四川水電制氫樣本

文 | 侯永寬

作者供職于國(guó)電大渡河新能源投資有限公司

對(duì)于水電資源豐富的四川省而言，發(fā)展水電制氫，為全國(guó)提供規(guī)模、穩(wěn)定、綠色的氫源，是因地制宜地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的最有潛力的突破口。

自2019年政府工作報(bào)告首次明確“推動(dòng)充電、加氫等基礎(chǔ)設(shè)施”以來(lái)，短短的一年，氫能及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施就成了全國(guó)最為熱門(mén)的投資領(lǐng)域之一。

氫源作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的上游環(huán)節(jié)，通過(guò)傳統(tǒng)的化石能源制取或工業(yè)副產(chǎn)氫提純是兩種主要的渠道。通過(guò)水力發(fā)電電力進(jìn)行電解水制氫（以下簡(jiǎn)稱“水電制氫”）依賴于豐富的水力發(fā)電電力，具有較強(qiáng)的地域性特征，雖并不能廣泛適用于全國(guó)，但對(duì)于水電資源豐富的四川等水電大省而言，發(fā)展水電制氫，為全國(guó)提供規(guī)模、穩(wěn)定、綠色的氫源，是因地制宜地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的最有潛力的突破口。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年可再生能源棄電量均超過(guò)1000億kWh，其中2018年全年棄水量691億kWh，較2017年高176億kWh，四川省大渡河流域部分梯級(jí)電站年調(diào)度棄水達(dá)到了100億kWh以上。

盡管近幾年來(lái)，國(guó)家及四川省均出臺(tái)了多項(xiàng)措施緩解包括水電在內(nèi)的可再生能源棄水消納及提高利用小時(shí)數(shù)等問(wèn)題，但水電發(fā)電能力依然存在著富余。

通過(guò)開(kāi)展水電制氫，充分利用水電富余的發(fā)電能力將富余電力儲(chǔ)存起來(lái)“變廢為寶”并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化消納，有助于緩解水電棄水難題，提升水電產(chǎn)業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)四川電力交易中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2019年12月31日，四川水電裝機(jī)4192.7萬(wàn)千瓦，占到了全省總裝機(jī)容量的70.9%，且發(fā)電能力存在較大富余。因地制宜發(fā)揮四川水電資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)打造以“綠色氫源”為核心的水電制氫，并借助于規(guī)模化的優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)氫能及相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，打造具有水電特色的氫能產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

四川水電制氫優(yōu)勢(shì)何在

在氫能源產(chǎn)業(yè)的上游端，由于發(fā)展時(shí)間早、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)成熟以及既有的成本與價(jià)格優(yōu)勢(shì)，通過(guò)煤、天然氣、工業(yè)副產(chǎn)獲取氫氣并應(yīng)用于氫能及相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域依然是主要渠道。但水電制氫作為可再生能源制氫領(lǐng)域中的重要一種，尤其是在四川這種水電電力資源聚集的省份，其比較優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)的。

目前，電解水制氫成本中70%以上為電費(fèi)，當(dāng)?shù)綉綦妰r(jià)在0.3元/千瓦時(shí)左右時(shí)，其成本已接近于傳統(tǒng)化石能源制氫。同時(shí)，四川省水電有明顯的豐、平、枯的特性，在豐水期（6-10月），利用低谷棄水電量，則電價(jià)更低。如地方政府另外出臺(tái)相關(guān)制氫電量替代政策或稅費(fèi)減免政策，鼓勵(lì)水力發(fā)電企業(yè)拿出一部分電量?jī)?yōu)先供應(yīng)制氫，則電價(jià)還有下探空間。

針對(duì)水電制氫，作為水電大省的四川，先后出臺(tái)了多項(xiàng)政策文件，支持省內(nèi)企業(yè)利用水電開(kāi)展制氫工作。比較典型的有三項(xiàng)，主要內(nèi)容是：明確電解氫執(zhí)行單一制輸配電價(jià)0.105元/千瓦時(shí)，到戶電價(jià)為0.3元/千瓦時(shí)左右，并通過(guò)棄水消納示范區(qū)建設(shè)，鼓勵(lì)用戶電價(jià)按照全年綜合電價(jià)不高于0.22元/千瓦時(shí)執(zhí)行。上述政策的出臺(tái)，為水電制氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的政策環(huán)境。

