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“新能源+”多点开花:绿氢、绿醇产业按下“加速键”

日期:2023-12-29    来源:运达股份

国际新能源网

2023
12/29
09:01
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关键词: 能源行业 绿醇产业 绿氢技术

碳中和背景下,以风电、光伏为代表的新能源发展态势强劲。然而,随着波动性、间歇性特征明显的新能源渗透率不断提升,新能源“消纳难”“输送难”“储能难”等问题愈演愈烈。能源行业上下游企业纷纷将目光瞄向“新能源+”,以期通过技术创新、产业投资和商业模式探索,不断拓宽绿色能源技术综合应用场景,解决新能源的消纳问题,助力碳中和和净零排放目标的早日实现。

绿电制绿氢:掌握21世纪的“终极能源”

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,对于促进可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能,推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义。氢气燃烧过程中不会排放温室气体,且燃烧产生的热值较高,可以通过能源载体和循环碳经济实现可持续利用,因而被称为“21世纪的终极能源”。据国际氢能委员会预测,2030年,全球氢能领域直接投资将从2022年的2500亿美元上升至5000亿美元,到2050年,氢经济的市场规模将达到2.5万亿美元,氢能将满足全球18%的能源需求。

按生产工艺划分的氢气种类

资料来源:国际可再生能源署

鉴于氢能广阔的应用场景和庞大的产业链价值,全球氢能开发与利用不断提速,美国、欧盟、中国等全球主要经济体相继推出氢能长期发展规划,加速布局氢能全产业链,推动可再生能源制备绿氢技术发展。据彭博新能源财经统计,截至2023年7月,全球已有44个国家发布氢能战略,其中有21个国家已确定电解槽目标,到2030年总装机容量将达到115GW。

我国于2022年3月发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确氢的能源属性,首次将氢能定位为未来国家能源体系的重要组成部分。随后,相关部委和多个省(区、市)相继出台指导氢能发展的规划或指导意见,为支撑氢能全链条发展提供创新指引,其中《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》作为首个国家层面氢能全产业链标准体系建设指南,明确了近三年部署核心标准制订和国际标准化提升“两大行动”,并从氢能制备、储存、运输、加注及应用等环节搭建标准体系框架,为推动氢能产业高质量发展按下“加速键”。

绿氢储能技术及应用路线

目前全球制氢技术方式主要有煤制氢、天然气制氢、工业富产氢等,其中利用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源电解水制取的氢气被称为绿氢,包括绿电制氢和生物质制氢。绿氢制备过程完全零碳排放,且可以通过与可再生能源耦合,解决大规模可再生能源就地消纳问题,同时为电网提供大规模调峰和跨季节、跨地域储能解决方案。我国是世界上最大的制氢国,发展绿氢产业条件良好、前景广阔,但目前受到电解水制氢能耗高、电价成本过高、可再生能源稳定性不足等因素影响,绿氢产业化进程总体呈现热情高、限制大、应用窄的态势。其中,电价高、电耗大是当前制约绿氢发展的主要因素,随着电解槽及风能、太阳能发电等可再生能源技术的不断提升,未来绿氢制备成本将进一步下降,绿氢占比有望快速提高,并逐步取代灰氢等,成为实现碳中和的最重要技术之一。

推广应用绿色甲醇:未来极具潜力的脱碳燃料

甲醇是一种低碳燃料,可在常温常压下运输和使用,具有安全高效、排放清洁、成本较低的特点,与石油天然气相比不但可以减碳,而且可以摆脱资源约束。早在上世纪二十年代,甲醇汽油便以车用燃料的形式出现在人们视野,至今已被人类利用了上百年。2023年,包括马士基、中远海运、达飞轮船等在内的多家全球航运公司宣布将用绿色甲醇作为替代燃料,我国甲醇船舶订单激增、甲醇汽车推广进展迅速、亚运会历史上首次用绿色甲醇作为火炬燃料……使得绿色甲醇快速跃上“风口”。

甲醇的主要生产路线

资料来源:国际可再生能源署

国际上普遍认为,当生产甲醇的所有原料和能源都来自生物质、太阳能、风能等可再生能源时,所合成的甲醇可标注为绿色甲醇。绿色甲醇室温常压下为液体,易于储存和运输,可作为各类化学制品的原料,以及运输、烹饪、取暖和发电的燃料;此外,绿色甲醇可以与不稳定的风能、太阳能等形成多能互补,将丰富的可再生能源以液体的形式储存起来,避免“弃风弃光”或建设高成本的化学储能系统。因此,在当前全球应对气候变化的背景下,绿色甲醇被视为未来极具潜力的脱碳燃料,将成为解决能源结构问题最合理的解决方案,以及实现碳中和目标的重要且必要举措之一。

2050年甲醇产量预测

资料来源:国际可再生能源署

目前绿色甲醇的价格取决于技术成本和可再生能源的电价,其中二氧化碳加氢转化及电解水制氢等技术成本占比为30%,剩下70%为可再生能源的电价。随着风电、光伏等可再生能源电力成本下降,绿色甲醇价格也将随之下降,另一方面,随着国家碳交易机制不断完善、碳税补贴等相继实施,绿色甲醇的环保和经济价值将日益凸显。截至2022年底,全球甲醇产能已经超过1.79亿吨,国内产能已经超过1亿吨,占全球总产能将近58%。国际可再生能源署根据《能源转型环境》预计,2050年全球甲醇年产量将达到5亿吨,其中绿色甲醇产量有望达到3.85亿吨。以此推算,全球还需要建设近300条百万吨级以上的甲醇产线,绿色甲醇行业的市场前景广阔,将成为推动可再生能源发展和应对气候变化的重要力量。

面对气候危机,没有国家可以独善其身,国际社会必须尽快推动建立公平有效的气候变化全球应对机制,世界各国应该加强团结、推进合作,共同推动“新能源+”等业务模式发展,携手推进绿氢、绿醇等绿色低碳技术创新应用,构建一个绿色低碳的能源体系,助力全球经济社会可持续发展。

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