中国正积极推行利用氢气脱碳的战略,据Rystad Energy的预测,至2024年底,中国将部署约2.5 GW的电解槽产能。这一举措预计每年将产生22万吨(tpa)的绿氢,比全球其他地区总和还要多出6千吨。值得一提的是,尽管中国设定的目标是在2025年底前生产20万吨绿氢,但据分析,这一目标在2024年底前就可能被超越。
中国在电解技术领域的快速应用已经确立了其全球领先的地位。2023年,中国累计安装了1GW的电解槽。然而,大部分氢供应仍依赖于煤气化或蒸汽甲烷重整(SMR)技术生产的灰氢。为实现2030年碳排放达到峰值和2060年实现碳中和的双重目标,中国转向低碳氢的生产至关重要。
Rystad公司强调,鉴于西北部地区风能和太阳能资源的丰富性,大部分氢能产能将集中建设在那里,而非紧邻东部城市的交通和工业氢气需求中心。
据报告预测,至2025年,各省份设定的氢能生产目标合计将达到每年100万吨绿色氢气的产量。另外,仅内蒙古和甘肃的北部地区,其目标产量就分别高达每年48万吨和20万吨绿色氢气,这不仅远超过了国家层面的设定目标,也显著超出了当地的实际需求。
为了促进氢能产业的发展,中国国家发展和改革委员会在2022年初发布了《氢能产业中长期发展战略》。该计划为2021年至2035年的氢气生产目标提供了全面的路线图,目前看来,这些目标正在稳步实现。
虽然中国提出的标准和解决方案代表了进步方向,但尚未达到欧洲同行所设定的更为严格的基准。当前,中国政策中对“低碳”和“可再生”氢气的定义尚显模糊。为了真正推动有意义的变革,中国需要采纳与全球最佳实践(如欧洲标准)相一致的明确且严格的定义。通过明确标准的建立,中国可以确保其氢能计划不仅在国内产生显著影响,还能在全球范围内作出贡献。
中国东部的氢气需求中心与北部丰富的太阳能和风能资源之间存在明显的地理差异。内蒙古和甘肃等地已经为2025年设定了雄心勃勃的可再生氢生产目标。这些省份与中国其他地区的氢气生产目标相加,预计每年将超过100万吨,这是中国国家目标的五倍之多。然而,这也带来了供需不匹配的问题,促使中国不断探索扩展氢气管网。
目前,中国正在积极构建氢气输送网络。例如,中石化开发的连接内蒙古乌兰察布和北京燕山的400公里氢气管道,其初始产能为10万吨每年,并计划扩大到50万吨每年。此外,河北省唐山海泰新能源科技公司也在开发一条长达737公里的氢气管道,从张家口到曹妃甸港口,途经承德和唐山,预计耗资8.45亿美元。如果实现,这将成为世界上最长的氢气管道。中石化的子公司中国石油管道工程公司计划到2050年将这一网络扩展到6,000公里。
中国的北部和西北部地区,如新疆、甘肃和内蒙古,拥有巨大的太阳能和风能潜力。2023年,中国的太阳能光伏容量新增至217GW,比2022年增长了2.5倍。同时,风能装机容量在2023年也新增了76GW,比2022年翻了两番。这些新增的风能装机容量主要集中在内蒙古,超过24GW,而新疆和甘肃也分别新增了超过5GW。因此,大多数绿色氢气项目都宣布在这些可再生资源丰富的地区进行。
内蒙古的目标是到2025年生产48万吨可再生氢,而甘肃则设定了20万吨的目标。这些省份在地区转型中扮演着关键角色,对前文提到的100万吨目标贡献巨大。
尽管中国多个氢能项目已经投产,但确保电解槽在中国能够满负荷运行仍面临挑战。主要挑战是为电解槽供电所需的大量可再生能源容量。例如,生产100万吨绿氢大约需要20GW的陆上风电容量。这导致氢气项目与中国其他重要的电气化需求产生了直接竞争。
此外,电解槽的运行效率也是一个重要问题。目前,中国使用的大多数碱性电解槽在其额定产能的30%至100%范围内运行。如果可用电力限制氢气生产低于最大产能的30%,出于安全原因,电解槽将被关闭。
尽管如此,Rystad Energy预计绿氢在中国的份额将继续增长。中国每年都以世界领先的速度安装新的电解槽,这与中国在太阳能光伏和风能行业中持续领先的趋势相似。预计到2030年,中国最大的四个绿氢项目将占全国绿氢生产总量的一半。
本文内容来源于:FuelCellChina,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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作者:吴梦晗 胡静