《汉能薄膜项目落地我国香港 独特优势支持“可再生能源”计划》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: wukan
  • 发布时间:2018-05-24
  •   由于我国香港政府一直非常重视气候变化问题和改善本地空气质量,所以,我国香港地区两间电力公司(中电及港灯)与政府在2017年订立了《管制计划协议》(下简称:《计划》),该《计划》提及的“可再生能源上网电价”计划,让客户装设的太阳能发电系统,可以驳接到两间电力公司的电网,电力公司将利用较现时为高的电价,购买市民自建系统所产生的电力。

      基于上述背景,2018年5月15日,汉能薄膜发电集团MARKBOX标志货柜屋项目和新界沙头角农场项目,分别在我国香港地区元朗八乡和沙头角正式落地。上述两个项目显现了汉能对我国香港政府推动环保的支持,也展示了汉能薄膜组件快速安装的优点,于极短时间内就可以成功安装系统,对于讲求效率的香港社会,是最适合的民间系统方案选择。

      高价收购民间“可再生能源”

      根据今年4月份我国香港地区公布的上网电价显示,中电及港灯收购民间发电的价格,将按系统发电的规模分为三个级别,10千瓦或以下的系统,每度电为5元;10千瓦至200千瓦每度电可卖4元;大于200千瓦但小于1兆瓦每度电3元。

      需要注意的是,过去很长时间,由于我国香港地区工资昂贵,加上连接电网手续繁复、法律责任未明,一直很难推动太阳能发电,特别是民用分布式发电系统,若以每度约1元的电价计算,回本期长达二、三十年,客户不能连接电网就需要在屋内安装蓄电池,而电池平均寿命只有数年,大大增加安装的成本,系统也变得更为复杂。

      目前,我国香港的平均电价每度约为1.1元,电力公司愿意提供3元至5元购电,为平均电价的数倍,将可为香港市民提供很大的投资诱因,推动更多公司、机构、市民兴建太阳能分布式发电系统,让原本相对长的回报期缩短至数年。

      对于光伏应用端市场,目前内地主要以补贴形式,将补助金额发放给市民;而我国香港地区就较为简单,直接将太阳能发出的电卖给电力公司,就可以收回每度电3港元至5港元的金额。

      比较内地各地区以及欧美等国家地区,香港地区在太阳能发电的发展,一直都是非常缓慢,只有极少市民及企业愿意安装太阳能系统。而根据2018年4月份公布的3港元至5港元上网电价,较目前我国香港地区的平均电价高出数倍,连接电网手续亦变得更加简单;当计划实施后,电力公司将设立热线,由技术人员解答市民疑问、提供免费太阳能评估服务及接驳至电网,并为连网系统加装及更换电表,因此,该计划更受到市场欢迎。

      可交易的“可再生能源证书”

      据了解,我国香港政府推出的“可再生能源上网电价”计划中,“可再生能源证书”是其中一项有望促进民间可再生能源大力发展的举措。

      “可再生能源证书”(Renewable Energy Certificates)是一种可以在市场上交易的能源商品,当个人或企业利用再生能源发电以后,除了可以得到电力之外,更可以按照发电的度数,得到“可再生能源证书”。证书与其产生的电力,可以分开交易,企业可以与第三方购买“可再生能源证书”,可借此抵销碳排放的要求。

      香港电力公司向市民买入太阳能电力后,“可再生能源证书”亦属于电力公司拥有。电力公司用每度3元-5元电购入电力后,会将“可再生能源证书”发售,让任何电公司的客户,透过购买“可再生能源证书”,支援在本地生产的可再生能源。

      以中电为例,初步构思以100度可再生能源电量为证书的最低选购单位,可供售卖的证书数量,将不多于中华电力指定时段内所产生或购买所得的可再生能源总电量。售卖证书所获得收入,将用以支付购买本地产生的可再生能源电力,以助减低整体电力成本。

      可以预见,当投资回报大为增加,太阳能发电的回本期降至数年,以及简化了接驳电网的手续以后,这都可为香港市民提供很大的投资诱因,推动民用太阳能分布式发电系统。

      薄膜太阳能的机会

      不过,我国香港地区建筑条例非常严格,村屋天台上的加建,无论是重量、高度或结构等都有严格要求,对于一些结构性的支撑建筑,一般都不会得到审批通过。其次,目前香港楼价高昂,已经达到“寸土尺金”的地步,天台空间也变得非常珍贵;如果将太阳能组件全铺在村屋天台的地上,让业主不能享用天台空间,相信很多业主也不会愿意。由于晶硅具有一定的重量,加上太阳能板需要设定为仰角22.5度(香港的地理纬度)及面向南方,才可获得最佳效果,所以用支撑支架建造小型檐篷,然后在上面放上晶硅组件,将会有很大的困难。况且香港在夏天有不少的台风,如果将数百公斤的晶硅组件用支架撑高,万一被台风吹倒的话,将会带来很大的危险。

