风电成为绿氢降本的突破口
风电正逐渐成为国内绿氢项目的选择主力。
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绿氢成本受限于电价、设备利用率等多种因素
电价、折旧是绿氢高成本的两个主要支撑。以某15 WM的电解水制氢项目测算模型为例,电力成本占比高达80%~90%,折旧成本占10%左右,其他运营成本不足5%。
其中,电价是现阶段实现绿氢降本的核心制约。
当电价为0.3元/kWh时,假设碱性电解制氢一年工作8000小时,制氢成本约达21元/kg,其中电费占比约89%。
设备利用率低、折旧高,也是绿氢成本的一大来源。
风电、光伏的昼夜周期性变化使电解槽难以持续满负荷运行,以工作时长来算电解槽等设备的年利用率一般达不到70%。
以0.2元/kWh电价时为例,电解槽年工作时长2000小时下绿氢成本高于21元/kg,当工作时长达到8000小时则绿氢成本可降至15元/kg水平。
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风电技术发展超出预期,多维度推动绿氢成本下降
国内风力发电降本路径相对清晰,推动制氢成本下降。
水电规划总院数据显示,随着7~10 MW大容量风机技术开始列装,2024年国内风电平均单位造价平均约4.2元/W,下降6.7%,风电平准化成本降至平均约0.18元/kWh。
某些风电项目或正在迎来0.1元/kWh时代,如2024年内蒙古某项目风电工程EPC总包最低中标价2.15元/W。
风电突出的年利用小时数优势进一步增强了绿氢的经济性。
相较于光伏发电,风电的年等效利用小时数普遍更长,例如在中国西北等资源丰富区域,风电年利用小时数可超过2200小时,内蒙古部分地区可达4000小时,显著高于光伏的约1500小时。若风电支撑制氢项目年工作达到4000小时,度电成本0.1元/kWh,则风电制氢的成本可以预见降至约10元/kg。
03
风电正逐渐成为国内绿氢项目的选择主力
近年来国内风电制氢项目占比正逐渐升高。
从项目数量看,2024年新建成的电解水制氢项目中,约五成选择光伏作为可再生电力来源,近二成选择风电,其余项目选择风电/光伏方案,使用了风电的项目相较2023年数量占比有所提升。
从产能情况看,2024年新增电解水产能中,超过四成选择光伏,相较2023年的近六成大幅下降;选择风电、风电/光伏方案的合计超过五成,相较2023年的合计仅约三成发生了大幅提升。风电在2024年成长为电解水制氢项目的主力绿电类型之一。
短期来看,三北地区将成为中国电解水制氢产能主要聚集地,风电制氢或风光一体化制氢占比将逐渐升高。
一方面,新疆、宁夏、内蒙古等地是中国光伏资源或风能资源最丰富的地区之一,光伏及风电可利用小时数高,对氢气综合成本的快速下降具有重要作用。
另一方面,新疆、宁夏、内蒙古等地分别为中国油气、煤化工基地省份,分布有油气加工、甲醇生产等一系列用氢装置,可对绿氢的大规模工业应用进行技术验证并对绿氢实现有效消纳。
长期来看,东部沿海有潜力发展为中国绿氢产能的重要支撑,而风电制氢为东部主要模式。
东部沿海各省陆上及海上风电资源丰富,部分地区等效利用小时数超过3000小时水平,有利于降低制氢成本;其次是东部地区炼化、甲醇等用氢场景集中,东部沿海地区的氢气需求占到全国的50%以上,且沿海港口众多,对外的氢基能源贸易也将率先起步。
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技术突破仍是风电制氢发展的必要条件
尽管风电制氢具备显著经济性等方面的优势,相较于光伏制氢,风电制氢在技术等方面也仍存在一些难点。
其一,风电风速变化波动快,要求电解槽具备更快的动态响应能力。其二,大型风电基地多位于偏远地区,冬季低温、用水、氢气外输等需要针对性的解决方案。其三,系统协同效率低。传统运行策略下电解槽启停频繁,会缩短寿命并增加维护成本。
三大技术方向或正成为突破口。如一是电解槽材料与结构的创新。二是智能化控制系统升级。三是风光氢储系统集成优化。
来源:能景研究
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原文标题 : 风电正在成为绿氢降本的突破口