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光伏企业为何要脚踩光伏、氢能两条船?
光伏电价不断创新低推动绿氢发展
光伏企业开展氢能业务还具有独特的产业优势。与用化石燃料制灰氢、蓝氢不同,用清洁能源电解水制绿氢,其生产过程基本不产生温室气体,是更为清洁的氢气,而目前我国绿氢占比仅为4%。在我国太阳能富集区域发展光伏电解水制氢,还可以有效解决弃光现象,避免资源浪费,同时也可降低制氢成本。从中长期看,可再生能源成本仍有大幅下降空间,如按每千瓦时0.11元电价计算,电解水制氢成本将至少下降一半,与化石能源制氢相比更具竞争力。
行业分析机构标普全球普氏援引PhilippeMalbranche的话称,目前,可再生能源电解水制氢项目成本的2/3都来自于电解水所需的能耗,另1/3则来自于电解槽。这意味着,风电、光伏等可再生能源本身的发电成本是目前绿氢生产成本的主要来源,要降低绿氢成本,重点就在于降低绿电成本。
“实际上,目前,部分国家、部分地区的光伏发电成本已经能够达到0.01美元-0.12美元/千瓦时,这一光伏发电报价已经足够让绿氢具备经济性以及大规模发展的潜力,这也让光伏制氢达到了规模化发展的‘临界点’。”Philippe Malbranche称。
以海湾地区为例,据国际可再生能源署测算,2020年初,卡塔尔电力与水电公司的光伏电站项目成交电价已低至0.0157美元/千瓦时,低廉的光伏成本已有望让海湾地区成为绿氢出口热土。
不仅如此,根据标普全球普氏今年8月发布的一份评估报告,在澳大利亚南部地区,部分时段存在光伏发电过剩的现象,利用光伏发电生产氢气与氨气能够消耗掉过剩电力,绿氢、绿氨项目甚至抵消了部分电力消纳成本,这也让光伏制氢的经济性进一步提高。
在此情况下,随着全球电解水制氢装备制造成本逐步下降,光伏制氢成本将有望突破2美元/千克大关,降至1.5美元-2美元/千克的水平,较目前普遍高于3美元/千克的生产水平大幅下降。
2025年前光伏制氢成本或再降五成
在电解槽方面,据伍德麦肯兹最新发布的预测,到2025年,全球碱性电解槽制氢和质子交换膜电解槽制氢成本预计将分别下降35%和50%,固体氧化物水电解槽成本预计“也将在未来六至八年里出现显著下降”。该机构分析认为,电解水制氢规模、市场参与者的增加以及更高的自动化程度都将成为推动电解槽制造降本的因素。
Bridget vanDorsten表示,项目初始投资的减少将有助于降低氢气的生产成本,加上市场上愈加廉价的可再生能源采购协议和绿电利用水平,具有竞争力的可再生能源电解水制氢市场潜力已经开始释放。比如,在可再生能源资源丰富的国家,可再生能源电力成本甚至有望进一步降至0.01美元/千瓦时的水平,绿氢成本也能随之稳定在1美元/千克的水平。
随着全球各国不断扩大光伏装机量,光伏制氢项目也在不断上马,业界普遍预测,未来十年内光伏制氢市场规模将进一步扩大,甚至有望“反哺”光伏,成为推动全球光伏装机增长的新动力。
根据国际能源署发布的数据,截至2020年,全球电解水制氢产能约为30万千瓦,其中所用能源主要是可再生能源电力。另外,从目前各国已规划的绿氢新项目来看,总计约有30个国家规划了新的电解水制氢产能,预计到2026年,全球电解水制氢产能将达到1700千瓦时,可推动可再生能源电力额外新增1800万千瓦以上的装机量。其中,中国、智利、西班牙以及澳大利亚将成为未来五年内可再生能源制氢新增产能的主导力量,市场份额将占到全球总量的85%以上。
当前,无论是从技术储备还是产业规模而言,氢能产业都走到了爆发的临界点。在不少光伏企业看来,只有提前布局氢能,才能赢得未来。但与光伏不同,氢能产业链条更长,技术要求更高,且缺乏清晰的商业模式,还需在政策与资本的助推下,实现技术与商业化的持续突破,氢能崛起注定是一场持久战。
对于光伏企业来说,要啃下氢能这块“硬骨头”,需要拿出“二次创业”的决心。
Warum sollten Photovoltaik-Unternehmen auf die beiden Schiffe Photovoltaik- und Wasserstoffenergie einsteigen?