      “汉能柔性薄膜技术拥有柔性、轻质、容易安装等独特优势,其产品使用持久耐用的柔性外壳封装,大幅减少太阳能组件重量,完成安装后组方件每平方米无背胶净重仅2.3公斤,而标准多晶硅组件每平米就有20公斤;加上组件背后设有强力背胶,安装变得非常简便。对于香港工资高昂的情况下,由于安装时间大为减短,支撑支架成本也更加便宜,让汉能柔性薄膜系统在香港市场的定价,得到了很大的优势及竞争力。”汉能薄膜发电董事会副主席林一鸣在接受《证券日报》专访时表示。

      据了解,汉能的柔性薄膜光伏组件具有轻、柔及弱光发电等独特优势,其独特的超轻型特性,解决了香港地区村屋天台兴建太阳能系统的多种问题,包括可铺设于屋顶而无需笨重的结构支撑,运用黏合剂附着建筑物能大大减少了强风带来的潜在危害,组件安装不会破坏屋顶,简化了安装步骤,节约安装时间和成本,于极短时间内就可以成功安装系统等;所以汉能柔性薄膜光伏组件,最适合讲求效率的香港社会兴建分布式发电项目。

      林一鸣表示,汉能一直致力于“用薄膜太阳能改变世界”,是全球太阳能分布式发电系统的领导者。“今次得知香港政府及电力公司大力推动民间光伏系统,汉能当然会全力支持香港政府的政策,让更多香港地区市民可享用薄膜太阳能带来的好处。”

