大家好!今天让小编来大家介绍下关于解析光伏电站行业_光伏行业发展趋势是什么?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.解析光伏电站行业2.光伏行业发展趋势是什么?
3.光伏行业前景如何
4.新能源大时代,谁是大赢家?——光伏、锂电、氢能行业全解析
人类的文明发展与能源密不可分,如果有一天世界失去了能源,那么人们将难以生存下去。我们日常的生活,工作, 娱乐 ,都离不开能源,和我们联系最为紧密的是电能。
一般最为常见的是火力发电站,主要的能源来自煤炭或者从石油中提炼出来的煤油柴油等,无论是煤炭还是石油,都是不可再生能源,总有一天这些能源会用完,所以我们需要开发新的能源来用作发电。
目前发展的最为迅猛的新能源发电是光伏发电,随着光伏发电技术不断地升级,各种原材料和设备成本日益下降,光伏发电形势越来越好,整个行业都有突飞猛进的势头。
水力发电和风能发电都表现不错,不过水利发电站和风力发电站并不是什么位置都可以开发,水利发电站需要大江大河等水利资源,风力发电站表现不稳定,首先不是什么地方都有风能,其次风力发电站占地面积大,而且发电并不稳定,如果风停了就无法发电了。
地热能发电站还是非常有潜力的,需要寻找更多地热田资源,找到一些高温高压的地热水资源用在发电上更加有效率,我们国家绝大多数地热水资源温度比较低,无法用作发电,主要还是青海西藏等地区拥有比较丰富的高温高压地热水资源,不过这些地区比较偏远,并入电网的成本较高,再加上目前对地热能发电的扶持力度不太大,所以发展的速度也比较缓慢。
光伏行业发展趋势是什么?
先来说一下光伏是什么,光伏其实就是太阳能光伏发电系统的简称。也就是说光伏是新能源的一种。
显然,中国的光伏已经发展到世界前列的水平了!中国光伏已成为世界光伏!但是一提起光伏,大家好像对它的影响差了点,以前大家都以为是“传销,不实用,甚至是补贴骗钱”。
其实,包括德国在内的很多欧洲国家,从2004年开始,光伏就已经在大规模商业化的发展了!从2009年左右无锡开始,中国光伏,已然就开始了节节攀升的状态!而到现在,中国在光伏产业链中的所有环节,都在全球遥遥领先,全球前十的多晶硅制造企业,就有七家来自中国 !而华为更是全球最大的逆变器厂商!占据海外将近百分之十七的份额!
所以未来我国的光伏一定是世界顶级产业!发展前景一定会越来越好!
因为光伏行业,既解决环保,又节约能源
一、底层逻辑
光伏这个行业,十年前大家都知道它有前途,段永平也买过它,行业也出了几个首富,但是这个行业相当坎坷,腥风血雨一晃十年了,现在才最终走出来了,标志就是光伏的电可以平价上网了。
行业正在开始极大增长,可能大多数人对这个感受不深,只知道光伏电比传统能源便宜了,所以要大增长了,没有深刻感受到这个厉害。所以我要先讲讲这个,才便于理解一些推论,先讲原理,再推论,这是理工科的思维。
进入19年后,组件1.5元/W的时候,我算了下投资光伏电站的内部收益率在中国已经很容易达到12%了,光伏电站运行20年内,没有补贴的IRR=12%!这是什么意思?意思差不多是你有每年12%的无风险收益,部分项目甚至达到了18%。光伏电站运行起来,风险是很小的,签20年电网合同,也不需要原材料、人工、管理等大波动。你建个房子出租,还不知道会不会没租客,租金会不会降呢对吧?
大家知道投资基本就看十年期国债,认为这个是无风险收益的标杆,债市、股市、理财等等一切都受这个十年期国债的影响,以这个为比较基准,中上风险的投资如果能达到十年期国债收益的2倍就不错,也就是差不多3.25%每年的2倍,6%到8%。投资接触少的人,可以看看理财产品,4%左右就差不多了现在。保险公司或者银行投资个光伏电站,每年挣12%,然后给你4.5%,你还屁颠屁颠的会买,他们会有无穷多的钱建光伏电站。
那些自忖主业水平不高的企业,也搞一大堆光伏电站,以后有持续的现金流吊着。这比某个著名企业靠自己超市吊现金流要牛逼多了。你们自忖投资股票,这20年内年化收益有多少才能匹敌这个无风险的IRR12%?100万等贷款还款期过了,你剩下12年每年可以拿到33万到40多万(看不懂这个的多学习)。有这个养老谁喜欢来股市?
