全球绿氢政策欧盟:为氢能战略提供联合融资支持

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,正逐渐成为全球能源转型发展的重要载体之一。国际可再生能源机构预计将实现 1.5°在目标情况下到 2050 年氢能产量达到 6.14 每年1亿吨,在总能耗中所占比例达到 12%。

氢能产业链全景

氧能的主要产业链包括上游氢气制备、中游氢气运输和储存、下游加气站、氢燃料电池和氢燃料电池的应用。产业链总体趋于完善。其中,氢燃料电池涉及许多细分领域和公司,是重要环节之一。

现阶段制氢路径主要包括化石能源制氢、可再生能源电解水制氢(以下简称“绿氢”)、化工过程中有三种副产氢,其中绿氢被认为是氢能供应最有潜力的方式。

全球绿氢政策欧盟:为氢能战略提供联合融资支持

全球绿氢政策

欧盟:为氢能战略提供联合融资支持。

氢能战略为绿氢产业指明了发展路径。明确的发展战略是促进产融大规模融合的前提。2020年7月,欧盟氢能战略( EU Hydrogen Strategy )到2050年,氢能占欧盟能源消费的比例将从现阶段的不到2%提高到13%~14%分三个阶段推动绿氢发展,逐步降低绿氢成本。

2020年12月,22个欧盟国家和挪威发起了欧洲价值链共同利益重点项目支持计划(Important Projects of Common European Interest,IPCEIs),各种项目用于支持绿氢全产业链,形成跨国绿氢网络,计划在2040年建成3.97万公里、连接21个欧洲国家的氢气运输网络,69%的氢气运输网络由天然气管网改造而成。

德国:全面支持绿氢发展的公共政策

德国绿氢产量约占全球总产量的20%。2020年,德国发布了《国家氢能战略》,为绿氢的“储存和运输”制定了协调的行动框架,将绿氢确定为低碳工业原料,要求完善绿氢储存和运输的优质基础设施,拓宽进口渠道。2021年,德国通过绿氢供电达到55TWh。预计到2030年,绿氢供电量将翻一番,达到90TWh~110TWh,工业制氢电解槽总容量达到5GW.

在资金方面,德国政府提出了氢能专项投资框架,计划到2026年向氢产业投资123.6亿欧元;此外,德国还设立了国家氢能基金,计划为氢能提供90亿欧元的资金支持。在财税政策方面,德国《可再生能源法》(2021)首次提出支持绿氢的生产和工业使用,可再生能源附加费减免,可达85%甚至100%。

德国预计到2050年进口绿氢将达到4500万吨,因此推出了“绿氢潜在地图”项目,评估了非洲30多个国家的绿氢生产和出口潜力,并通过积极的外商投资逐步与非洲国家进行绿氢贸易。

美国:新的激励政策有望加速绿氢产业

美国氢能产业始于20世纪末,2020年11月,美国能源部发布了最新的氢能计划( Hydrogen Program Plan ),提出2030年氢能研究、开发和示范的总体战略框架,以及美国氢能发展的技术和经济指标。同年,美国能源部启动了“为地球奋斗氢能计划”(Hydrogen Earth Shot),10年内将绿氢成本降至1美元/kg,降幅达80%;将氢需求提高到目前水平的5倍 [8]。2021年,美国燃料电池和氢能协会发布了《美国氢能经济路线图》,提出通过公共激励措施解决营销初期面临的障碍。

为促进绿氢市场的发展, 2021年11月,美国总统拜登签约《基础设施投资与就业法》署( Infrastructure Investment & Jobs Act ,IIJA),清洁氢研发示范项目建设授权拨款95亿美元,其中区域清洁氢枢纽建设80亿美元,将继续为清洁能源和储能项目提供投资税收抵免和生产税收抵免。2021年5月,美国财政部发布“绿皮书”,为燃料电池厂提供投资成本30%的投资税收抵免;对天然气管道改造和储氢项目提供税收减免。此外,美国财政部和国家税务局于2021年1月发布了系统的碳捕获和封存激励政策,即45Q条款的最终法律法规 1.将有利于蓝氢生产,或将利用数十亿美元的私人资本投资蓝氢生产能力[9]。

韩国:政府投资和补贴政策全面推动氢经济

2019年1月,韩国政府发布了《氢经济发展路线图》( Hydrogen Economy Roadmap )。2021年11月,韩国贸易、工业和能源部再次发布国家氢能目标,提出到2050年氢能进口取代原油进口、氢能覆盖大型工业能源的发展目标。根据路线图,到2040年,韩国的氢需求量可达526万t/a,通过进口满足绿氢需求,建立海外制氢基地,将国内制氢成本降至3000韩元/kg(约合人民币16元/人民币/人民币kg)以下。2020年2月,韩国颁布了世界上第一部《促进氢经济和氢安全管理法》,围绕氢定价机制、氢基础设施和氢产业链的安全管理提出了系统的法律框架。

日本:绿色创新基金促进氢能产业的长期发展

日本政府将氢定义为零碳能源。2021年7月,日本经济产业省联合有关部门更新了“支持2050年实现碳中和目标的绿色增长战略”(以下简称“绿色增长战略”)。根据绿色增长战略,氢有望帮助发电、运输和工业脱碳。