Photovoltaik-Unternehmen verankern vor allem Wasserstoff, um neue Wachstumsfelder zu eröffnen. Als saubere, effiziente,
sichere und nachhaltige neue Energie gilt Wasserstoff-Energie als eine der potenzialsten Energiearten des 21sten Jahrhunderts und hat ein enormes Marktpotenzial in den Bereichen Energie, Verkehr und industrielle Produktion. In 2020-Jahren wird Chinas
Wasserstoffproduktion 20,5 Millionen Tonnen erreichen. Nach der Vorhersage der chinesischen Wasserstoff-Energie-Allianz, um 2050, Wasserstoff-Energie wird mindestens 10% von Chinas Terminal-Energiesystem ausmachen, die Nachfrage nach Wasserstoff ist nahe
60 Millionen Tonnen, und der jährliche Output-Wert der industriellen Kette beträgt etwa 12 Billionen Yuan.
Auch für Photovoltaik-Unternehmen ist die von verschiedenen Regionen intensiv herausgegebene Politik der Wasserstoff-Energiewirtschaft
verführerisch. Im vergangenen Jahr haben Kommunen die Wasserstoffenergieindustrie aktiv organisiert. Derzeit haben mehr als zehn Provinzen einschließlich Shanghai, Peking, Shandong, Chongqing und Tianjin Pläne veröffentlicht, um die Entwicklungsziele
der Wasserstoffenergieindustrie zu klären, Anreize für die industrielle Entwicklung zu formulieren und umzusetzen und Wasserstoffbrennstoffzellenindustrie entsprechend den lokalen Bedingungen zu entwickeln. Diese Maßnahmen werden technologische Durchbrüche
im Vorfeld fördern und die Entwicklung nachgelagerter Anwendungen und Infrastrukturen vorantreiben. Photovoltaik-Unternehmen mit grenzüberschreitender Wasserstoffenergie können mehr staatliche Unterstützung erhalten und Anlaufkosten senken.
Auch
Photovoltaik-Unternehmen haben einzigartige industrielle Vorteile bei der Entwicklung des Wasserstoffenergiegeschäfts. Anders als bei der Produktion von grauem Wasserstoff und blauem Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen produziert der Produktionsprozess
von grünem Wasserstoff aus sauberem elektrolytischem Wasser im Grunde keine Treibhausgase, das ist sauberer Wasserstoff. Derzeit beträgt der Anteil an grünem Wasserstoff in China nur 4%. Die Entwicklung der photovoltaischen elektrolytischen Wasserstoffproduktion
in Chinas Solarenergie-Anreicherungsgebieten kann auch das Phänomen der Lichtaufgabe effektiv lösen, Ressourcenverschwendung vermeiden und die Kosten der Wasserstoffproduktion senken. Mittel- und langfristig können die Kosten für erneuerbare Energien
noch deutlich gesenkt werden: So werden beispielsweise aufgrund des Strompreises von 0,11 Yuan pro kWh die Kosten für die Wasserstoffproduktion aus elektrolytischem Wasser um mindestens die Hälfte gesenkt, was im Vergleich zur Wasserstoffproduktion aus
fossilen Energien wettbewerbsfähiger ist.
