氫能作為中國能源問題的最終解決方案,將深刻影響中國能源應用的前景。2019年,中國氫能聯盟發布了《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》,到2050年,氫能將在中國終端能源體系中占比達到10%(約5億噸標煤,折合1.1億噸氫氣),與電力協同互補,共同成為中國終端能源體系的消費主體之一。
屆時,可實現二氧化碳減排約7億噸/年,累計拉動33萬億元經濟產值。而“綠氫”可再生能源制氫將是未來的主要氫氣來源,到2050年,可再生能源制氫超過80%。
這個億噸級氫能的目標,將改變中國的能源結構并推動中國進入氫能社會,中國具有廣闊的西部荒漠和良好的光照條件,可開發的“綠氫”資源超過3億噸。完全能夠滿足我國可持續發展的自給自足的無碳氫能,將從根本上改變我國能源戰略安全。
但我國西部儲量豐富的綠氫資源,遠離中東部的能源負荷中心,需要遠距離的輸送。因此如何達到開發規模,建立“產、儲、輸、分銷、應用”完整的低成本氫能供應鏈,就需要進行氫能儲運模式的構建,并進行技術經濟分析。
目的 —— 文章研究規模化氫能供應鏈的經濟性,未來十年,氫能作為戰略能源將會重構社會的能源結構,并影響未來社會能源總成本。預測大規模氫能時代的制氫、儲氫、輸氫、分銷、應用的成本,和市場化的趨勢有著重要的意義。氫氣由于高儲運成本,用途、品質的多樣性,氫氣市場存在分層結構。
分析氫能與常規能源的可比價格,提出原油當量價格(POE)的概念,預測未來氫能價格的合理區間。解決供應鏈問題是獲得低成本氫能的關鍵,由此提出干線門站模式,解決綠氫的資源分布與長距離輸送氫能的問題。
方法 —— 利用平準化氫氣成本(LCOH)分析模型,測算大型光伏制氫管道輸氫LCOH,分析大規模可再生能源制氫輸氫的經濟性。利用氫能供應鏈的儲、輸、卸六個象限成本公式,分析氣氫、液氫、固氫、有機氫、管道氫等不同儲運技術,短距離氫儲運成本,分析門站后輸氫的場景和成本,預測短距離輸氫的成本趨勢。
結果 —— 研究表明:我國有豐富的綠氫資源,隨著投資下降,預計大規模綠氫管道輸送的城市門站LCOH將低于2.0 RMB/Nm³,將成為未來主要的氫源。
當前,氫儲運技術氣氫、液氫、甲醇、合成氨、有機氫、固氫、管道氫,隨著規模的增加實現遠距離輸送。在現有的技術下,城市門站到終端的輸送,氫短距輸送(<100 km)測算成本都在1.2 RMB/Nm³以下,由此評估的氫能供應鏈的總成本,干線門站模式下氫能最終到達終端的價格約為3.2 RMB/Nm³,當量價格POE與汽油價格接近,考慮燃料電池的能效因素,氫能汽車在4.0 RMB/Nm³的氫價下,具有比汽油車更低的百公里燃料費用。
結論——氫能作為戰略能源,在無補貼的情況下實現中國氫能源的綠氫替代,在技術經濟上是可行的。
屆時,可實現二氧化碳減排約7億噸/年,累計拉動33萬億元經濟產值。而“綠氫”可再生能源制氫將是未來的主要氫氣來源,到2050年,可再生能源制氫超過80%。
這個億噸級氫能的目標,將改變中國的能源結構并推動中國進入氫能社會,中國具有廣闊的西部荒漠和良好的光照條件,可開發的“綠氫”資源超過3億噸。完全能夠滿足我國可持續發展的自給自足的無碳氫能,將從根本上改變我國能源戰略安全。
但我國西部儲量豐富的綠氫資源,遠離中東部的能源負荷中心,需要遠距離的輸送。因此如何達到開發規模,建立“產、儲、輸、分銷、應用”完整的低成本氫能供應鏈,就需要進行氫能儲運模式的構建,并進行技術經濟分析。
目的 —— 文章研究規模化氫能供應鏈的經濟性,未來十年,氫能作為戰略能源將會重構社會的能源結構,并影響未來社會能源總成本。預測大規模氫能時代的制氫、儲氫、輸氫、分銷、應用的成本,和市場化的趨勢有著重要的意義。氫氣由于高儲運成本,用途、品質的多樣性,氫氣市場存在分層結構。
分析氫能與常規能源的可比價格,提出原油當量價格(POE)的概念,預測未來氫能價格的合理區間。解決供應鏈問題是獲得低成本氫能的關鍵,由此提出干線門站模式,解決綠氫的資源分布與長距離輸送氫能的問題。
方法 —— 利用平準化氫氣成本(LCOH)分析模型,測算大型光伏制氫管道輸氫LCOH,分析大規模可再生能源制氫輸氫的經濟性。利用氫能供應鏈的儲、輸、卸六個象限成本公式,分析氣氫、液氫、固氫、有機氫、管道氫等不同儲運技術,短距離氫儲運成本,分析門站后輸氫的場景和成本,預測短距離輸氫的成本趨勢。
結果 —— 研究表明:我國有豐富的綠氫資源,隨著投資下降,預計大規模綠氫管道輸送的城市門站LCOH將低于2.0 RMB/Nm³,將成為未來主要的氫源。
當前,氫儲運技術氣氫、液氫、甲醇、合成氨、有機氫、固氫、管道氫,隨著規模的增加實現遠距離輸送。在現有的技術下,城市門站到終端的輸送,氫短距輸送(<100 km)測算成本都在1.2 RMB/Nm³以下,由此評估的氫能供應鏈的總成本,干線門站模式下氫能最終到達終端的價格約為3.2 RMB/Nm³,當量價格POE與汽油價格接近,考慮燃料電池的能效因素,氫能汽車在4.0 RMB/Nm³的氫價下,具有比汽油車更低的百公里燃料費用。
結論——氫能作為戰略能源,在無補貼的情況下實現中國氫能源的綠氫替代,在技術經濟上是可行的。
標簽:國內
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丁書東
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