过完了红红火火的“绿氢元年”,现实问题正在拷问整个行业的发展。

6月26日,阳光氢能官宣中标全球最大规模绿色氢氨醇一体化项目——中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)示范项目,并且占据本标段最大份额。除阳光氢能外,天津市大陆制氢设备有限公司、中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司、北京电力设备总厂有限公司、上海氢器时代科技有限公司、华光环能等公司一起瓜分了这一项目。

中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)是全球最大体量的绿色氢氨醇一体化项目,项目总投资296亿元,建成后预计年产60万吨绿色合成氨和6万吨绿色甲醇,同时配套建设300万千瓦新能源项目、年产50台套碱性电解水装备生产线、4座综合加能站。

“如果不是有这个大项目,2024年上半年的绿氢招标可能有些惨淡。”有电解槽制造商相关人士对《能源》杂志记者说。

5月27日,国家发改委、工信部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局等5部委联合发布了钢铁、炼油、合成氨、水泥等行业的节能降碳专项行动计划,其中频繁提及氢能的使用。

“碳达峰、碳中和”战略的推进过程中,尽管政策支持不断,但绿氢的发展终于还是撞上了一波障碍。根据《能源》杂志统计,2024年1~6月的氢能项目招标,在规模和数量方面都有了明显的停滞。

2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局公布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,引爆了氢能市场。而早在2021年开始,大量新能源企业开始布局制氢业务。

踏着碳中和的东风,中国氢能项目,尤其是绿氢项目犹如雨后春笋般不断涌现。电解槽企业和产能也开始爆发。2023年的绿氢市场可谓火爆。

不到一年时间,绿氢市场发生了什么?绿氢遇冷的背后,又隐藏着哪些难言之隐?

低迷何来?

根据民生证券统计,截至2024年4月11日,国内已签约或备案绿氢项目478个,项目陆续启动招标。

《能源》杂志根据公开信息统计了2023年和2024年上半年的氢能项目招标信息。从统计信息来看,2023年电解槽招标容量大约在1~1.2GW左右。而2024年的招标从数量和绝对值来说,都显示出了疲软的态势。

 

 

“我们预计今年全年电解槽招标量大约在1~1.5GW之间,最差的情况也差不多会和去年的量持平。”隆基氢能科技有限公司副总裁王英歌告诉《能源》杂志记者。

与过去两年的高增速相比,2024年增长势头看起来是下降了。

根据势银与GGII统计,截至2023年12月31日,我国已存在337个绿氢项目,其中2023年全年新增186项,占总量的55.19%;2021—2023年我国电解水制氢设备出货量从350MW增长至1.2GW。

需要特别指出的是,目前对于电解槽招标、出货量信息尚且没有权威的统计口径。根据信达证券统计,2022年全国电解槽出货量近800MW,较2021年实现翻倍增长。

事实上,电解槽市场的波动只是2024年氢能产业波动的一个缩影。2024年5月,北京产权交易所披露国家电投集团国氢科技发展有限公司(以下简称“国氢科技”)此前挂牌的1.8621%股权交易结果,广东南控集团有限公司以2.4亿元的价格接盘。

除了国氢科技,还有氢能当红炸子鸡——赛克赛斯被股东济高科技产业有限公司转让股份;美克家居退出氢能赛道等新闻在今年出现。

更不要说,在捷氢科技撤回科创板IPO申请后,A股氢能企业IPO全军覆没。

“2023年,绿氢市场完成了从0到1的变化。”有制氢行业权威专家对《能源》杂志记者说,“这并不意味着接下来的市场可以迅速从1变成10。”

氢能被誉为碳中和的终结能源解决方案。在碳中和趋势和政策的刺激之下,氢能市场出现了“过热势头”。短期爆发之后,难免后继乏力。

实际上,无论是上游的制造、设备端,还是中游的制氢、储运,亦或是下游消费市场,氢能都还在萌芽阶段。这也注定了氢能的火爆,难以持续。

早来的过剩

“电解槽企业对市场的担忧,某种程度上也是因为现在拿项目越来越难。”有电解槽行业人士告诉《能源》杂志记者,“项目少,竞争多。现实情况就是这样。”

