绿氢制取成本、经济性及政策背景如何?

绿氢制取成本、经济性及政策背景如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/03/28 15:18

光储降价叠加政策溢价,绿氢成本提前进入经济性区间。

1. 绿氢制取成本下行,核心看电力和设备降本

经济性是绿氢大规模应用的前提,降本的核心在于制氢电价与电解槽设备的价格和效率。 采用制氢装置电解槽,电解水制备出来的氢气通常被称为可再生氢/绿氢,经济性是绿氢 规模化应用的前提,本质上看,绿氢是替代原有领域传统能源或者是替代煤/天然气制备 氢气的新型能源和原料,绿氢平价意味着其使用成本要与特定领域原有能源或传统方式 制氢的使用成本相同或者更低才能有望实现替代。从绿氢成本拆分来看,用电成本和设 备成本占据制氢总成本的 80%以上,针对绿氢降本,核心在于制氢电价和制氢设备成本。

制氢设备的成本核心是电解槽,降本取决于电解槽规模化与技术迭代升级,高效化、低 成本与规模化是电解槽发展趋势。规模上看新增 1.9GW 电解槽招标,同比翻倍;成本上 看,1 月和 12 月的设备招标价格对比,同比下降 25%;从效率上看,电解槽耗电量由 5 kWh/Nm 3 降至最低 4.3 kWh/Nm 3。整体看,2023 年设备发展迅速,全年降价 25%。规模效 应叠加技术迭代驱动了设备成本的快速下降,具体来看:1)高效化:提升能源转化效率, 降低电耗;2)低成本:配合“三弃”实现低价值波动能源有效利用;3)规模化:从设 备层面着手,包括技术更新及规模化降本。

制氢电价分三步逐层递进:便宜、绿色、便宜且绿色。现阶段多省市给予电价优惠或绿 氢制取补贴政策,后续随着碳税的落地及设备的降本增效,便宜且绿色的电将成主流。 便宜的电助力降本,是发展的第一步。制氢的电来源分为网电和新能源发电两大类,从 测算结果看,0.2 元/kWh 及以下的电价才有望具备竞争优势。从电力来源看,电网购电 价格偏高,仅个别地区电价在 0.3 元/kWh 以下,新能源发电价格均价在 0.2 元/kWh,并 且随着光伏组件和储能等新能源设备价格的下降,叠加电力市场政策的不断落地,有望 获得更便宜的新能源发电电价。因此,当前从发展初期角度看,只要电价够便宜,可以 不论电力来源,便宜的电才是首要重点,绿氢发展应当首要选择能够提供低电价的地区, 例如西北地区便宜的新能源发电电价、东部部分地区给予的优惠电价政策。

绿色的电清洁低碳,是发展的关键。随着减碳政策、欧盟碳关税等相关碳政策的落地, 能源和电力清洁化正在不断推进,国内的绿电核算标准也在进一步明确,国家生态环境 部发布了《关于做好 2023—2025 年部分重点行业企业温室气体排放报告与核查工作的通 知》,核算排放量范围由电力扩容到石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸和民航 7 个行 业,网电平均碳排放为 0.5703t CO2/MWh,因而网电并不属于绿电。随着全球碳政策的推 进和落实,要实现绿氢的全过程零碳排放,使用绿色的新能源发电才是终极解决方案。

便宜且绿色的电,是终极目标。采用绿氢的终极目标是为获取零碳且低成本的能源和原 料,随着减碳政策落地以及新能源设备成本下降,绿色电力有望逐步获得经济性,当新 能源的发电电价大规模降至 0.2 元/kWh 甚至 0.1 元/kWh 时,绿氢将大范围具备经济性, 足够便宜且绿色的电力才是绿氢能够实现应用的终极前提条件。

制氢的低电价,前期阶段可通过政策优惠或适当通过降低、取消过网费以支持绿氢的发 展,使得电价整体控制在 0.2 元/kWh,在设备可以做到满负荷运转的同时,绿氢的成本 将直接持平灰氢,产业有望达到破局点。

