海通證券近日發布的報告《儲運加端及氫國際貿易之路》對氫儲運等具體成本進行了測算:
氫的儲存:
1)儲罐儲氫:氫通常以氣體或液體的形式儲存在罐中,用于小規模移動和固定應用。儲罐儲氫適用于短期小容量儲氫和能源和燃料匱乏的地區,儲氫效率高達99%。
2)地下儲氫:要滿足數周或數月(TW·h級)規模的能源儲存供應,則需要地下儲氫以滿足最長至幾個月的儲能需求,需要時可采出直接使用,也可以轉換為電能利用,目前主要的地下儲氫方式有鹽穴、枯竭油氣藏、含水層和襯砌硬巖洞,其中美國和歐洲的鹽穴儲氫項目正在開發中。
氫的長距離運輸:主要包括氫、氨、液化有機氫載體(LOHC)三種形式。對比輸氫成本來看,管道運輸距離達到2500公里時,運輸氣體氫和轉換為氨運輸的成本接近,為2美元/kg;1500公里時成本分別為1美元/kg和1.5美元/kg。船舶運輸1500km而言,通過LOHC、液氨、液氫運氫的成本分別約0.6美元/kg、1.2美元/kg、2美元/kg,且運輸成本增幅隨著運輸距離增加不明顯。
天然氣摻氫有利于促進綠氫的大規模開發,且能夠減少基礎設施建設成本,全球天然氣摻氫3%將對應1200噸氫,對應電解槽裝機量約100GW,僅會微增0.3-0.4美元/kg的運輸成本。但目前面臨同量氣體輸送能量降低、易燃、可能降低化工產品品質、受限于設備摻氫上限等問題。
氫的短距離配送:通常通過卡車或管道輸送到最終用戶。
1)卡車配送:目前運輸距離小于300公里的氫氣配送主要依靠長管托車,在需求穩定以及可以抵消液化成本的地區,通常使用液氫罐車。
2)管道配送:短距離運氫可以對現有天然氣管道加以改造利用,低壓氣體輸送管道由聚乙烯或纖維增強聚合物制成。
儲運氫總成本對比:
1)當運輸距離小于1500公里,管道輸氫的成本最低;
2)當運輸距離在1500~3500公里,通過船舶運氨或LOHC輸氫的成本最低;
3)當運輸距離大于3500公里,管道輸氨成本最低。
氫的國際貿易:拉美、澳大利亞等可再生能源豐富的地區計劃出口氫,日本、歐洲等部分地區有望實現氫進口貿易,目前路線包括澳-日本、北非-歐洲。
1)計劃進出口項目:至2030年全球計劃出口氫1200萬噸中最多的為拉丁美洲(300萬噸)、澳大利亞(270萬噸),目前進口氫計劃項目規模僅600萬噸,已宣布正在開發的港口項目規模僅70萬噸。
2)貿易路線:澳-日本:預計到2030年日本從澳進口綠氫成本5.5美元/kg,低于直接在本國生產的6.5美元/kg,但仍高于直接進口天然氣的成本價格。北非-歐洲:預計到2030年從北非進口到歐盟的藍氫和綠氫成本將分別為4.5美元/kg和6關元/kg,將現有的天然氣管道基礎設施改造用于輸氫,將有利于降低傳輸和配送成本。
氫的加注:目前國內加氫站數量增長較快,但車站比相對較低(僅約30輛/座),未來研發重點在提高充氨速率。截至2022年6月全球加氫站數量達975座,2020年至2022年6月,加氫站數量增加最多的國家是中國和韓國,分別新增185/118座。全球平均車站比為60輛/座,其中美國車站比最高、達200輛/座,中國車站比僅約30輛/座。目前國外大多數加氫站運行壓力為700bar,主要為乘用車加氫。目前加氫技術研發的重點在于提高充氫速率。Air Liquide公司目前充氫速率為3.6公斤/分鐘,有望在未來兩年提升2-3倍;美國能源部合作項目的目前測試充氫速率已達14公斤/分鐘。
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