文丨yong 氫雲鏈分析師
網絡流行著這麼一句玩笑話:「人類科技本質是燒開水。」光伏就是這個「本質」的例外。
作為這樣一個例外,光伏產業卻由於成本和盈利問題,在十多年間飽受爭議。
經過頑強的生長,光伏終於迎來了平價上網的時代,並向「1毛錢1度電」的目標繼續前進。預計在「十四五」期間,光伏將拉開替代化石燃料發電的大幕。
在實現光伏平價上網後,光伏裝機量將迎來新一波高峰。隨著裝機量的增長,光伏消納問題將再次出現。光伏發電制氫成為一種新的解決思路:將光伏所制氫氣用於天然氣摻燒、燃料電池,可豐富終端用戶用能多樣性,保障能源安全,也解決了光伏的消納問題。另一方面,光伏便宜,氫卻很貴,平價光伏制氫解決了綠氫價格昂貴的問題。
光伏+氫能,有望構建新能源領域1+1>2的經典案例。也許正是這個原因,國家能源局也提出在「十四五」期間促進光伏制氫、光伏+儲能等新業態成熟。
平價時代如何解決光伏併網消納新難題?
「平價上網」是近年來光伏圈最熱門的詞彙之一。
2019年,光伏平均上網電價已降至0.35元/千瓦時,明年將全部實現平價上網,預計「十四五」期間將降低到0.26元/千瓦時以下,屆時光伏發電成本將低於絕大部分煤電。
最具標誌性的事件是,今年年中,中東某光伏項目上網電價創出了1.35美分/千瓦時的新低,換算成人民幣,甚至不足「一毛錢一度電」。
這並非個例,全球其它地方也出現了低廉的電價,如葡萄牙的1.64美元/度、巴西的1.75美分/度等。同時,在中國很多地區,光伏建設成本約3元/W,每瓦30年全生命周期能發50度電左右,折算後可達6-7分錢/度電,再加上一兩分錢的運維成本,實際下來光伏發電成本每度電也不到一毛錢。
當光伏發電成本全面進入到「一毛錢一度電」時代,那麼光伏將在經濟性上對傳統能源實現絕對領先,光伏應用的規模將持續擴大。
有喜必有憂。光伏進入平價時代,也帶來了大規模併網的新難題:隨著大規模高比例的接入電網,光伏的消納將變得越來越困難。
國家能源局新能源司副司長任育之提到:「國內的青海山東各個省份的負荷曲線已經變成了壓制曲線,政府的用電高峰已經成了用電低谷,給電力調控帶來極大的壓力。我想這個需要電網和光伏行業共同來商討解決。」
上一輪的光伏風電消納難題引起了社會對新能源的巨大爭議。對於新一輪的消納難題,任育之希望通過技術進步來解決這個問題。「光伏發電將與儲能、可能未來的氫能等技術相結合,大大的降低全社會用能成本,將深刻的改變中國的能源革命。」任育之說道。
1+1>2,光伏消納與綠氫製備互相成就
電多了,就要把電想辦法用出去,或者是把電存起來。用電是沒辦法一下子用那麼多了,只好想想「存電」的辦法。
「光伏+儲能」應運而生,再開啟多種光伏+應用,勢必引發可再生能源的幾何式增長,全球能源轉型也將按下快進鍵。
任育之提出:「十四五期間,我們也將推動一批示範項目建設,促進光伏加儲能、光伏治沙、光伏制氫等新產業新業態的成熟,並實施一級行動計劃,促進光伏發電多點開發。」
光伏制氫就是一種很理想的雙贏方案。
對光伏而言,一方面可以解決光伏持續快速增長產生的消納問題,另一方面可以推動光伏加儲能,從而使光伏發電供電質量得到進一步提升,更多的替代電力系統中價值更高的綜合用電,並憑藉可調節的電力現貨市場參與競爭。
對於氫能產業而言,平價光伏則意味著綠氫價格難題的解決。
歐洲地區為解決電解水制氫成本問題,規劃了兩個40GW的電解槽建設項目,試圖以規模化降低綠氫成本,將氫氣成本降至1-2歐元/看過——而目前歐洲站售氫價格約為10歐元/kg。高昂的制氫成本阻礙了綠氫的發展,降低了氫能產業發展的意義。以德國為例,由於高昂的綠氫價格,德國不得不放棄對綠氫的執著,對藍氫的發展做出了相當的讓步。
在大規模光伏+平價光伏的推動下,綠氫的價格不再是難題,「以獎代補」政策35元/kg的目標也不再是問題。以上文提到的1.35美分/千瓦時的光伏項目為例,若以這個價格的電力制氫,成本可低至1美元/公斤(折合人民幣不到7元/公斤)——這個價格比煤制氫成本更低。
「光伏+氫能」實現了新能源領域的「1+1>2」。
國內積極探索光伏制氫
早起的鳥兒有蟲吃,國內企業已經開始穩步推進光伏制氫項目的發展,並且對於光伏制氫持樂觀態度。
陽光電源董事長曹仁賢此前曾表示「10MW光伏每小時可製造10立方的氫氣,25平方公裡的光伏發電列陣,可以做一個小型的制氫城,一年可以產100萬噸的氫氣,100萬噸的氫氣完全夠我們未來幾年用。初步計算,在光照好的地方,制氫的光伏發電成本大概在1毛5分錢一度電,是大幅度低於現在制氫的電力成本。「
據氫雲鏈統計,目前我國的光伏制氫項目已有近30項,有利於為未來大規模光伏制氫推廣積累經驗。