然而，由于水電制氫尚處于產(chǎn)業(yè)示范及培育階段，還要考慮所在地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)鏈配套情況及地方政府的支持力度。

筆者梳理了國(guó)內(nèi)水電制氫項(xiàng)目示范情況發(fā)現(xiàn)，雖然研究論證者不少，但截至目前，國(guó)內(nèi)尚未有專門(mén)的水電制氫項(xiàng)目落地示范。究其原因，一方面氫能產(chǎn)業(yè)方興未艾，市場(chǎng)培育尚需時(shí)日，規(guī)模化應(yīng)用更是有待于氫能產(chǎn)業(yè)成熟之后才可能實(shí)現(xiàn)；另一方面，也與所在地市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，氫能產(chǎn)業(yè)的培育離不開(kāi)政府前期的財(cái)政扶持，部分水電富集區(qū)難以拿出充足的財(cái)政資金補(bǔ)貼制氫項(xiàng)目；最后，還有來(lái)自于專門(mén)的工業(yè)氣體公司的在價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)與供應(yīng)鏈上的替代。

水電制氫困境待解

雖然四川省出臺(tái)了到戶0.3元/千瓦時(shí)（據(jù)此測(cè)算發(fā)電側(cè)僅為0.15元/千瓦時(shí)左右）甚至更低的制氫電價(jià)鼓勵(lì)政策，但截至本文收稿時(shí)止，四川境內(nèi)尚未有氫能相關(guān)企業(yè)享受了該優(yōu)惠電價(jià)，其主要原因在于該電價(jià)已經(jīng)遠(yuǎn)低于發(fā)電企業(yè)全年成本價(jià)，在沒(méi)有類似于電解鋁等配套政策支持的前提下，難以獲得發(fā)電企業(yè)實(shí)質(zhì)性響應(yīng)。

即使發(fā)電企業(yè)愿意以該電價(jià)供應(yīng)，也一定有相關(guān)的扶持政策或其他的產(chǎn)業(yè)協(xié)同需求，否則低于成本價(jià)的售電情形將難以持續(xù)。

大規(guī)模制氫并順利消納取決于氫能當(dāng)前及未來(lái)10年的市場(chǎng)規(guī)模及儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步程度。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，到2030年之前，氫能供應(yīng)市場(chǎng)仍將以低價(jià)工業(yè)副產(chǎn)氫為主，水電解制氫仍將作為一種輔助和補(bǔ)充。

中遠(yuǎn)期（2030-2050年），如果氫氣的大規(guī)模儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)瓶頸得到解決，隨著市場(chǎng)容量的不斷擴(kuò)大，成本不斷降低，大規(guī)模水電制氫的規(guī)模效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益才能得到有效的發(fā)揮，四川作為西南水電大省的優(yōu)勢(shì)才能逐步發(fā)揮出來(lái)。

越過(guò)電網(wǎng)就近下電制氫本質(zhì)上不可行。曾有研究者提出，基于成本考慮，可以嘗試在水電站附近就近制氫，避免電網(wǎng)輸送等費(fèi)用。但實(shí)際上，無(wú)論是從法規(guī)監(jiān)管角度，還是從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性角度看，該思路均不可行。電力法及相關(guān)法律法規(guī)已明確規(guī)定用電企業(yè)應(yīng)通過(guò)電網(wǎng)接入用電，直接通過(guò)發(fā)電企業(yè)供電違反電力法相關(guān)規(guī)定；在運(yùn)輸方面，水電站均位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，大規(guī)模氫氣運(yùn)輸在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上均不可行。

部分水電產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈配套薄弱及地方政府的財(cái)政實(shí)力難以有效支持氫能項(xiàng)目示范與產(chǎn)業(yè)培育。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段，地方政府持續(xù)的財(cái)政補(bǔ)貼是氫能產(chǎn)業(yè)從示范培育逐步走向完善，并最終實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因素之一，任一企業(yè)均難以單獨(dú)完成市場(chǎng)培育。

另外，氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及制、加、儲(chǔ)、運(yùn)、車(chē)、燃料電池等多個(gè)環(huán)節(jié)，這些產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)越多，對(duì)于市場(chǎng)的培育越有利。四川雖然水電資源富集，但區(qū)域發(fā)展極不平衡，部分水電富集區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)際及產(chǎn)業(yè)水平較低，難以有效支持氫能示范及產(chǎn)業(yè)培育。