SMM10月26日讯:在SMM主办的CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢气应用专场上,SMM咨询顾问郭一宽、丁若宇分别对中国光储氢市场、中东氢能与CCUS协同发展机遇进行了解读。其中,郭一宽主要对中国光伏发展、光储能氢发展、光储氢未来市场展望等进行了解析;丁若宇分析了中东及北非地区的政策,介绍了中东及北非地区布局氢能优势、目前氢能的工艺技术发展等内容。
SMM咨询顾问-郭一宽
中国光伏发展概况
中国光储氢市场政策梳理
全球未来光伏市场规模预测
2022年全球光伏新增装机容量约251.1GW,预计2023年全球光伏新增装机容量将达到369.9GW,同比增长47.3%。
基于政府的目标,光伏市场在2027年前都将继续保持强势增长。中国仍然是世界上最大的光伏市场。欧洲和美国市场的装机需求也将继续维持高景气度。巴西、中东和南非地区掌握着优渥的太阳资源,政策的优化和可再生能源加速转型的推动下,同时南非市场严重缺电的背景下,预计该地区国家新增装机将有大幅增长。
中国光储能氢发展分析
解决弃光问题的储+氢方案
中国光储氢未来市场展望
中国光储氢当前挑战与未来发展-储能
大容量
磷酸铁锂正极:预计使用正极补锂等技术突破理论能量密度。
瓶颈:需要的添加剂不稳定,工艺成本高,安全性弱。
长循环
负极材料主导电芯循环性能
发展方向:使用中高硫焦降本,万次循环负极材料研发中。
瓶颈:尚未找到可满足万次循环且实现降本的锂电负极材料。
倍率
电解液:使用LiFSI作为溶质,能够提高倍率,但技术壁垒和原料成本较高,无法满足高性价比的需求。
中国光储氢当前挑战与未来发展-氢能
随着光伏发电规模化建设,持续激励制氢价格下降,预计2050年制氢价格为1.3元/Nm³,较2022年下降52%;成本结构电费将下降至45%,度电成本将不再成为电解水制氢制约因素。
SMM咨询顾问-丁若宇
中东及北非地区的政策分析
目前中东地区的氢能投资项目
中东及北非地区布局氢能优势
(1)土地资源丰富:广阔的沙漠、大量无人居住的土地,丰富的土地资源可以发展可再生资源。
(2)可再生资源丰富:强烈日照、风力强劲,可再生资源的电费较低,以沙特为例,其电费仅为$0.0104/kwh。
(3)储存成本较低:具有储存潜力,25Gt的CO2。
(4)当地需求高:中东地区用于汽车行业、冶金行业等能源需求高。
(5)靠近亚洲和欧洲主要需要能源市场。
中东及北非地区绿氢投资规模最高五个国家共计绿氢投资规模为1,800亿美元;
根据国际能源署 (IEA),到2030年,阿曼将成为中东最大的氢出口国、全球第六大氢出口国。
目前氢能的工艺技术发展
中东及北非地区布局成本优势
据SMM分析,目前绿氢的生产成本主要由三部分构成,其中燃料及电力成本为其主要构成,约占50-90%以上;有用丰富的太阳能资源和陆地风能资源地区可以有效降低这部分成本,例如中东、北非、西拉丁美洲、澳大利亚等地区。
据SMM分析,中东及北非地区生产氢的成本约在2-4美元/kg。据SMM市场预测,至2030年,随着产能增加、技术进步和可再生能源电力成本的持续下降,绿氢的平均成本有望降至1.5-2美元/kg之间。
天然气制氢耦合CCS——灰氢变蓝氢
集成热电联产单元可以同时产生蒸汽和电力供内部使用和向电网输出。利用燃烧前捕集技术,可以从高CO2浓度合成气中回收整个工艺排放的大约60%的CO2,其余的可以通过燃烧后捕集技术从转化炉低CO2浓度的炉膛废气中回收。
CO2捕集所需的能量(用于溶剂再生的蒸汽和用于压缩的电力)通常可以从该工艺单元获取,但会减少输出到电网的电量,并略微增加天然气的使用量。
二氧化碳强化采油技术(CO2-EOR)简介
强化采油技术(Enhanced Oil Recovery, EOR)是指向油藏中注入驱油剂或调剖剂,改善油藏及油藏流体的物理化学特性、提高宏观波及效率和微观驱油效率的采油方法,在国内也被成为“三次采油”。
