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“绿氢”的商业逻辑

2023/03/13
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在化石燃料和人造核聚变之间,我始终认为会有一个氢时代。当前有个怪现象,一方面坚信“人造小太阳”的宏伟愿景,一方面却放不下诟病氢能短板的执念,这是当前很多“产业人”和“投资人”营造出来的奇怪氛围。虽然脱不开能源,我主观上并不太喜欢把氢称为“氢能”,而更愿意称之为“氢产业”。因为能源领域并不是氢的唯一,氢除了承担了能源的功能,在交通(燃料电池汽车)和储能等领域有用武之地外,更大的天地在与工业,这一点与光伏、锂电池的成熟路径是完全不同的。

光伏、锂电,自始至终都奔着唯一一个目标,那就是电力,起起伏伏好多年,能够走到今天,完全依靠的是大力出奇迹,最终在规模和成本之间找到了产业突破的奇点。而氢的空间则要大很多,氢产业短期的市场空间来自于工业,以“双碳”之名的“绿氢”替代"灰氢";而长期增量空间,则是我们一直关注的氢能汽车、氢冶金等想象空间更大的领域。氢气在工业领域的制备和应用推广普及,必然会加速产业和技术的成熟度,也会同步提升氢能在交通领域的技术成熟度,起到互相促进的作用。这一点,为氢产业的发展又增加一分确定性。

我始终相信,未来氢产业会与新能源发电紧密耦合,与大规模光伏发电和风力发电配套,新能源电解水制"绿氢"将成为发展趋势。也许很多人会质疑其中的商业逻辑,什么储运难度高啦,转化效率低啦,成本算不过账啦……其实想想,当年的光伏、锂电,又有几个在商业逻辑上是成立的呢?再看看当下的光伏和风电行业,2022年全国风电、光伏发电新增装机量1.25亿千瓦,持续创历史新高。这种疯狂也持续影响了上游,前两天看到一则数据,2022年以来,光伏组件TOPCon技术路线,规划建设产能接近400GW。再想想,当前的新能源的疯狂,又有多少靠谱的商业逻辑支撑呢?可以明确的一点就是,新能源电价成本将持续下降,风电和光伏消纳问题将更加严峻,余电充分利用用来制氢,将具有巨大的市场空间。这一点,为氢产业的发展又增加一分确定性。

那么“绿氢”价格下降的空间在哪里呢?技术提升是成本下降的核心驱动力,规模效应是成本下降的必须保障。技术提升不确定性很高,也是一个周期很长的过程,就像光伏和锂电,突破了二十多年,还在炒钙钛矿的概念,还把磷酸铁锂奉为圭臬……所以今天就不讨论技术问题,聚焦在规模效应上。

从电解水制氢的成本构成来看,主要在于电费和设备折旧,其中电费占比70%-90%, 折旧占比10%-30%。所以电价和设备是影响"绿氢"价格的两个主要因素。第一个降价的驱动力就是电价,如同上面提到的,上游新能源发电的疯狂,会把电力消纳的压力传导给下游,新能源电价会一降再降,但即便再低的价格,也总比弃风弃光要划算的多。根据行业测算,当光伏发电制氢电价控制在0.15元/kWh以下时,制氢成本将与化石能源制氢具有可比性。0.15元/kWh的电价成本,看起来mission impossible,但是在上游的推动下,以及离网制氢的趋势下,也不是那么遥不可及。

第二个降价的驱动力就是制氢设备,目前产业中“绿氢”的比例还低的可怜,2022年中国电解槽总出货量不过800MW,百十台左右,特别是新能源制氢,都还处在示范工程阶段,价格贵是必然的。未来如果电解槽需求量提升到千台、万台的数量级,这种规模效应带来的成本效应,会是氢价格下降的强大驱动力。连光伏巨头都参与进来了,隆基发布新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品,在直流电耗满载状况下可低至4.3kwh/Nm3,在不同场景下的单位制氢成本(LCOH)将大幅降低。制氢LCOH降低2.7%,每年可节约电费6.4%,相当于减少初始投资25%

数据来源:东吴证券还有一个问题,光伏、风电新能源充沛的区域,都集中在西北华北地区,即便通过制氢,绿电消纳了,那绿氢如何消纳?我们来看一个案例:2月16日,鄂尔多斯市风电光伏融合绿氢示范项目开工,是全球最大规模的绿氢耦合煤化工项目。光伏和风电装机规模分别为270兆瓦和450兆瓦,利用天阳能和风能发电制取氢气,年制氢规模3万吨、制氧24万吨,用于配套鄂尔多斯煤炭深加工降碳,预计可减少二氧化碳排放量143万吨/年。中石化、三峡能源、中煤等多家大型企业都在布局万吨级/年以上绿氢与工业耦合示范项目。

目前,类似的项目,将绿氢绿电与工业耦合,在西北华北等风光资源丰富、绿电消纳问题严重的地区,已经形成了燎原之火。内蒙、甘肃省、宁夏等地区,都出台了可再生能源制氢、耦合化工的产业推动政策。

从各地的政策看,氢绿电与工业耦合是大趋势,探索绿氢在化工(煤化工、合成氨、甲醇)、冶金、分布式发电、热电联供等领域的应用。借助西北地区光伏风电资源和产业集群优势,将光伏风电制氢用于化工原料或燃料,打通“风光制氢+化工”生态链,解决弃电严重问题,同时带动下游化工产业。当然了,还是会有人质疑算不过账来,不过你看中石化、三峡能源、中煤这些纷纷入局的大央企、大国企,他们也许现在算的并不是经济账。

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公众号科创之道主笔,标准的EE、CS专业理工男。从事研发、咨询、投资工作15年,主要关注领域为半导体、人工智能、物联网、云计算等,目前专注于风险投资和企业服务领域,平时喜欢把一些工作上的感悟随手记下来,希望通过自己的文字,融合IT产业和投融资行业知识,为跨行业沟通搭建一座桥梁。