中国:氢能产业中长期规划推进氢能商业化

目前,我国出台了20多项氢能政策。“十四五”工业绿色发展规划中提到,单位工业增加值二氧化碳排放减少18%,促进生产过程清洁, 鼓励氢能发展;根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,到2025年,将部署建设一批可再生能源加氢站。 10-20万吨/年的原产氢量。完善绿色低碳标准体系,促进氢能商业化应用的发展。

经济改善是绿氢工业化的主要驱动力

碱性电解槽成本下降路径:

大型化、模块化的电解槽设备: ① 提高设备结构和核心材料、产品标准化,降低设备成本; ② 系统模块化,多槽对应一套净化分离系统,以降低整体系统成本; ③ 大规模电解槽,提高制氢能力,将降低单位绿氢折旧成本。

降低电耗: ① 电解槽结构与核心材料(高电流密度、大尺寸电极)的迭代。

降低用电成本: ① 可再生发电产能持续释放,绿色发电成本持续下降; ② 为降低用电成本,示范项目推广离网绿电制氢。

全球绿氢政策欧盟:为氢能战略提供联合融资支持

设备方面:

与传统化石能源制氢(灰氢、蓝氢)相比,碱性电解槽和PEM电解槽仍有很大的降低成本的空间。PEM电解槽比碱性电解槽贵50-60%以上,给这些非化石能源制氢技术的市场渗透带来了很大障碍。考虑到经济规模、自动化、零部件供应商增加、大规模市场需求、能源存储大量部署应用等因素,碱性电解槽和PEM电解槽被认为有很大的成本下降空间。其中,电解槽设备折旧和电费的总成本 90% 以上。根据行业反馈,未来随着材料和零部件制备、系统集成等技术的突破,绿氢制备技术将朝着延长运行寿命、提高单体功率、降低安全风险和成本的方向发展。

电力成本:

可再生能源发电成本降低。预计到 2035 2000年,光伏和风电新增装机发电成 本预计将低于 0.3元/kWh。预计到 2050 2000年,新增光伏和风电发电成本将降低 0.13元/kWh,0.25元/kWh,风能和太阳能将成为最便宜、最丰富的电源。可再生能源电解水制氢成本低至11.63 元/kgH2。

电耗方面:

运行负荷和电解水制氢效率降低了绿氢成本。以碱性电解水制氢为例,运行负荷分别为1000h、3500h、6000h和 8000h时,平准化氢的成本分别为58.53元 /kgH2、42.72元/kgH2、40.08 元/kgH2、39.06 元/kgH2。当5kWh/Nm3降至4kWh/Nm3时,平准化氢的成本可降低约20%。

碱性电解槽设备供应端格局

2022年全球碱性电解槽市场出货量约为1GW,国内出货量近750MW。中国电解槽设备集中度高,CR3达到80%,派瑞氢能(718所) 子公司)、考科利尔居立,隆基氢能排名前三。国内电解槽设备有三种参与者,第一种是718家老电解槽企业,其技术积累和产品获取 长期验证;第二类是龙基氢能、阳光电源等光伏龙头企业,资金技术实力雄厚,光伏业务与电解槽制氢业务高度协调;第三类是华电重工、瑞林科技 切入电解水制氢市场的华光环能等新兴势力,抢占行业发展初期的市场份额。

中船718研究所:2008年,718研究所成立全资子公司派瑞氢能,开展电解水设备相关业务。2022年,中船718所举办了全球首套单体产氢量2000nm³/h水电解制氢 派瑞氢能成为北京冬奥会唯一的绿氢制氢设备供应商。派瑞氢能具有碱性电解槽产能 350台,PEM电解槽产能120台,总产能1.5GW。

考克利尔竞立:公司核心团队来自718研究所,参与国家 973 “大规模非并网风电大规模制氢”是重大科研项目。2019 年,比利时 John 承接Cockerill集团 苏州竞立制氢设备有限公司全体员工和知识产权,成立考科利尔竟立,加大研发力度,扩大碱性电解槽产能。2021年,公司分别下线国际首套1200nm³/h和 1300Nm³/h电解水制氢设备。公司现有产能约 预计2023年将扩展到1.5GWGW。

隆基绿能:隆基氢能于2023年2月推出 ALK Hi1 在直流电耗满载条件下,系列产品可以低至 4.3kwh/Nm³,同时推出 ALK Hi1 plus 产品在直流电耗满载条件下, 低至 4.1kwh/Nm³,在2500A/㎡在电流密度下,可以降低到4.0kwh/Nm³。2022年,隆基氢能作为新进入者,产能迅速扩大,22年产能达到1.5GW,23年产能将进一步扩大 张至2.5GW,计划25年5-10GW。

阳光电源:碱性电解槽,PEM 电解槽均有布局,单机功率分别可达1000nm³/h、200Nm³/h,2022年底,配备200Nm阳光氢能³/h 长江电力绿色PEM电解槽 成功生产电绿氢示范项目氢气。

华电重工:在电解水制氢设备领域,公司1200nm3/h碱性电解水制氢装置及气体扩散层产品已成功下线。此外,公司继续增加PEM电解设备研发投资,双技术道路 线并行发展。华电集团是公司的控股股东。依托华电集团,公司与内蒙古华电氢能签署了《内蒙古华电包头达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包》 合同制氢站部分。同时收购通用氢能51%的股权,在PEM原材料端有一定的布局。

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