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  • 《日本计划提高可再生能源比例》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:wukan
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  • 《可再生能源制氢:理想很丰满》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-10-15
    • 被称为“未来能源”“终极能源”的氢能已经成为近两年的一个热门话题,在国际上,美国、欧盟、日本都出台了相应的氢能战略规划,日本甚至提出了“氢能社会”的宏大构想;在国内,中石油、中石化、国家能源集团、国家电投等能源央企纷纷入局氢能产业链,多个地方政府出台了氢能发展方案和扶持政策。 随着“2060年碳中和”任务的提出,氢能似乎成为实现终端燃料脱碳的最终解,又增添了其讨论的热度。那么,我国的氢能发展到什么程度了?制氢和用氢将分别向什么方向发展?氢能将在未来能源体系中担任什么角色?本文将尝试对这些问题作出解答。 01 可再生能源制氢:理想很丰满 氢能产业链包括制氢、储氢、运氢、用氢几个环节。当前我国氢气总产能达到2500万吨/年,是全球氢气产能最大的国家。 氢是一种清洁高效的二次能源,无法直接从自然界中获取,必须通过制备得到。目前主流制氢路线中,煤炭、天然气等化石燃料制氢是当前国内成本最低的制氢路线,其中煤制氢成本可低至 9-11元/公斤 ,比天然气制氢成本低约30%;钢铁、化工等行业的工业副产气制氢也是较为成熟的手段,综合成本在10-16元/公斤,我国工业副产氢还有较大利用空间,可以在提供就近氢源的同时提高资源利用率,但建设地点受限于原料供应;电解水制氢作为新兴的热门方向,项目经济性直接受电价影响,市电生产的成本约30-40元/公斤,一般认为当电价低于0.3元/千瓦时时,电解水制氢的成本才能接近传统化石能源制氢。 不论是国内还是国外,目前电解水占所有制氢方式的比重仅为3%-5%左右,但却是专家学者和业内人士眼中未来最重要的制氢途径,特别是可再生能源电力制氢。这是由于不论是化石燃料制氢、工业副产氢还是传统电解水制氢,都存在生产过程中的碳排放问题,在碳捕集与封存装置(CCS)不具备大规模推广可能性的前提下,可再生能源电力制氢是唯一能实现全周期零碳排放的制氢方式。 在中国氢能联盟发布的《氢能源及燃料电池白皮书》中,预测随着我国能源结构由化石能源为主转向以可再生能源为主的格局,氢气供给结构中可再生能源电解水的比例也将大幅增长,到2050年占比70%。 中国氢气供给结构预测 来源:中国氢能协会 当前国家政策层面,虽没有出台针对性支持政策,但是在促进可再生能源消纳相关文件中提到电制氢途径。《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》指出“探索可再生能源富余电力转化为热能、冷能、氢能,实现可再生能源多途径就近高效利用”。国家能源局2020年5月发布的《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》也提到了“清洁能源富集地区,鼓励推广电采暖、电动汽车、港口岸电、电制氢等应用,采取多种措施提升电力消费需求,扩大本地消纳空间”。 项目实践层面,已经有数个落地案例。国内首个风电制氢工业应用项目——河北沽源风电制氢综合利用示范项目于2019年投产,项目包含200MW风电场、10MW电解水制氢系统。2019年7月,阳光电源与晋中市榆社县政府签订300MW光伏和50MW制氢综合示范项目,9月与山西省长治市举行200MW光伏发电项目(一期)开工暨二期500MW光伏制氢项目签约仪式。水电大省四川已出台多项相关支持政策,但目前尚未有水电制氢项目落地。整体来说,可再生能源制氢项目主要为科技项目试点示范。 可再生能源制氢的优点似乎显而易见,一方面随着可再生能源大规模推广,电价将会明显降低,可进一步降低制氢成本;另一方面可再生能源制氢有利于清洁能源消纳,将弃风弃光等可再生能源电力以氢能的形式存储下来,可解决电力供需的大规模季节性不平衡问题,助力高比例可再生能源电力系统的调峰问题。 但是,可再生能源制氢要实现大规模发展,还有诸多问题需要解决: 一是近年来我国弃风弃光现象已经得到明显好转,容易出现电解设备利用率低、无法收回投资的情况。近年来,国家出台了多项措施促进清洁能源消纳,并明确表态到2020年基本解决弃风弃光弃水问题。2019年我国弃风率4%,弃光率2%,连续几年实现双降。弃风弃光制氢理论上既是一种有效的电力调峰手段,又能降低制氢成本,但由于弃风弃光的尖峰特性,将导致制氢设备利用小时数低,分摊到每公斤氢的投资相关成本高昂。 二是现阶段电解水制氢的成本仍然较高,即使随着风电光伏的技术进步和规模效应降低到发电端“一毛钱一度电”,但加上输配电价、政府性基金及附加、辅助服务成本之后,终端电价相比其他制氢方式仍不具备成本优势。且在降电价过程中,过低的上网电价、输配电价会对发电企业和电网企业收益造成明显损害,难以实现多方合作。 三是制氢还需要配套的氢气储运和下游产业需求,否则产生的氢气无法最终转化为经济效益。即使制氢成本得到大幅降低,在经过储存、运输多个环节层层叠加后终端氢气价格仍较高,只有当氢气大规模储存、运输等技术瓶颈得到解决,且下游需求如氢燃料电池得以激发的情况下,大规模制氢才可以实现商业模式上的闭环。 四是从储能的角度出发,储氢的效率、成本等各方面均无法与其他常规储能方式相竞争。“可再生能源制氢-氢气储存-燃料电池发电”听起来是零碳利用的完美途径,但电-氢-电两次能源转化综合效率只有30%-40%。