中国这么大的光伏产业为什么不用来制氢?


在 2024 年,中国已经获得了绝对的能源自由!并且深刻的改变了未来一个世纪的全球能源供应形式与格局。

一,风光发电已经有了绝对的电力成本

2024 年,光伏组件价格来到 0.8 到 0.9 元 1w,10MW 风机价格来到 1 元 1 瓦, 光伏 EPC 1800 元 1kw,风电 EPC 2300 元 1kw,已经在三北沙戈荒大基地实现!

10mw 风机大量在北大荒普及

随着陆上 10mw 级风机的大规模交货,风电成本从来就没这么低过!

大概算一下发电成本?在三北风能丰富地区,资源优秀的地方,年利用小时数能达到 3000 小时,风电机组寿命 20 到 25 年。

2300/3000/25=0.03 元!

按照投资成本算度电成本,只有 3 分钱。当然电站要考虑运营成本,也不可能自己出资,比如几大发电企业,其实全都是靠贷款,还要给银行利息的财务成本,自己也不能白干,要赚利润等等,复杂的事情不细算,直接给答案。

基本的度电成本,其实是 8 分钱,而且在沙戈荒大基地,大部分一类资源区都可以达到低于 0.1 元度电成本。

而对于光伏行业,同样也是类似的情况。2022-2023 年,光伏组件成本从 2 元 1 瓦降低到现在最低 0.7 到 0.9 元 1 瓦,如果是 GW 级的集采招标,TOPCON 组件价格基本稳定在 0.8 到 0.85 元 1 瓦,现在一些大项目都不采购组件了,开始整体 EPC 招标,1800 元 1kw。在三北风光丰富地区,年发电小时数可以达到 1800 小时。

也算一下度电成本?

1800/1800/25=0.04 元,

绝对电力成本也就 4 分钱,当然也同样考虑一下财务成本,运营成本,企业利润,

但是绝对电力成本也低于 0.1 元。

二,风光资源和地理环境是高度耦合的。

内蒙古的风能资源

风能资源 3000 小时利用区,刚好耦合光伏资源 1800 小时利用区。

风速年内变化。
光伏年内变化
各月功率变化。

你说这不就巧了吗,基本上的情况就是,风不出力的时候,光伏就出力。而且风能资源丰富的地方,刚好光伏资源也极为丰富地方。

根据证券公司研报,年利用小时 3800 小时,电价 0.22 元,风光制氢成本 11.9 元 1kg,如果电价是 0.1 元呢?成本只有 6 到 8 元 1kg? 虽然这个暂时达不到。

但是两年内,必然能达到低于 8 元 1KG 的氢气了。击穿煤制氢的成本,没有任何问题。

很多事情没必要思考太多,应该多看看行业发展趋势。

从氢气开始,制甲醇,制氨气,制氮肥,制航空煤油,制乙烯,制对甲苯。我们基本在未来十年能看到,什么叫绝对的能源自由。

又便宜又量大的电力,用不完,根本用不完。大自然上亿年的进化的产品,我们只是搬到了工厂里而已!

不得不说,大规模的工业化万吨制氢,有一种大工业的浪漫主义!


这里主要回复和说明一些关键问题,

1,风光制氢成本还能继续下降吗? 继续下降的技术路线是什么样的?

答案,当然还能继续下降,主要的路径是,1 更大的风机,2 更大的电解槽单体。

三一重工下线 15mw 陆上风电叶片

现在的风电制氢,几乎全部依赖 10mw 风机,10mw 风机对应的风电成本已经非常便宜了,15mw 风机叶片三一已经下线了。对应的发电机,塔筒,还要一年后看,包括产品的稳定性,成熟度,特别是超大风机的吊装,还需要继续配套研发,但是超大风机还会继续压低电力成本是毫无疑问的。

2,现在的电解槽依赖 ALK 电解槽,基本都是 1000 立方米一小时。但是 2000,3000,甚至 4000 立方米一小时的大型电解槽也陆续下线了。

3,更大的风机,更大的电解槽,直接单位成本下降不多。比如说百分之 5 到 10.但是配套成本下降很多。简单理解,风机下面的地基,少挖了不少土方,少打了很多混凝土,电解槽配套的厂房,管理成本,人员成本,都会有百分之 30 左右的下降空间。

从隆基这个实拍图,就一眼看明白了,比如电解槽单机容量增大 4 倍,项目配套的厂房,人员,都会大量下降。

第三,风光高耦合,柔性化制氢,制氨。 风电年利用小时数,大约是 2500 到 3500 小时,光电大约是 1500 到 1800 小时,前面的图可能过于复杂,但是简单理解,总体的趋势,就是风是晚上大,光伏在白天才能发电,让两个资源尽量配合,提高了电解槽的折旧率。电解槽买回来。寿命是很长的,基本有几十万小时,那么用的越多,单位装机折旧成本越低。合理的利用小时数,应该在 5000 到 6000 小时,相比现在 3500 到 4000 小时,极大提高折旧率。

第四,不要忽视中国企业的内卷程度。中国新能源企业的内卷速度,是地狱级的。2020 年的制定的到 2030 年完成的规划,23 年底,就完成了百分之 80。风电单机从 2MW 跨越到 10MW 只用了几年时间,而世界那些做能源报告的,比如 BP 石油,预计的 30 年的陆上风机才是 3.5MW。

在未来 5 年,风光储,氢氨醇,是新能源最主要,最主要的投资路线。记住这六个字,剩下的,有大量的技术资料,只能自己去学习了。

最后要解释一下,风光储,氢氨醇,的本质是什么。

我记得我 21 年写过万赞的关于抽水储能的文章,其实这本质还是储能,风光发电不稳定,锂电池储能解决的是 2 到 4 小时的储能,抽水储能解决的是 4 到 10 小时的储能。在这两步上,解决了跨天的能源稳定供应。

