地示范項目,總投資50億元。

其他上百億的項目也不少,以下是根據公開信息的不完全統計:

1,2023年1月18日,水木明拓氫能源科技有限公司與 (丹麥)托普索國際公司就國際氫能冶金化工產業示范區日產1800噸綠氨項目簽約。4月15日,國際氫能冶金化工產業示范區新能源制氫聯產無碳燃料配套風光發電一體化示范項目開工奠基。該項目項目總投資400億元,建設年產30萬噸新能源制氫、120萬噸綠氨、110萬噸氫直接還原鐵及配套建設500萬千瓦風力發電。

2,2023年4月5日,中電建簽約內蒙古滿洲里風光制氫一體化示范項目。該項目規劃建設1.5GW新能源發電項目,建設6萬噸/年制氫項目,總投資100億元,工程預計于2024年6月前開工建設,2025年12月末竣工投產。

3,2023年6月13日,內蒙古赤峰市政府與中廣核新能源投資(深圳)有限公司、揚州吉道能源有限公司舉行簽約儀式,三方正式簽約風光制氫100萬噸綠色甲醇項目,協議投資約260億元,項目將落地巴林左旗和阿魯科爾沁旗。

4,2023年6月27日,融科氫能、中國電建昆明院及豐鎮市人民政府共同簽署了年產5萬噸綠氫暨氫能裝備產線項目投資協議。項目總投資約330億元。

5,2023年6月30日,中南電力設計院中標中煤50萬噸年離網型風光制氫合成綠氨技術示范項目立塔測風服務項目。該項目建設地點為鄂爾多斯市烏審旗,規劃建設50萬噸/年離網型風光制氫合成綠氨,項目總投資約245億元,計劃2024年4月開工建設,2026年3月全面投產,規劃制氫產能9萬噸/年。

比拼組織能力和系統能力

盡管“風光氫儲氨醇一體化”賽道很熱,但氫能產業的普遍虧損,加上對技術要求和新能源系統協同能力的把控,讓其中的企業,特別是那些沒有能源背景,只是憑膽大錢多的企業面臨著進退之難。

亞化咨詢研究表明 ,現有風光氫儲氨醇一體化項目具有以下特點:

一是投資規模大。一個典型的風光氫儲氨醇一體化項目,配置的500MW風光單元就需25億元投資。加上制氫單元和化工單元, 整個項目的投資約為50億元左右。

二是由于風電和光伏良好的互補效果,大部分一體化項目同時配備風電場和光伏電站。也有少量項目只配置風電場,或者只配置光伏電站。

三是一般只配置低比例儲能,風光綠電僅有少量上網(或者完全自用)。隨著可再生能源柔性制氫技術的發展,對于綠電僅有少量上網的風光氫儲氨醇一體化項目,低比例的儲能已經足以滿足項目運行需要。

四是需要合理配置電化學儲能和儲氫罐的比例,以實現總投資最優的同時,確保下游化工裝置的運行經濟性和安全性。因此, 風光氫儲一體化的優化調度顯得尤為重要。

五是風光氫儲氨醇一體化項目大部分 選擇綠色甲醇或者綠氨其中一種作為下游化工裝置,也有部分項目把 綠氫作為產品,出售給合作的化工企業。

對于這些特點,除了需要資金實力之外,企業的系統集成能力也非常重要。這類項目對電力價格依賴非常嚴重,甚至可以說,電力價格決定了下游制氫和氨醇合作價格。

這個過程不僅涉及上游風光等電源的出力預測和高效管理,還有中間部分電氫協同,儲能和風光的協同,以及下游對新能源的消納協同。

系統的協同能力和技術創新能力,決定了綠氫、綠氨、綠色甲醇的價格高低,也決定了未來的市場競爭力。

像遠景科技集團這種橫跨風電、儲能、能源物聯網,具有新能源系統一體化垂直集成能力的企業,在 “風光氫儲氨醇一體化”項目中會更有優勢。


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