国内碱性电解槽技术,于50年代由718所从苏联引进。718所副总工程师许俊明90年代在苏州创立了苏州苏氢(苏州竞立的前身),后期又在天津成立天津大陆。电解槽市场早期由中船718所、苏州竞立、天津大陆这三家企业占据,俗称“老三家”。

2021年,以隆基绿能、阳光电源正式入局电解槽制造为标志,国内开始涌现出越来越多的各类电解槽企业。这些企业快速成长,逐渐开始动摇“老三家”的市场地位。

据势银统计,2023年1-12月电解水制氢已公开项目的中标规模达1456.5MW,其中包括565MW的中能建2023年制氢设备集中采购项目。综合来说,2023年全年中国电解水制氢设备公开需求规模达1801.5MW,是2022年全年出货量的两倍以上。

2023年公开中标量TOP5企业包括中船派瑞氢能、阳光氢能、隆基氢能、翌晶氢能和华电重工,对应中标规模合计为844.5MW,CR5占比约58%。此外,全年公开中标规模在40MW以上的企业多达15家,CR3占比约为47%,相对于2022年CR3占比高达80%的情况,市场集中度出现明显下降。

大量的市场份额开始被近2年涌现的新玩家们蚕食。

而这一趋势还在加强,据势银统计,国内已有一百五十多家企业正在/规划布局碱性电解槽,预计后期行业竞争会比较激烈。

根据《中国电解水制氢企业数据库》统计,截至2023年底,国内电解槽总产能(名义产能,含规划2023年底建成产能)达到38GW,同比2022年新增23GW以上。根据主流厂商规划,到2025年国内电解水制氢设备总产能有望超过65GW。

“据不完全统计,目前市场上能够提供的电解槽产能规模至少有20GW。”有电解槽企业相关人士表示,“市场需求只有1~2GW,供给超过20GW。这显然是很严重的供给过剩。”

2年,中国新能源产业蓬勃发展,也产生了由供给快速增长而带来的一系列问题。光伏、动力电池等领域在出现供需失衡的问题之后,很快出现了供应链价格下降的现象。

电解槽也没有能够免俗。

“新入局的企业为了快速圈占市场份额、增加业绩,就打出低价的优势。”有电解槽行业专家表示,“‘老三家’企业一看这种情况,也会主动降价。最后大家逐渐进入一种恶性循环。”

根据中石化新疆库车绿氢示范项目招标统计,苏州竞立、隆基氢能及中船718所对碱性电解槽的报价基本一致。共计52台1000Nm³/h规格的碱性电解槽报价约为3.6亿元,由此测算得到单台电解槽售价约为692万元。

“2024年和2021年相比,电解槽的价格至少下降了20%到30%。”王英歌说。

 

为了降低成本,也是为了拉开技术上的差距,电解槽企业开始追求更大标方的电解槽。国内目前已经生产出2000Nm³/h的碱性电解槽,1500Nm³/h和1000Nm³/h已经非常常见。

可以说,国内碱性电解槽已经过了以堆量为核心、提高单槽产氢量的初步发展阶段,目前正在通过提升电流密度、提高小室反应面积、增加小室数量等技术方面的改进向大型化方向发展。

阳光氢能科技有限公司解决方案总监陈雷向《能源》杂志记者表示,制氢的总体趋势是向着规模化发展,而无论是大型化或者模块化,最终还是需要根据项目因地制宜选择制氢设备。

不过至少目前来看,电解槽大型化并不能成为企业的制胜法宝,或是在价格比拼中占据制高点的利器。即便是以最乐观的态度预计市场,面对10倍多的电解槽产能,严重的供大于求面貌依然无法改变。价格比拼就暂时没有终点。