风光制氢后,氢气是不方便储存的,比如极为恶心的超低密度,氢脆,管道运输超高成本,安全性让人头大,所以在制氢气的基础上,继续向前走一步。

氨路线,首先是制化肥。每年几千万吨的氨气,5000 万吨的氮肥提供了市场保证。

甲醇路线,每年 8000 万吨的甲醇也提供了市场保证。

在中国,这两条路线,原来都依赖煤制氢,然后要不合成氨,要不走 MPT,甲醇制烯烃。也就是所谓的煤化工,制造塑料盆,塑料袋。

所以,聪明人一眼就看出来,如果电解水制氢,成本能和煤制氢成本相当,那么后面的技术路线是一样的。如果是稍微贵了一点点,比如煤制氢一公斤 8 元,电解水制氢 1 公斤 10 元,那么适当的补贴,或者征收碳税,其实也非常合理。而且初级原材料一定的成本变动,会在后面稀释掉。对最终造出来的塑料盆,塑料袋,成本影响并不会非常明显。而且随着未来五年的行业内卷,风光制氢平价煤制氢也看不出什么本质的技术障碍。

考虑到大量的碳减排,25 年基本就完成了碳达峰,那么后面碳中和的目标,如果没有这个路线。风光发电在总的发电比例里可能只有百分之 30 左右。有这条路,则能提高到百分之 80 甚至 100 以上。百分之一百以上并不难理解,因为除了常规的电力需求,还解决了资源需求。电力从能源变转化为化工原料了。应该也很好理解。

只要电力足够便宜,你说这是光伏基地,还是一块油田?

电网或者全国电力只需要百分之 100 电力,但是我们发电百分之 140.多出来的百分之 40.资源化了。变成甲醇,塑料瓶,尿素了。而且实现了跨季度,跨年的能源储存储。

以上理解了,剩下的都非常简单了。


很多人在评论区说我乐观了,现在光伏,风电企业经营困难,这确实是事实,但是风电光伏全速发展,也同样是事实。

10MW 的风机把风机成本压到了 1000 元 1kw, 光伏组件现在 TOPCON0.85 元 1W,因为竞争太激烈。风机企业和光伏企业,特别是光伏上游,多晶硅企业,压力非常大。这是产能超级过剩的问题。但是这和下游的发电企业有什么关系呢?

上游光伏组件的成本越低,下游发电的成本越低。正是因为光伏组件和风机的大降价,23 年风电装机 6500 万千瓦,光伏装机 2.1 亿千瓦。

另外一部分人说我太乐观了,现在配图储能后,风光发电成本很高。

中国很大的,朋友们,你华北平原风速 5.5 米一秒,塞外风速 7.5 米一秒,你一年发电 1800 小时,别人一年发电 2700 甚至 3600 小时。 你一年 365 天,阴天,雨天大概就 180 天,别人塞外 300 天晴朗无云。这发电成本能一样吗?

2023 年,风光制氢,开建和规划的总投资已经 2800 亿了,好不好,只是大部分都是国企和央企而已。你们看不见摸不着。但是不等于没有。很多人在评论区让我推荐股票。都是国企央企,你说我咋推荐啊。


看了一些评论,做第三次的补充。

很多人说储能最方便的方式是抽水储能,其实全站最高战的抽水储能答案也是我写的。

储能水电站的效率据说能达到 80%,即抽水用电 1 度,用水的势能发电能有 0.8 度,真有这么高的效率吗?

抽水储能效率,经济性是没有问题的,但是问题是。

1,依赖地形,一般需要 200 到 700 米的地形落差,

2,依赖水资源,三北地区,谁资源并不充分。特别是风光资源最丰富的地方,比如蒙西,新疆,河西走廊。其实水资源并不充分。制氢还够,修水库,还是缺一些。

3,建设周期过长,建设规模不够,一座抽水电站,从立项,审批,环保,到工程完工。大概需要 6 到 8 年,现在审批的项目,已经排到 2030 年了。但是远水难解近渴。而且一座抽水储能也就适配几百万千瓦,风光发电。2022 年,光伏 2.16 亿 KW,风电 7000 万 KW? 需要的适配的储能电站功率是多少?

4,其实一些原来规划没有储能的水电站,已经修改成抽水储能的电站了。比如著名的大渡河上的双江口水电站。金沙江上的叶巴滩水电站,建到半路。工程重新修改。

风光制氢的本质,是电力资源化,我反复写了,这条路线走向的是化工,代表出口是氨,醇。评论区很多人答案都不看,一顿乱喷。

根据比较长期的展望,到 2035 年左右,中国人均 GDP 应该是和日韩差不多,当然这里有各种货币计价的问题,但是核心的问题是,中国的人均电力消费和日韩差不多,也就是 14 亿人,大概需要 14 万亿度电,

电力制氨醇,不管是氨还是甲醇,大约是一万度电,对应了一吨产量。现在的氨市场是 5000 万吨左右。醇市场是 8000 万吨左右。基本依赖煤,所以转向电力。依赖廉价电力,大概能提供 1 万亿 kwh 的储能容量。

远景的看,每年消费的 2 亿吨柴油,也最有可能让氨醇替代。一吨柴油大概相当于 2 吨甲醇。这其中取代多一半,会带来 3 亿吨的氨醇需求。当然这需要整个产业链的下一步成熟。可能是 5 年后的事情了。

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