2. 光储系统降价超预期,绿氢经济性初现

电价是绿氢平价关键,光储氢一体化项目为破局要点。制氢设备成本快速下行的背景下, 制氢电价成为氢气成本的核心。0.2 元/kWh 以下的电价是实现绿氢平价的关键,根据上 文测算,采用电网电力的绿氢成本整体看仍偏高。长远看,低电价甚至零电价(考虑弃 电消纳)只可能发生在采用新能源发电的情况下,这意味着绿氢的发展将主要以风光氢 储等一体化能源大基地的形式带动,因此降低用电成本的关键点体现在光伏组件/风电机 组的价格上。 光储系统价格降幅速度超预期。光伏方面,据 IRENA 数据,2010 至 2022 年间光伏系统造 价及 LCOE 分别下降 83%/89%,其中组件成本下降贡献了 51%的光伏系统造价下降、45%的 LCOE 下降。储能方面,随着年底碳酸锂供需的走弱,系统中标价格呈现加速下跌的趋势, 11 月国内 2 小时磷酸铁锂电池储能系统加权平均中标价格降至 0.8 元/Wh,较年初均价下 降 46%。

光储大幅降价下绿氢经济性出现时点提前,光储氢一体化项目可行性可期。随着光伏组 件和储能的价格下降进程的超预期,阶段性的绿氢经济性初步显现。

假设项目 70%的电量上网,剩余 30%电量用于制氢,弃电率 20%,根据我们的测算, 在光伏组件1元/W、单位投资3.1元/W,储能电芯0.5元/Wh、单位投资1.06元/Wh, 电解槽 1.2 元/W、单位投资 1.35 元/W 的情况下,对应的制氢成本在 6.48 元/kg,项 目 IRR 达到 5.7%。意味着在当前光储氢设备均可达到的价格下,在此模式下绿氢制 取的成本已经可实现与灰氢平价,未来随着光储氢设备的技术迭代及规模化等带来 的进一步降价,项目将实现经济性,绿氢消纳光伏发电电量占比也将大幅提升。

绿氢大规模应用拐点将出现在光储氢平价点,现阶段正向全面平价点逼近。新能源的大 规模应用往往出现在其与原有能源的成本平价的时点之后,例如光伏行业的爆发是在 2018 年平价上网政策之后,对应看氢能行业的爆发拐点将出现在光储氢平价点之后。现 阶段看,在新能源成本下行的背景下,阶段性的区域绿氢平价已实现,绿氢成本正在向 全面平价点逼近,绿氢的大规模应用处在爆发前夜。

3. 政策陆续出台,保障产业前期发展

保障政策陆续出台,绿氢应用限制逐步放开。受限于能源管理条例,初期氢能发展应用 推广相对较缓,今年以来,氢气的政策管理条例开始逐步松绑,氢能能源属性政策破冰, 体现在绿氢生产不需危化品许可、允许在非化工园区建制加氢站等等,极大程度上放开 了绿氢的生产和使用限制,也降低了额外的无效成本支出,政策的松绑扫除了绿氢推广 路上的重要障碍之一,当前内蒙古、广东等多地均已出台相关政策,预计其他地区后续 将陆续开放。

各地制氢端补贴出台,补贴下绿氢将直接实现与煤制氢的平价。多省市出台绿氢电价优 惠、绿氢制造与生产等补贴政策,现阶段绿氢项目和补贴大多集中在三北地区,内蒙古、 甘肃、吉林、新疆、大连等给予 3-12 元/kg 不等的绿氢补贴,补贴下绿氢与煤制氢平价, 解决项目业主及应用方使用绿氢的核心阻碍,补贴将使绿氢项目建设落地速度大幅提速, 并且从各地政策出台上看,给予绿氢设备及生产补贴、确保制氢端设备落地的各项实施 细则逐步趋严。

参考报告

氢能源行业专题报告:绿氢经济性可期,高碳场景替代加速.pdf

氢能源行业专题报告:绿氢经济性可期,高碳场景替代加速。本篇报告写在光储大幅降价的背景下,市场主要关注点集中在光储平价端,鲜少关注到其降价带来的延伸应用影响,我们本篇报告引领性地分析了光储降价带来的对氢能行业经济性的重要影响:一是光储降价后,绿氢制取的经济性开始显现;二是绿氢成本下降后,其在化工、交通、储能和冶金领域的经济性逐步开启,应用场景得到打开。光储降价叠加政策溢价,绿氢成本提前进入经济性区间。绿氢经济性分为上游制取和下游应用,针对上游端,分为网电和自发电用,区别在于折算电费进绿氢制取成本的比例,前者100%,后者电费为中间量,影响源头是新能源设备价格,按新能源发电供给制氢端的电量比例扣除...

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