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氢储能:行业步入发展快车道
作者:股牛牛股票
08月10日 18:04
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摘要:技术日渐成熟,项目持续落地

今天研习的题材是氢储能

研习它的理由有两个:第一,云内动力今日涨停,涨停的原因在于该公司与中交机电签署10.31亿元燃料电池发电系统集成采购合同;第二,储能题材今日表现不错。

二者相结合就是氢储能了。

1.长时储能定义及标准

研习氢储能,我们需要先明白一个概念:长时储能

长时储能是在普通储能系统的基础上,可实现跨天、跨月,乃至跨季节充放电循环的储能系统。根据充放电时长长短,一般将储能分为短时储能和长时储能两大类。长时储能具备为电力系统提供稳定的电力支持,同时提高系统的可靠性和灵活性的能力。

目前,国内外对于长时储能的充放电时长暂未达成统一标准。1)国外:2021年美国桑迪亚国家实验室发布《长时储能简报》,把长时储能定义为持续放电时间不低于4小时的储能技术。同年,美国能源部发布相关报告,将其定义为额定功率下至少持续运行(放电)10小时的储能系统。2)国内:为了区分大规模建设的2小时储能系统,一般把长时储能定义为4小时以上的储能技术。

2.氢储能:清洁、高效、可持续的无碳能源储存技术

氢储能是一种新型储能,在能量维度、时间维度和空间维度上具有突出优势,可在新型电力系统建设中发挥重要作用。氢储能技术是利用电力和氢能的互变性而发展起来的。氢储能既可以储电,又可以储氢及其衍生物(如氨、甲醇)。

资料来源:北极星储能网,华安证券研究所整理

狭义的氢储能是基于“电‒氢‒电”(Power-to-Power,P2P)的转换过程,主要包含电解槽、储氢罐和燃料电池等装置。

利用低谷期富余的新能源电能进行电解水制氢,储存起来或供下游产业使用;在用电高峰期时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电并入公共电网。

广义的氢储能强调“电‒氢”单向转换,以气态、液态或固态等形式存储氢气(Power-to-Gas,P2G),或者转化为甲醇和氨气等化学衍生物(Power-to-X,P2X)进行更安全地储存。

3.氢储能技术日渐成熟,绿电制氢项目持续落地

除传统电化学储能技术以外,随着氢气制备、储运技术的持续发展,氢储能成为政策支持及市场关注的重点储能技术之一。2022年1月,国家能源局发改委正式印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,文件提出,到2025年,氢储能、热(冷)储能等长时间尺度储能技术取得突破,推动长时间电储能、氢储能、热(冷)储能等新型储能项目建设,开展“十四五”新型储能技术试点示范、可再生能源制储氢(氨)、氢电耦合等氢储能示范应用。

2022年8月25日,工信部公开征求对《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》的意见,其中指出:加快研发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池。

2022年10月28日,国家发改委、商务部联合印发《鼓励外商投资产业目录(2022年版)》,其中包括氢能制备与储运、加氢站建设、燃料电池发动机、膜电极等多个氢能领域,中西部地区中7个省市均鼓励氢储能产业。

2023年1月17日,工信部等六部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,其中氢能方面指出:把促进新能源发展放在更加突出的位置,积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源,加快研发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池。氢储能/燃料电池领域。加快高效制氢技术攻关,推进储氢材料、储氢容器和车载储氢系统等研发。

近期多个绿电制氢项目陆续落地。6月底,我国首个高海拔光氢储项目——青海德令哈100万千瓦光氢储项目全容量并网发电。这是我国在高海拔地区制绿氢的首次尝试,规划装机容量100万千瓦,分别由“国家第一批大基地”50万千瓦光伏工程和“国家揭榜挂帅”50万千瓦光伏工程构成,同步建设一座3兆瓦光伏制氢站。

