2023年以来,光伏持续极致降本提效,导致度电成本不断下降。氢能产业的底层逻辑,也因为电解水制氢的成本下降,有望得以重构:由下游燃料电池推广应用,转移到上游绿氢,推动电解槽放量。
2025年国家规划10-20 万吨、各地合计达 100 万吨。自国家层面发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》后,各地积极规划可再生能源制氢。当前已落地绿氢项目产能仅为5 万吨。
据各地政府发布的相应氢能政策规划,绿氢产能合计规划量在2025、2030、2035年将分别达到100万吨、100万吨、250万吨。
COP28最新草案第39 条(d) 款指出:“加快零排放和低排放技术,包括碳捕获、利用和储存以及低碳氢的生产等,以便加强在能源系统中替代碳排放有增无减的化石燃料的努力。”
相较于COP27 草案——只是将氢能作为供缔约方进一步审议的领域,COP28 草案则是正式加入了氢能相关内容。被纳入就意味着此领域被缔约方呼吁加快布局,意味着全球发展氢能共识已经形成,后续各国的氢能发展将会提速。
从海外绿氢规划来看,欧盟2030年绿氢产能规划达到2000万吨,中东当前合计产能规划达到 2914.26 万吨。对于国内企业而言,国内外发展机遇并存,尤其是中东市场值得重视。
2024年绿氢项目将迎开工潮,预计电解槽招标同比翻倍看向4GW。2023年内,大量绿氢项目开始申报立项,国内立项的项目绿氢产能已超400万吨,当前落地项目仅 5万多吨产能。
考虑到2025国家10-20 万吨、各地合计100 万吨绿氢的产能规划,2024年绿氢项目将迎来开工潮,带动制氢设备需求高增。我们乐观预计,2024年国内电解槽招标量为4GW,同比翻倍增长。
光储氢降本驱动绿氢经济性初显,阶段性区域平价可期。绿氢可与灰氢平价,0.2元/kWh电价时经济性显现。
绿氢制取成本主要由电费和制氢设备构成,灰氢制取成本主要受煤价影响。煤炭价格呈现波动态势,400-1050 元/吨煤价下,对应制氢的氢气成本在 9.5-15 元 /kg;对于绿氢制取成本,外接电力成本在 0.1-0.23 元/kWh 时,对应制氢成本在 9.1-16.3 元/kg。即意味着电价 0.2 元/kWh 以下时,绿氢和灰氢(1000 元/吨煤价)可达成平价。
光储氢降本下绿氢开始具备经济性,光储氢项目可行性未来可期。电价是绿氢平价关键, 光储氢一体化项目为破局要点,0.2 元/kWh 以下的电价是实现绿氢平价的关键。
低电价甚至零电价(弃电消纳)只可能发生在采用新能源发电的情况,。绿氢成本在光储氢一体化项目内将大幅下降。降低用电成本的关键点,体现在光伏组件/风电机组的价格上。
假设项目 70%的电量上网,剩余 30%电量用于制氢,弃电率 20%,根据我们的测算,在光伏组件1元/W、单位投资3.1元/W,储能电芯0.5 元/Wh、单位投资1.06元/Wh, 电解槽1.2元/W、单位投资1.35元/W 的情况下,对应的制氢成本在 6.48 元/kg,项 目 IRR 达到 5.7%。
这意味着在当前光储氢设备均可达到的成本下,在此模式下绿氢制取的成本已经可实现与灰氢平价。未来随着光储氢设备的技术迭代、及规模化效应等带来的进一步降本,项目将实现经济性,绿氢消纳光伏发电电量占比也将大幅提升。
根据之前发布的氢能产业链系列深度报告之十六——“潜在亿吨放量空间,绿氢消纳及驱动力探讨”的测算和分析,氢气消纳主要集中在化工、钢铁、储能和交通四大领域。
从短、中期以及理论极限值分析来看,短期已立项规划的绿氢项目可带动百万吨氢气需求和百亿元市场空间。在绿氢全面渗透下,潜在的消纳空间高达亿吨,将催生氢气和相应设备的万亿市场规模,远期天花板高。
(1)短期:以当前已落地或立项的绿氢相关项目作为指引测算,部分无明确规划项目的以绿氢渗透率估算,预计看向 2-3 年后;
新能源的大规模应用,往往出现在其与原有能源的成本平价的时点之后。例如,光伏行业的爆发是在2018年平价上网政策之后,对应看,氢能行业的爆发拐点将出现在光储氢平价点之后。
现阶段看,在新能源成本下行的背景下,阶段性的区域绿氢平价已实现,绿氢成本正在向全面平价点接近。
欧盟碳税已于2023 年10 月开启试运行,2026 年正式运行。碳税的落地将抬高原有灰氢成本,因而变相加速绿氢的平价进程。
2022年欧盟平均碳价约为 88.36 欧元/吨,每千克灰氢(煤制氢)约产生25kg CO₂, 以欧盟10、50 欧元/吨的碳价测算,对应的灰氢成本将上涨1.93、9.65 元/kg,对应1000、400 元/吨煤价下,灰氢达到24、19元/kg,高于0.23 元/kWh电费下的绿氢制取成本。碳税逐步落地下,绿氢的平价进程将加速,绿氢的大规模应用时点或将提前。
以风光氢储一体化项目为导向,绿氢项目呈现高增长态势。当前国内已投产的绿氢项目规模达到5.4万吨,其中位于新疆库车的国内最大光伏制氢示范项目于 2023年8 月30日投产。绿氢工业化规模应用逐步开启,电解槽进入规模化验证时代。绿氢项目规划持续高增,近两年已立项的绿氢项目合计达到483.31 万吨,绿氢项目将迎来落地放量。
西北部地区拥有丰富的风光资源, 绿氢项目多集中于此。其中,内蒙古、宁夏、吉林、甘肃、青海、新疆均出台了相应的绿氢产能规划,加总规划量至 2025年达到100 万吨。
除规划外,内蒙古、吉林、甘肃、新 疆等多地区也发布了绿氢生产补贴政策,补贴额最高高达10元/kg。预计后续其他地区有望逐步跟进出台相关政策,规划指引叠加补贴保。