根據公告介紹,2018 年,寶豐能源聯(lián)合燕寶慈善基金會(huì )捐贈 1 億元成立了“清華大學(xué)全球氣候變化和綠色發(fā)展專(zhuān)項基金”,支持以謝振華大使為首的專(zhuān)家開(kāi)展綠色低碳發(fā)展和應對全球氣候變化的相關(guān)研究,推動(dòng)清潔、低碳能源轉型和全球氣候治理進(jìn)程。寶豐能源于 2019 年啟動(dòng)了 200MW 光伏發(fā)電及 2 萬(wàn)標方/小時(shí)電解水制氫儲能及綜合應用示范項目,目前已部分建成并已投入生產(chǎn),項目建成后將年產(chǎn)氫氣 1.6 億標方/年,副產(chǎn)氧氣0.8億標方/年。該項目采用“新能源發(fā)電+電解水制取綠氫綠氧直供煤化工”的新模式,將所產(chǎn)氫氣、氧氣直接送入化工裝置,實(shí)現新能源替代化石能源,開(kāi)辟了一條經(jīng)濟可行的實(shí)現碳減排的科學(xué)路徑。
技術(shù)可行性分析:寶豐能源 200MWp 光伏發(fā)電及 20000 標方/小時(shí)電解水制氫示范項目已于 2021 年初部分建成并投入試生產(chǎn),通過(guò)連續 168 小時(shí)的標準運行調試,設備及產(chǎn)品的安全、質(zhì)量、成本可控,綜合成本可以控制在 1.34 元/標方,所產(chǎn)氫氣也成功進(jìn)入公司烯烴生產(chǎn)系統,達到預定目標。
經(jīng)濟可行性分析:寶豐能源規劃用逐年提取的折舊資金分步投資建設光伏發(fā)電及電解水制氫項目。按完全用折舊資金投資、自有資金不計利息計算,光伏發(fā)電設備每瓦2.3 元,按 25 年折舊期計算,每瓦每年折舊 0.092 元;每瓦每年光照 1700 小時(shí),可以發(fā) 1.7 度電,度電折舊 0.054 元;度電人工、維護、土地租賃費約 0.014 元;因制氫設備是連續運行,光伏只能白天發(fā)電,按光伏發(fā)電上網(wǎng)調峰費每度 0.1 元、53%發(fā)電 量 上 網(wǎng) 計 算 , 平 均 每 度 電 調 峰 費 0.053 元 ;總 度 電 成 本 為 0.121 元(0.054+0.014+0.053)。根據公司現有制氫設備的運行情況,制 1 標方氫氣需要 5.2度電,用電成本為 0.63 元;制氫設備的折舊、人工、輔助等,每標方氫約 0.07 元。每方氫氣的成本可控制在 0.7 元,與目前化石能源制氫成本每標方 0.6 元接近。
寶豐能源計劃通過(guò) 20 年的時(shí)間,實(shí)現以新能源制取的“綠氫”替代原料煤制氫,以新能源制取的“綠氧”替代燃料煤制氧,使公司不受煤炭資源的制約,并能保持成本的穩定性;實(shí)現二氧化碳近零排放,環(huán)境容量不受限制,為公司發(fā)展提供了無(wú)限空間。
光伏制氫,還有多大發(fā)展空間?
后疫情時(shí)代,綠色復蘇與重視新能源已成為全球多數國家的發(fā)展共識。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì )副會(huì )長(cháng)、氫能分會(huì )會(huì )長(cháng)魏鎖表示,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),對我國減少油氣對外依賴(lài),提高能源安全水平,減少大氣污染排放,改善生態(tài)環(huán)境,有著(zhù)重大現實(shí)意義。
英國石油公司BP最新發(fā)布的《世界能源展望》中指出,到2050年,氫能占終端能源消費總量比例或將增長(cháng)16%,其中電解水制氫將成供氫主體,中國的電解水制氫率先采用可再生能源,據中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書(shū)顯示,到2050年,我國可再生能源電解制氫將占氫氣供應結構的70%。
我國光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展,一毛錢(qián)一度電已經(jīng)成為現實(shí)。據初步計算,在光照好的地方,光伏制氫的電力成本約1毛5分錢(qián),大幅低于現在制氫的電力成本,光伏制氫的競爭力也將逐漸增強,市場(chǎng)空間也將全面展現。
光伏制氫,技術(shù)路線(xiàn)有哪些?
光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統所發(fā)直流電直接供應制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統相比傳統電站減少了逆變和升壓的過(guò)程,主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎、接地裝置等,光伏組件可根據制氫站輸入電壓和電流要求進(jìn)行串、并連配置,從而提高系統效率。電解水制氫目前技術(shù)成熟、設備簡(jiǎn)單,運行和管理較為方便,制取氫氣純度較高,無(wú)污染,主要有3種技術(shù)路線(xiàn)。堿性電解槽制氫。該種電解槽的結構簡(jiǎn)單,適合大規模制氫,價(jià)格較便宜,效率偏低約70%~80%,主要設備包括電源、陰陽(yáng)極、橫膈膜、電解液和電解槽箱體組成,電解液通常為氫氧化鈉溶液,電解槽主要包括單極式和雙極式。聚合物薄膜電解槽(PEM Electrolyzer)制氫。效率較堿性電解槽效率更高,主要使用了離子交換技術(shù)。電解槽主要由聚合物薄膜、陰陽(yáng)兩電極組成,由于較高的質(zhì)子傳導性,聚合物薄膜電解槽工作電流可大大提高,從而提升電解效率。隨著(zhù)質(zhì)子交換膜、電極貴金屬技術(shù)進(jìn)步,聚合物薄膜電解槽制氫成本將會(huì )大大降低。固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫??稍诟邷叵鹿ぷ?,部分電能可由熱能替代,效率高、成本低,固體氧化物電解槽是三種電解槽中效率最高的設備,反應后的廢熱可與汽輪機、制冷系統進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)利用,提升效率,可達到90%。