其中,制氢项目采用3套1MW的PEM电解水制氢装置,建设规模为600Nm³/h的制氢站一座,日产氢量约5200Nm³/h。

6月29日,我国首个万吨级新能源制氢项目——内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗纳日松光伏制氢产业示范项目成功产出氢气。纳日松项目由三峡能源牵头投资建设,项目包括光伏电站及制氢厂两部分,其中光伏电站总装机规模为400兆瓦,年平均发电量为7.4亿千瓦时;制氢厂总装机规模为75兆瓦,包括15台1000标方每小时的碱性电解槽及1台1000标方每小时的备用碱性电解槽,生产年利用小时数为8000小时,每年可生产氢气约1万吨,副产氧气8.5万吨。

7月17日,亿华通风氢一体化源网荷储综合示范工程项目(一期)获河北省发展改革委批复,项目规划建设20万千瓦风电、24万标方/小时制氢站、配套储氢装置及40兆瓦氢燃料电池发电系统。项目80%风电用于绿氢生产,年产绿氢约1万吨。

4.氢储能:消纳优势与规模经济显著,系统效率及成本有待降低

氢储能与其他储能方式相比,在能量维度、时间维度和空间维度上具有突出优势,可在长时储能中发挥重要作用。在用电低谷期时,可通过利用低谷期富余的新能源电能进行电解水制氢,储存起来或者供下游产业使用;在用电高峰期时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电并入公共电网。

资料来源:国际氢能网,华安证券研究所整理

5.氢储能:行业步入发展快车道,制氢产业加速突破

全球氢气市场快速扩张,行业发展步入快车道。据IEA数据,2022年全球氢气总产量达到9813万吨,同比增加5.5%,2030年产量有望达到17998万吨,产业发展迅速。据火石创造数据,2022年中国制氢产业总产值达到4833亿元,同比增加11%,未来随着政策及市场驱动制氢产业规模有望持续保持增长。

电解水制氢装机量有望持续增加。2021年全球电解水制氢装机量为50万千瓦左右,IEA预测在各种因素刺激下2030年全球电解水制氢产能将达到2.9亿千瓦。

6.氢储能:产业链日趋完备,下游氢制电技术有待发展

氢储能主产业链可概括为“氢能制取、氢能储运、氢能加注、氢能转换”等环节。制氢端通过化石能源或电解水等方式生产氢气;储运端将制得的氢气进行压缩或液化后储存,再通过车载或管道等方式运输至用能终端,转化为电力使用。

下游氢制电环节经济性薄弱。目前氢储能系统成本约为13000元/KW,氢燃料电池发电成本约为2.5-3元/度,成本高昂的原因主要在于稀有金属铂的价格昂贵,以及PEM电解槽等设备依赖进口。

7.重点上市公司:

京城股份

公司在储氢气瓶及储氢系统方面有多项专利技术,公司子公司天海工业生产的钢瓶以及复合气瓶在储氢和燃料电车车辆上都有应用,储氢瓶可以应用到氢储能领域。

亚普股份

公司推出的两款储氢系统产品均已通过型式认证,并投入示范运行。2022年公司获得奇瑞万达燃料电池公交车项目定点并完成交付,实现在河南省开封市上线运营。

万润新能

2023年7月13日公司公告,公司拟投资约50亿元,在武汉市青山区建设武汉研发技术中心及产业化基地项目,包括锂离子电池、钠离子电池、固态电池及氢储能等关键材料的研发及量产。

北方稀土

公司在互动平台表示,镧铈元素具有优异的电、磁、光等性能,未来在稀土钢、稀土镁铝轻质合金、混合稀土永磁材料、固态储氢储能用高性能稀土储氢合金、高端稀土抛光材料中具有较好的应用推广前景。公司在氢储能、氢电池等领域早有投资。

公司已形成贮氢合金产能8300吨/年,在该领域的终端应用产品主要为镍氢动力电池,资产规模占比较小,占公司业绩比重较小。轻稀土中的镧铈元素可应用于氢燃料电池汽车的储氢装置及电池组部分。

云内动力

与中交机电签署10.31亿元燃料电池发电系统集成采购合同。2023年8月,中交机电与中电新源(怀安)储能电站有限公司签订了怀安 200MW\800MWh 氢气储能发电工程 EPC总承包合同。

中交机电与中电新源(怀安)储能电站有限公司于2022年8月签订了怀安200MW\800MWh氢气储能发电工程EPC总承包合同。

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