目前全球范围平均的油藏采收率只有30%左右,而使用强化采油技术可以有效提高至60%。
二氧化碳是一种优良的驱油剂,可以和地下原油互相融合混相,具有混相压力低和降低界面张力的特点,可在水驱基础上提高油田采收率5%—15%。
在使用二氧化碳进行强化采油(即CO2-EOR)的过程中,二氧化碳被加压后通过注入井注入地层,在与原油形成混相的同时也驱动原油向开发井流动。用于采油的二氧化碳部分直接残留在地下储层当中;部分随着原油一起被采出,通过分离装置后再注入地下,形成闭环,最终的结果为二氧化碳的永久封存。
据估计,每日约有50万桶原油是利用CO2-EOR技术开采的,占所有使用EOR技术产量的20%。
CCUS的下游应用——绿色甲醇
甲醇是化学工业中的重要产品,主要用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品。甲醇的年产量约为9800万吨,几乎全部由化石燃料(天然气或煤炭)生产。
当前甲醇生产和使用生命周期内的排放量约为每年0.3吉吨(Gt)CO2(约占化学行业总排放量的10%)。
可使用可再生能源和可再生原料通过两种途径生产可再生甲醇。低排放甲醇可在某些当前选择受到限制的行业脱碳中发挥更大作用-尤其是作为化学工业原料或公路或海上运输燃料。
IMO:
国际船运行业碳排放量超10亿吨,占全球的2-3%,船运减碳迫切。2012-2018年,国际海运碳强度降低约11%,但温室气体年排放量从9.77亿吨增至10.76亿吨。
为加速航运业脱碳,今年7月,IMO海上环境保护委员会第80届会议通过《2023年IMO船舶温室气体(GHG)减排战略》,进一步收紧国际航运温室气体减排要求,明确应尽快实现国际航运温室气体排放达峰,并考虑不同国情,在2050年前或2050年左右实现净零排放。
已经有许多公司、行业组织和区域法规制定者制定了到2030年使用船用替代燃料的目标。比如马士基(Maersk)表示到2030年25%的货物运输使用绿色燃料;再例如美国打造的“先行者联盟”,要求承运人到2030年,至少5%的深海航运使用零排放燃料。
EU-ETS:
►从2024年开始,欧盟会分阶段将往返于欧盟港口的船舶温室气体排放纳入欧盟碳市场管控
•船舶运营商需要在2025年上缴其2024年度排放量40%的等量欧盟碳配额(EUA),在2026年上缴2025年度排放量70%的等量欧盟碳配额,在2027年上缴2026年度全部排放量的等量欧盟碳配额。
• 2024-2025年,欧盟碳市场将只纳入航运业的二氧化碳排放;从2026年开始,欧盟碳市场将纳入航运业的氮氧化物、煤烟和甲烷排放。
•欧盟内部的航行排放将全部被纳入欧盟碳市场管理,而欧盟港口到非欧盟国家港口航程的一半航行排放将被纳入欧盟碳市场管理。
►EU-ETS正对国际航运业产生重要影响,船公司加速甲醇船订造。
中东相对地区发展CCUS的优势
投资国家选择:沙特、卡塔尔、阿联酋CCUS发展潜力较大
中东地区CCUS的潜在盈利模式:CCUS+碳资产开发或将成为可能
►“碳抵消”是指用于减少温室气体排放源或增加温室气体吸收汇,用来实现补偿或抵消其他排放源产生温室气体排放的活动。通过碳抵消项目实现的温室气体减排量经过核证后成为碳减排量,可自由交易。控排企业或有志于实现碳减排/碳中和的企业或组织的碳排放通过购买这些碳减排量来抵消自身碳排放,满足自身企业社会责任。
►根据碳抵消产生方式以及机制的管理方法,可将碳抵消机制分为三类:
国际性碳抵消机制:由国际气候条约制约的机制,由国际机构管理,如清洁发展机制(CDM)、联合履约机制(JI)等;
独立性碳抵消机制:不受任何国家法规或国际条约约束的机制,由独立第三方组织,通常是非政府组织管理,如黄金标准(GS)、核证碳标准(VCS)、全球碳委员会(GCC)等;
区域地方碳抵消机制:由各自辖区内立法机构管辖,各级政府进行管理的机制,如我国的核证自愿减排量(CCER)、碳普惠(PHCER)、FFCER、CQCER等。