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氢储能技术破冰,千亿市场一触即发?

 真友书屋 2023-05-28 发布于浙江

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投资者应注重寻找投资良机,可长期观察各公司股价,把他们当成一个个格子,若出现一个速度很慢、路线又直,且正好落在你格子中间的“好球”,那就全力出击!

——芒格

“终极能源”的氢能,迟迟未能普及,什么原因?
在上一篇《它将成为下一个十倍风口》中,老吴提到了制约氢能产业发展的两个致命瓶颈,一个是制氢技术,一个是储氢技术。
这两个环节都有待实现革命性技术突破。低成本的制氢技术能否突破,关键环节在于电解槽,而电解槽的产业奇点,可能在于核心部件未来的PEM质子交换膜技术。
另一个重大瓶颈,在于储氢技术,也是氢能产业的第二道门槛。
今天和大家唠一唠氢能这个行业板块,深挖氢能产业链储氢技术环节,固态储氢方式的的机会。

01 为什么要发展储氢技术?

在再生能源新结构趋势下,国家大力发展光伏和风电,但是我们知道,光伏发电有个最大的劣势:发电不稳定。 

说一个数据,2022年,在我国可再生能源的发电量中,风电和光伏的发电量历史上首次突破了1万亿度电,达到1.19万亿度。光伏和风电的发电量,已经占到我国全社会用电量的13.8%,接近全国城乡居民的生活用电总量,光伏发电已成为我国除了火电、水电之外的第三大发电来源。

再结合国家政策规划,预计到2025/2030年,风电、光伏、核电等可再生能源发电量,会占全社会用电的比例三分之一以上

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但是我们也注意到,风电、光伏发电非常不稳定。光电是依靠光伏板在阳光照射下进行光电转换产生电流的,白天尤其是中午时分,日照最强烈的时候是光伏发电出力的高峰。但白天并不是社会用电高峰,白天光伏发出的电经常用不完,电网无法消纳,而电力又不可储存,因此产生了此前大批的弃风弃光现象,造成发出来的电力无法被使用,形成严重浪费

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基于此,于是诞生了使用锂电池来作为储能工具的大规模储能电站,将光伏和风电发出来的多余的电力储存在储能电站中,用电低谷时储电、用电高峰时放电,用于电网的调峰调频。但大型电化学储能电站的建设成本高昂,而且并没有解决能源运输的问题。

所以,一套新的能源转化系统出现了,氢能储存技术来了!

02 经济价值:长周期、大容量 

氢储能技术是利用光 伏、风电等间歇性新能源发电所产生的富余电能或弃电,通过电解槽制氢,并经由压缩机储存在储氢罐中,在其他需要用电时段由燃料电池发电或通过管道、长管拖车等手段供应用电终端。

相对于传统的储能方式,氢储能的存储规模更大,可达百万千瓦级,存储时间更长,可根据太阳能、风能、水资源等产出差异实现季节性存储。氢储能可以满足长周期、大容量储能要求,实现季节性失衡下所需的电力容量或时间跨度。

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03 技术难点:储氢效率低下+成本高昂

数据显示,2021年国内的氢储能装机量约为1.5MW,氢储能渗透率还不足0.1%。

意味着氢储能技术仍处于起步阶段,面临非常多的挑战。

第一个,氢储能系统效率拉胯。

氢储能的“电-氢-电”过程中,因为存在两次能量转换,导致整体效率只有25-40%,远远低于抽水储能、锂电池储能70%+的能量转化效率。

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第二个,储氢成本高昂。

首先,算一笔经济账。

氢储能的经济性,取决于充(制氢)放(发电)电价差。

以0.2元/kWh可再生能源发电电价计算,发电侧可再生能源制氢的成本超过10元/千克,按照单位千克氢气发电20kWh和0.6元/kWh售电价格,简单计算,氢储能收益仅12元/kWh,仅与制氢成本持平。

就目前来说,看不到什么经济效益。

但是风物长宜放眼量。

长期来看,假如可再生能源发电渗透率从当前的0.1%做适当提升。

同时,电价峰谷差将逐步拉大,火电等可调节电源的陆续退出

氢储能的安全备用、季节性调峰的价值日渐突显,未来氢储能的综合经济性还是有希望大幅提升的。

另外,一系列的政策扶持,也在陆陆续续推动氢储能的发展。

譬如,2021年,国家发改委、国家能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,将氢能纳入“新型储能”范畴,很多省已开始培育“风光发电+氢储能”一体化模式以及其他氢储能规划等等。

总之,储氢效率低下和成本高昂,这些难点,在更大的叙事背景下,只能算氢能产业化巨潮中的一点小浪花,并不能阻止氢能革命的加速到来。


04 固态储氢,最具商业化前景的储氢技术

目前的技术条件下,储氢方式有气态储氢、液态储氢、固态储氢这三种方式。其中,由于固态储氢的体积密度更高、安全性更好,也更容易实现规模化应用。

储氢运氢——气、液、固三种方式比较 图片

固态储氢之所以比气态储氢、液态储氢更便捷,是因为它可以在常温下使用,且体积密度更高

这种技术是在常温下使氢气与合金发生化学反应,让氢原子进入金属的空隙中储存。

压力约为2-3兆帕,使用时仅需提高合金的环境温度,就可以释放出氢气,便于使用和运输。

其最大的优点就是简单高效,它就像一个能量巨大的蓄水池把光伏和风电等不稳定能源发出的电量以固态储氢的方式储存起来,从而实现能源的高密度储存。

它也是近年储氢发展的热门方向之一,是当前最具商业化发展前景的氢能储存方式之一。

.......

当前市场中,哪些公司具备储氢技术的研发实力和商业化能力?

由于涉及到具体公司,信息比较敏感,不便公开讨论。

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