“对企业来说,就只好期盼着项目能更多一些。”上述业内人士说,“不过在各个绿氢项目真正运行之后,大家可能不会太乐观。”

坎坷的元年

2023年被誉为“绿氢元年”。

除了2023年有大量绿氢项目的因素,也因为绿氢项目在部分地区放开了生产限制。

2023年下半年以来,新疆、河北、吉林、内蒙古等省市相继明确绿氢生产项目可不入化工园区,且无需取得危化品安全生产许可,非化工园区制氢可以让制氢靠近应用端,降低储运成本,推动氢能规模化利用。之前将氢列为危化品,其投资、土地、审批等环节门槛较高,无需危化品安全生产许可能够降低项目建设成本、减少场地限制、简化审批手续,突破绿氢发展限制。随着放开生产限制政策逐步落地,氢能产业发展提速。

而整个2023年最具有标志性的绿氢事件,无疑是两大万吨级绿氢示范项目的投产。

2023年6月29日,三峡集团内蒙古鄂尔多斯准格尔旗纳日松光伏制氢产业示范项目正式建成投产,这是我国首个万吨级新能源制氢项目,也是内蒙古第一批风光制氢一体化示范项目。项目年均发电量约7.4亿千瓦时,其中80%用于氢气生产,20%并入电网。项目安装15套1000Nm³/h(标方每小时)的碱水制氢装备,年产氢气约1万吨、副产氧气约8万吨,主要应用于化工和交通领域。

仅仅1天之后,6月30日,我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目贯通绿氢生产全流程,8月30日全面建成投产。这是国内首次规模化利用光伏发电直接制绿氢的项目。库车绿氢示范项目利用当地丰富的太阳能资源发电直接制绿氢,电解水制氢能力每年达2万吨,可实现每小时输送2.8万立方米的氢气。

“2023年的两个万吨项目意义重大,对于设备制造、技术、运维等各方面都是很好的参考借鉴。”上述业内人士如此评价道。

不过,这两大绿氢项目自运行投产之后,一直面临着各类的质疑和讨论。其中的焦点集中在运行效率、负荷波动性、运维以及下游消纳方面。

实际上,两大绿氢项目采用的碱性电解槽,一直存在电源负荷波动是否贴合的问题。

从技术上来说,对于碱性电解槽,波动性电源变化在分钟级以下时,电解槽无法快速跟随响应,导致反应平衡和热平衡无法建立,可能产生电极催化剂溶解、聚集,隔膜机械损伤,电解液析出堵塞反应通道等现象,使得电解槽性能发生衰减。

即便是对于质子交换膜电解槽,电源波动性也会导致阳极催化剂溶解、迁移、沉积和聚集,隔膜由于局部热点和羟基自由基攻击发生降解,双极板发生溶解和氧化腐蚀,也会导致电

解槽性能下降。

有电解槽企业内部人士告诉《能源》杂志记者,很多绿氢项目并不能直接使用绿电制氢,还是要依靠电网保障电解槽的稳定运行。“在绿氢规模小的时候,这种方式没有太大问题。一旦绿氢规模大幅度增长,电网的托底任务就会变得更大,实际上是增加了电网的调峰难度,给电网带来了更大的压力。”

若不依赖电网的稳定性保障,搭建“风—光—储—氢”一体的离网结构,也是一种选择。

“离网型绿氢项目的核心问题还是系统运行的稳定性不足。”上述电解槽企业人士表示,“从实际运行的效果来看,绿电的波动性给电解槽的运维带来了更多技术和成本上的挑战。而如果在离网状态下维持电解槽处在最佳运行工况,则需要在成本上有更多的付出。”阳光氢能营销中心解决方案部总监唐汉对《能源》杂志记者说。

从当前情况来看,成本是绿氢消纳的核心环节。那么经历“绿氢元年”之后,行业又是如何看待成本与消纳的呢?

