要点整理:
产能:预计到2025年电解槽产能将达到5-10GW。
产品特点:Hi1的电耗最低可达4.3 kWh/Nm3;Hi1plus的最低电耗可达4.0 kWh/Nm3;寿命不同,适用于不同场景。目前已经通过认证。
降耗效果:降低LCOH,降低运行成本:
降耗方法:在理论分解能耗、过电位损耗、欧姆损耗三方面同步发力。
正文:
氢能未来具备发展潜力:振国总表示目前中国电力能源消耗占比约25%,全球电力能源消耗占比约30%。初步估计到2050年,电力消耗的能源占比将达到60%-70%,未来在远洋轮船、冬季取暖、冶炼等方面都需要高密度的二次能源参与,氢气的最终形态可能是绿色甲醇、绿氨。到2050年时,与氢能相关就业人数约3000万人,经济总量12万亿。
隆基氢能布局较早,具备产业实力:2018年隆基对氢能开启战略研究;2021年10月产品下线并实现500MW产能;2022年隆基氢能入围全球最大绿氢项目并顺利交付。根据彭博财经,隆基氢能目前电解槽产能达到1.5GW,产能全球第一。2022年出货量中国前三。预计到2025年电解槽产能将达到5-10GW。
隆基氢能目前成就:1)获得10+认证;2)具备各类检测设备30+台,内部可检测率超过60%;3)全球首台电解槽自动生产线;4)上线智能运营、运维平台,提升设备运营效率;5)拥有100+人技术团队,降低能耗、成本。
电耗对绿氢制备成本影响巨大:LCOH指的是生产每公斤绿氢的成本, LCOH越低,绿氢经济性越好,与LCOH相关的大项目包括初始投资、后期费用、全生命周期制氢量,进一步可拆解为:工业工程投资、原料消耗、检修费用等。现在行业内都在讨论提升电流密度降低LCOH的方案(单位电解面积的直流电流),但隆基验证虽然提升电流密度可以减少初始投资和用地,但对LCOH的降幅有限,甚至可能影响其他更关键性能。隆基认为降低LCOH的重点在于电价、电耗,电价无法掌控故研究电耗。
案例分析:
1)当设备利用小时数大于2000h,电价大于0.2元/kWh,电力成本占LCOH的50%以上;
2)设备利用小时数大于3000h,电价大于0.3元/kWh,电力成本占LCOH的70%以上。
3)在3000h运行小时数、电价0.3元/kWh时候,若降低10%的电耗,LCOH可降低7.3%。
隆基氢能新产品LCOH最低可达4.0 kWh/Nm3,领先于行业普遍4.5-4.6 kWh/Nm3的水平:制氢直流电耗每降低0.1kWh/Nm3,可降低LCOH1.8%-2.2%,制氢环节降本10%-25%。隆基新产品:
1)Hi1的电耗最低可达4.3 kWh/Nm3;寿命1000-5000h;适合纯风电、纯光伏、风光互补;
2)Hi1plus的电耗可达4.1 kWh/Nm3;寿命>5000h;适用绿电交易、多能互补;在2500电流密度下电耗可达4.0 kWh/Nm3。
隆基降低电耗的方法:电解水制氢的电耗来源分别为:理论分解能耗、过电位损耗、欧姆损耗构成,占比分别为60%、30%、10%。三方面同步降耗:
1)理论分解能耗:高温可降低理论分解电压,但过高的温度对系统材料寿命造成影响,隆基通过外部策略控制温度在最佳区间,较优的温度区间为90±5℃。
2)过电位损耗:分为氧侧过电位和氢侧过电位,使用高效材料降低过电位。
3)欧姆损耗:隔膜、电极、流场、运行工况影响电压,通过流场优化、材料优化改善电导率和极距降低小室内阻、减少系统自损耗。并提升各个小室的一致性。
使用Hi1产品,可降低10%以上直流能耗,大幅降低LCOH。实测数据下,当电流密度2500A/m2, 能耗4.0 kWh/Nm3;电流密度3000A/m2, 能耗4.04 kWh/Nm3;电流密度4000A/m2, 能耗4.24 kWh/Nm3。
具体案例:
案例1:中东光伏储能制氢项目,某150MW光伏项目搭配氢气制备绿氨,其年发电小时数可达到2900小时,若按照0.3元/kWh的电价测算,Hi1产品可降低LCOH 2.7%,每年节约电费6.4%,相当于制氢设备初始投资降低25.2%。
案例2:中国西北光伏制氢项目,制氢装备利用小时数4300小时,若按照0.2元/kWh的电价测算,Hi1产品可降低LCOH 2.7%,每年节约电费6.4%,相当于制氢设备初始投资降低25.2%。
案例3:北美水电+外购电项目,氢气用于交通,制氢装备利用小时数6000小时,若按照0.35元/kWh的电价测算,Hi1产品可降低LCOH 6.4%,相当于制氢设备初始投资降低100%。
案例4:中国风光互补+储能连续制氢项目,制氢装备利用小时数8000小时,若按照0.4元/kWh的电价测算,Hi1产品可降低LCOH 7.5%,每年节约电费10.7%,相当于制氢设备初始投资降低155%。