对比现在技术路线较为成熟的电化学储能效率80%-90%,抽水蓄能效率75%,即使储氢具有存储规模大、不受地理环境制约的优点,其成本、效率、响应速度和安全性都是制约发展的硬伤。 02 氢燃料电池汽车:政策曙光已现 正如前文所述,我国当前已具备较高的制氢能力,但在消费端,90%以上的氢气仍然作为工业原料,用于合成氨、合成甲醇、炼油、煤炭深加工等,氢的“能源化”利用历史较短,其中最受关注的便是氢燃料电池汽车的发展。 氢燃料电池汽车的优点在于清洁环保、能量密度高、续航里程远、加氢时间短(只需3-5分钟),但成本高昂、加氢站数量少等因素制约了其进一步发展。经过多年发展,纯电动汽车产业链已经较为成熟,进入规模化商业化发展阶段,而氢燃料电池汽车仍处于试点示范阶段。截至2020年7月,我国累计推广燃料电池汽车超过7200辆,建成加氢站约80座。 2015-2019氢燃料电池销量统计 全球来看,2019年全球氢燃料电池汽车销量创下历史新高,达到10409辆,销量最高的韩国突破4000辆,其次分别是中国、美国和日本。品牌方面,自日本丰田于2014年推出第一代商用燃料电池汽车Mirai后,本田Clarity、现代Nexo几款车型均已实现商业化量产,日韩品牌在燃料电池乘用车市场上占据绝对优势。 我国燃料电池汽车以客车、货车为主,应用在公交、物流等领域,这也与燃料电池续航里程长的特点相适应。公交车一般由政府集中采购,广东佛山、河北张家口燃料电池公交车数量均超过百辆,北京、山西大同、湖北武汉等地也纷纷加大了燃料电池公交车的投放力度。相比乘用车,公交车路线固定,一个加氢站可满足一批车的加氢需求,利用效率更高。 目前阶段,氢燃料电池汽车用车成本仍居高不下。据测算,纯电动汽车百公里电费约为6元~15元,燃油车百公里油费约为50元,而氢燃料电池车燃料费用高达100元。成本问题是制约燃料电池汽车行业发展的关键因素。如何才能降成本?根据国际氢能协会发布的《氢能平价之路》,到2030年大型乘用车的总体拥有成本可能下降45%,主要来自于扩大产量带来的规模效应、增加加氢站降低的运输成本、使用可再生能源降低的制氢成本。 来源:国际氢能委员会 氢燃料电池汽车的发展越来越得到政府重视和政策支持。自2019年政府工作报告中首次提及“推动充电、加氢等设施建设”,近两年间各地密集出台氢燃料电池汽车发展规划。9月21日,财政部、工信部、科技部、发改委、国家能源局等五部委联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,对 2020 年开始的 4 年示范期的氢燃料电池支持政策进行了初步明确。 下一阶段,燃料电池汽车的政策方向是采取“以奖代补”方式,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。根据中金公司测算,不同车型奖励金额上下限差异较大,重卡的奖励总金额与单位功率奖励金额均高于其他品类,有一定强化引导作用;关键零部件在示范期内补贴金额总体不变,有望强化头部企业实力。 我们认为,该政策出台后将在氢能发展基础好、财政实力强、有产业链优质企业的地区形成龙头聚集效应,接下来10年将是氢燃料电池汽车突破技术瓶颈、实现规模化发展的关键时期,氢燃料电池将与电动汽车实现差异化发展,在不同的应用场景下发挥作用,共同推进我国新能源汽车行业更上层楼。 03 能源转型中的氢能:受重视但不是最关键要素 纵观人类能源转型历史,可以发现从高碳到低碳、从低密度到高密度转变的明显趋势。人类学会用火标志着薪柴时代的开始,第一次工业革命伴随着煤炭的大量使用,石油的开采极大推进了现代文明,而我们现在正处在大规模可再生能源替代化石能源的转换期,那么下一次能源革命,会是更加清洁高效的氢能时代吗? 在中国氢能联盟公布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》中,预测到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%。而根据最近发布的BP世界能源展望(2020版),在低碳转型的迫切要求下,传统能源品种将在很大程度上被低碳能源代替,主要指的是大规模的电能替代和小比例的氢能替代。预计到2050年,电能在终端能源消费中的占比将达到50%(快速转型情境下)-60%(净零排放情境下),而氢能则为7%(快速转型情境下)-16%(净零排放情境下)。随着技术和原料成本的下降、碳价的上涨,氢能在强调低碳的情境下会逐步具有竞争力,与之相反,在一切如常(Business as usual)情境下,氢能的发展空间则非常有限。 左图:电能和氢能在终端能源消费中的比重预测 右图:不同情境下终端能源消费结构预测 来源:BP 同样作为二次能源,电能的利用范围要比氢能广得多,必将成为能源转型的主要载体,而氢能的一个额外优势在于可以用作工业领域中需要高温燃烧场景的燃料,部分实现对化石燃料的替代,从而实现减排效益。电能可以将氢气作为载体,通过氢冶金、电氢合成氨尿素等工艺实现对传统工业的重构。 综上所述,在制氢环节,可再生能源制氢在技术和经济上均不具备足够的可行性和竞争力;在用氢环节,氢燃料电池汽车在乘用车方面难以匹敌电动车,将主要向重卡等长距离运输领域发展;而在低碳转型的背景下,尤其是总书记提出“力争在2060年实现碳中和”的环境下,氢能将比以往发挥更大作用,但难以成为转型的主要支撑和中坚力量。 氢能产业链的培育,需要政策、市场、技术多方面力量的有效协同和共同努力,虽然还有很长的路要走,但正如哈佛大学《中国的氢经济即将来临吗?》报告中所说:如果中国政府能够在氢能价值链上投入全部的制造和政策力量,就将成为一个真正的游戏规则改变者,并对整个世界产生连锁效应。