成本与消纳的拉扯

2023年11月22日,马士基与金风科技签订年产50万吨/年的绿色甲醇长期采购协议,以支持其首批12艘大型甲醇双动力船舶低碳运营,这一协议也是全球首个大规模绿色甲醇采购协议,有效期将持续至2030年后。

由于绿氢直接消费的成本较高,其消纳不可避免地被开拓至下游的合成氨/甲醇等领域。绿氨、绿醇市场开始逐渐兴起。

其中,绿醇由于可以作为船用燃料,最被看好。

克拉克森数据显示:截至2023年底,全球清洁能源船舶订单累计约1600艘,占船舶订单吨位的50.3%,超过2022年初的33.8%。

在船舶订单总吨位占比中,绿色甲醇仅次于LNG。但关于绿色甲醇能否成为未来零碳燃料的主角,业界始终存在争议。

目前国际市场上,生物质甲醇价格在700~1500美元/吨,电制甲醇价格在2000~3000美元/吨,而传统船用燃油的价格则不到其一半。这一价格差距使得船东在选择燃料时不得不考虑经济性,从而对绿色甲醇的采用十分谨慎。而截至7月4日,国内甲醇期货价格在2500元/吨左右。

“绿色甲醇未来的市场认可度比较高。但这更多地建立在碳约束比较强的国际市场里。

目前来看,最便宜的绿醇,价格也在5000元/吨以上。”上述氢能行业人士说道,“绿氢、绿氨、绿醇,在终端市场的消纳能力,始终还是受限于价格因素。”

王英歌曾在公开会议上表示,15元/kg的制氢成本是绿氢实现经济性的节点。“灰氢成本至多也在15元/kg以下。”上述氢能企业相关人士告诉《能源》杂志记者,“在内蒙古的很多地区,绿氢价格降到15元/kg,企业就有可能会有意愿购买。”

当下所有制氢项目的真实成本,我们不得而知。但在缺乏足够碳约束的情况下,绿氢是绝对不具备和灰氢直接竞争的可能性。“现在碳价最高也冲到了100元/吨的水平。但我们可以看到,许多耗能企业依然没有对绿氢表现出更高的兴趣。这至少可以说明,现阶段的碳价水平,难以刺激绿氢消费有较大的爆发。”唐汉说。

降本,一直以来都是氢能企业的核心问题。

“氢的成本核心还是电的成本。”浙江正泰新能源开发有限公司董事长、正泰新能科技股份有限公司董事长兼总裁陆川对《能源》杂志记者说,“基于中国丰富的绿电资源,未来布局绿氢绿醇的企业会越来越多,竞争的加剧,也会让价格越来越低。”

绿氢以及衍生出的绿氨、绿醇项目,已经不再是央企的专属。5月31日,正泰新能源风光绿氢制25万吨绿色甲醇及2万吨绿色航空煤油一体化项目(化工端)获备案,并计划于2024年10月开工。

除了金风科技和正泰新能源,远景也是布局绿氢系列产业项目的新能源巨头。2024年3月,远景能源在内蒙古赤峰打造的全球最大年产150万吨绿色氢氨项目第一阶段年产30万吨绿色氢氨首期工程顺利投产,产出的第一罐液氨使用了100%的绿色电力。6月27日,大连市政府与远景能源有限公司举行合作签约仪式。

此次合作旨在构建具有大连特色优势的新型能源体系,助力大连打造东北亚氢基能源中心,合作协议涉及的项目预计总投资达100亿元。

越来越多的企业入局至少证明了一点:绿氢还是被广泛认可的潜力行业。不过在电解槽已经厮杀成一片“红海”的情况下,降本路径可能还是会更多地被放在电价上。

稳定的电网电价包含了过网费和输配电价,很大概率不会是未来绿电低成本的最优价。

而现阶段的离网或者微网制氢,依然还存在稳定性成本过高的问题。“我们建议国家可以参考光伏领跑者计划的经验,规划包含了上中下游和绿氢消纳的全产业链示范项目。一方面验证技术,另一方面探索成本和消纳。”王英歌建议道。

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