Photovoltaik-Strompreis auf einem neuen Tiefstand, um die Entwicklung von grünem Wasserstoff zu fördern
Auch Photovoltaik-Unternehmen haben einzigartige industrielle
Vorteile bei der Entwicklung des Wasserstoffenergiegeschäfts. Anders als bei der Produktion von grauem Wasserstoff und blauem Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen produziert der Produktionsprozess von grünem Wasserstoff aus sauberem elektrolytischem
Wasser im Grunde keine Treibhausgase, das ist sauberer Wasserstoff. Derzeit beträgt der Anteil an grünem Wasserstoff in China nur 4%. Die Entwicklung der photovoltaischen elektrolytischen Wasserstoffproduktion in Chinas Solarenergie-Anreicherungsgebieten
kann auch das Phänomen der Lichtaufgabe effektiv lösen, Ressourcenverschwendung vermeiden und die Kosten der Wasserstoffproduktion senken. Mittel- und langfristig können die Kosten für erneuerbare Energien noch deutlich gesenkt werden: So werden beispielsweise
aufgrund des Strompreises von 0,11 Yuan pro kWh die Kosten für die Wasserstoffproduktion aus elektrolytischem Wasser um mindestens die Hälfte gesenkt, was im Vergleich zur Wasserstoffproduktion aus fossilen Energien wettbewerbsfähiger ist.
Der Industrieanalyst S.P global Platts zitierte Philippe Malbranch, dass gegenwärtig 2,3 der Kosten für das elektrolytische Wasser-Wasserstoff-Produktionsprojekt erneuerbarer Energien aus dem Energieverbrauch stammt, der von elektrolytischem
Wasser benötigt wird, und das andere 1,3 von elektrolytischer Zelle stammt. Dies bedeutet, dass die Stromerzeugungskosten erneuerbarer Energien wie Windkraft und Photovoltaik die Hauptquelle für die Erzeugungskosten für grünen Wasserstoff sind. Um die
Kosten für grünen Wasserstoff zu senken, liegt der Fokus auf der Senkung der Kosten für grünen Strom.
"Tatsächlich können die Kosten für die Photovoltaik-Stromerzeugung in einigen Ländern und Regionen derzeit US$0,01-0,12/kwh
erreichen. Diese Notierung für Photovoltaik-Stromerzeugung reicht aus, um grünen Wasserstoff wirtschaftlich zu machen und das Potenzial für eine großflächige Entwicklung zu haben, wodurch auch die Photovoltaik-Wasserstoff-Produktion den "kritischen Punkt"
der großflächigen Entwicklung erreicht." Philippe Malbranch sagte.
Am Beispiel der Golfregion ist laut Berechnung der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien Anfang 2020 der Transaktionspreis für das Photovoltaik-Kraftwerksprojekt
des katarischen Strom- und Wasserkraftunternehmens bis zu US$0,0157/kwh gewesen, und die niedrigen Photovoltaik-Kosten werden die Golfregion zu einem heißen Land für den Export von grünem Wasserstoff machen.
Darüber
hinaus gibt es laut einem Bewertungsbericht, der von S.P global Platts im August dieses Jahres veröffentlicht wurde, einen Überschuss an Photovoltaik-Stromerzeugung in einigen Perioden in Südaustralien. Die Nutzung von Photovoltaik-Stromerzeugung zur
Herstellung von Wasserstoff und Ammoniak kann überschüssigen Strom verbrauchen. Grüner Wasserstoff und grüne Ammoniak Projekte kompensieren sogar einige Stromverbrauchskosten, was die Wirtschaftlichkeit der photovoltaischen Wasserstoff-Produktion weiter
verbessert.
In diesem Fall wird mit dem allmählichen Rückgang der Herstellungskosten von globalen elektrolytischen Wasserwasserstoff-Produktionsanlagen erwartet, dass die Kosten der photovoltaischen Wasserstoff-Produktion
die Marke $2,kg überschreiten und auf das Niveau von $1,5,2,kg fallen, das deutlich niedriger ist als das aktuelle Produktionsniveau im Allgemeinen höher als $3,kg.
