在雙碳目標指引下，隨著光伏裝機規(guī)模的持續(xù)擴張以及發(fā)電成本的進一步下降，光伏制氫將進入發(fā)展正循環(huán)；通過光伏或風電使用電解水制取的“綠氫”，在經(jīng)濟領域才會有更廣泛的利用。

01“光伏+”多場景應用助力能源清潔低碳轉(zhuǎn)型

當前，我國正加速能源清潔化轉(zhuǎn)型進程，脫碳減排需求日益增長。光伏發(fā)電技術已成為最有價值的可再生能源技術之一，廣泛應用在交通、建筑、農(nóng)漁業(yè)等領域中。高速公路上的光伏發(fā)電路燈、光伏停車棚、鄂爾多斯市創(chuàng)新推出“光伏治沙+板下經(jīng)濟”模式、江蘇宿遷利用“農(nóng)光互補”光伏模式，促進漁業(yè)養(yǎng)殖…眾多項目的實際應用都體現(xiàn)了光伏+的多元化應用。

▲陜西神木張家峁礦業(yè)BIPV項目實景圖

隨著國家加快推進大型風電光伏基地等重大項目建設，今年我國可再生能源裝機規(guī)模穩(wěn)步擴大。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，截至2021年10月底，國內(nèi)可再生能源發(fā)電累計裝機容量達到10.02億千瓦，突破10億千瓦大關；其中，水電、風電、太陽能發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電裝機分別達到3.85億千瓦、2.99億千瓦、2.82億千瓦和3534萬千瓦，均持續(xù)保持世界第一。

02“綠電+綠氫”是實現(xiàn)碳中和的有力武器

光伏發(fā)電制氫是利用光伏發(fā)電技術把光能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電能制取氫氣。用光伏制氫將不穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化為氫能儲存，需要時再通過氫能發(fā)電，穩(wěn)定輸出，實現(xiàn)發(fā)電曲線平抑。

目前，國內(nèi)超20個處于籌備或建設中的“綠氫”項目選擇“光伏+氫”的技術路線；部分企業(yè)已經(jīng)可以實現(xiàn)全離網(wǎng)光伏制氫，實現(xiàn)燃料電池用氫氣發(fā)電并網(wǎng)、光、儲、網(wǎng)多模式混合的智能制氫系統(tǒng)。現(xiàn)階段，氫能正成為多國能源轉(zhuǎn)型的重要抓手，而利用清潔可再生能源制備的“綠氫”才是氫能大規(guī)模應用的最終目標。

▲光伏發(fā)電制氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在國外，全世界最大的制氫工廠日本“福島氫能源研究基地”，大部分采用的就是光伏制氫。制氫工廠每小時生產(chǎn)氫氣2000立方米，年生產(chǎn)氫能約900噸，可供1萬輛氫能源汽車使用。此外，工廠通過光伏制氫獲取的氫能還可用于氫能發(fā)電，并融入電網(wǎng)系統(tǒng)中。

在國內(nèi)，國家確定的首個新能源綜合示范區(qū)——寧夏，已將清潔能源產(chǎn)業(yè)確定為優(yōu)先發(fā)展的九大重點產(chǎn)業(yè)之一，明確“抓好綠氫生產(chǎn)、實現(xiàn)以氫換煤”等工作思路，將逐步制定綠能開發(fā)、綠氫生產(chǎn)、綠色發(fā)展實施方案，助力碳中和目標早日達成。

隨著大規(guī)模光伏技術的發(fā)展，預估到2025年，光伏系統(tǒng)度電成本將下降至0.22元/千瓦時，在光資源充沛的區(qū)域，光伏制氫電力成本有望達到0.15元/千瓦時，帶動制氫成本持續(xù)降低，擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

在未來，大規(guī)模的光伏制氫必將成為商用制氫的首選。

03光伏+儲能+綠氫”是脫碳減排的必然路徑

未來，“綠電+綠氫”將成為我國實現(xiàn)碳中和的有力武器。一方面，可以在能源供給側(cè)和消費側(cè)完成“煤炭+石油+天然氣”向“綠電+綠氫”的轉(zhuǎn)換；另一方面，還能借助“清潔能源基地+特高壓+氫能與儲能”，完成跨時空能源供應。

隨著光伏發(fā)電進入全面平價時代，為“光伏制氫”的規(guī)模化發(fā)展提供了經(jīng)濟上的可行性，將推動光伏消納與綠氫制備的互相成就，也能實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)自身的低碳化轉(zhuǎn)型。

當前，可再生能源的度電成本正在大幅度下降，20年前光伏發(fā)電是5元/度，如今光伏在中國很多地區(qū)的發(fā)電成本降到“一毛錢一度電”，實現(xiàn)了平價上網(wǎng)。這就為氫能的“脫碳”提供了重要支撐，也為“綠氫”的大規(guī)模制備提供了經(jīng)濟基礎。

隨著碳中和成為全球的普遍共識，可再生能源在應對氣候變化方面，顯得愈發(fā)重要和關鍵。過去10多年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)取得了巨大進步， “光伏+儲能+綠氫”逐漸成為應對氣候變化的有力武器。在我國能源清潔化轉(zhuǎn)型進程中,“光伏+儲能+綠氫”作為零碳能源和清潔儲能的載體，將在脫碳減排工作中扮演不可或缺的角色。