Bis 2025 können die Kosten der photovoltaischen Wasserstoffproduktion
um weitere 50%gesenkt werden
In Bezug auf Elektrolysator wird gemäß der neuesten Vorhersage, die von Holz Mackenzie veröffentlicht wurde, bis 2025 erwartet, dass die globalen Kosten der Wasserstoffproduktion durch alkalischen
Elektrolysator und Protonentauschmembranelektrolysator um 35% bzw. 50% sinken, und die Kosten für Festoxid-Wasser-Elektrolysator werden voraussichtlich "auch in den nächsten sechs bis acht Jahren signifikant sinken". Nach der Analyse der Agentur werden
das Ausmaß der Wasserstoffproduktion aus elektrolytischem Wasser, der Anstieg der Marktteilnehmer und ein höherer Automatisierungsgrad Faktoren sein, die die Kostensenkung bei der Herstellung von elektrolytischen Zellen fördern.
Bridget van dorsten sagte, dass die Reduzierung der anfänglichen Investition des Projekts dazu beitragen wird, die Produktionskosten von Wasserstoff zu senken. Beispielsweise wird in Ländern, die reich an erneuerbaren Energiequellen sind, sogar
erwartet, dass die Kosten für erneuerbare Energie weiter auf das Niveau von US $0,01/kwh sinken, und die Kosten für grünen Wasserstoff können sich dann auf dem Niveau von US $1 bis kg stabilisieren.
Während Länder auf
der ganzen Welt ihre Kapazitäten für Photovoltaik-Anlagen weiter ausbauen, werden auch Projekte für die Produktion von Photovoltaik-Wasserstoff gestartet. Die Branche prognostiziert im Allgemeinen, dass das Ausmaß der Photovoltaik-Wasserstoff-Produktion
in den nächsten zehn Jahren weiter zunehmen wird. Es wird sogar erwartet, dass sie Photovoltaik "zurückspeisen" wird und zu einer neuen treibenden Kraft wird, um das Wachstum der globalen Photovoltaik-installierten Kapazität zu fördern.
Nach den von der Internationalen Energieagentur veröffentlichten Daten beträgt die globale Wasserstoffproduktionskapazität von elektrolytischem Wasser bis 2020 etwa 300000 kW, wovon die Energie hauptsächlich erneuerbare Energie ist.
Darüber hinaus haben insgesamt rund 30-Länder neue Wasserstoffproduktionskapazitäten aus elektrolytischem Wasser geplant. Es wird geschätzt, dass bis 2026 die globale Wasserstoffproduktionskapazität aus elektrolytischem Wasser 1700 kwh erreichen wird,
was die zusätzliche installierte Kapazität erneuerbarer Energien von mehr als 18-Millionen KW fördern kann. Unter ihnen werden China, Chile, Spanien und Australien in den nächsten fünf Jahren zu den führenden Kräften bei der neuen Kapazität der Wasserstoffproduktion
aus erneuerbaren Energien werden, und der Marktanteil wird mehr als 85% der globalen Gesamtsumme ausmachen.
Gegenwärtig hat die Wasserstoffenergieindustrie sowohl hinsichtlich der technischen Reserven als auch des industriellen
Umfangs den kritischen Explosionspunkt erreicht. Aus Sicht vieler Photovoltaik-Unternehmen kann nur das Layout der Wasserstoffenergie im Vorfeld die Zukunft gewinnen. Im Gegensatz zur Photovoltaik ist die Wasserstoffindustrie jedoch länger, die technischen
Anforderungen sind höher und es fehlt an einem klaren Geschäftsmodell. Es ist auch notwendig, einen kontinuierlichen Durchbruch in Technologie und Kommerzialisierung mit Hilfe von Politik und Kapital zu erreichen. Der Aufstieg der Wasserstoffenergie ist
ein langwieriger Krieg.
Für Photovoltaikunternehmen, um den "harten Knochen" der Wasserstoffenergie zu knabbern, müssen sie die Entschlossenheit des "sekundären Unternehmertums" zeigen.