对于企业来讲,光伏电站很容易建,光伏电站的产品基本还看不到市场饱和问题。火电赚钱的时候,一般人还建不了火电,但是光伏容易,建光伏要不了多大资质,3个月就搞定。一算账有钱赚能立马找地开搞(简化了申报、找地、电力接入等描述,但是总之比火电容易百倍)。
资本都是逐利的, 谁能拒绝这个诱惑?18年的时候,石化+核电新增装机量加起来都比不过光伏的新增装机了,今年组件从18年的3元多降到1.4元了,想想是什么情况?以前隆基的钟总说:全球电力25%用光伏的话,十年之内光伏电站每年新增就要达到1000GW,是现在的8倍多。现在看估计6年之内可以达成。
2020年供求极大失衡,先是疫情、现在又是硅料,但是理性的人可以看到更多东西。
二、组件环节
组件这个环节,以前最没技术含量、利润最低、产品同质,以前每年就5%以内的利润率,常常只有2%的利润,传统大厂都在海外上市,估值又低融不到资,负债奇高。
17年以后这个环节变化很快,什么5BB、9BB、叠焊、拼片、高密度封装、双面双波等等小技术浪涌,使得小厂迅速关门,以前传统大厂也不一定跟的住节奏,像晶澳现在还以5BB为主。17年以前的组件产线,很多已经改不了后面的技术了,新的产线投资资金门槛高了80%,传统大厂比如天合、晶科、晶澳等,哪个不是有4/5GW的产线废了武功?但是他们负债本来就很高,很难处理这些老产线,二三线组件厂家想想什么处境?新大厂如隆基乐叶财大气粗,以前没有很大的组件产能,去年把17年以前的老组件产线便宜卖了,做了1个多亿的资产减值。
上面说的什么?产业门槛提高、产业集中。现在基本有共识,组件以后就剩下十来家主要玩家,前五玩家占一大半市场,前三玩家占一半市场。前三玩家必有隆基和晶科,剩下一个会是谁呢,还看不清楚,天合和晶澳的希望最大。
19年底组件还要1.9元到2元,由于疫情,短短四五个月价格就跌倒1.4这个档次了,这是由于供需极度失衡。上面我已经做了原理逻辑分析了,组件供需平衡后,我估计组件价格会在1.5元到1.7元之间会维持很长一段时间,组件环节会逐渐有丰厚的利润,低于1.5元需求会疯,供给跟不上这么疯。上面说了产业集中和利润回升这两个问题,还有一点值得一提,其实组件这个环节比较特殊,还自带一点To C属性,渠道是个重要附属物,大格局已定后,小企业以后想翻身很难了。组件环节集中后,手握终端市场,对上的话语权会提高。
三、电池环节
电池环节传统上会被组件大厂向上延伸,目前纯电池厂家(无组件)主要就是通威和爱旭,但是组件产能最大的却不是他们,而是隆基。
电池效率以前晶澳是王者,可惜它给的待遇不好,成了业界的电池黄埔军校,以前是天合晶澳,现在是隆基和晶科轮流引领效率。
电池的成本,去年是通威是独一档的王者,现在它和第二档的差距缩小了很多,隆基号称和它差不多了。电池环节的成本主要是靠设备的先进、产能的规模,而不是靠制造业的精细管理,尴尬吧。当然通威在饲料行业的精细管理经验极大的帮助了它。
电池有人说这个环节利润低、技术更新快,是个“垃圾环节”,希望技术更新慢点,我不同意,这是不懂商业规律。19年的时候,通威和隆基都表示过,一条电池产线是2年多一点回本,这个环节只是利润率低,利润并不低的,要知道一般制造业是8年回本的。而且所有有电池的公司都在飞快扩产电池产能,这已经说明了一切。
电池一投就是整个产线,所以会偶尔过剩。
电池环节我不认为会很出彩,上有高度集中的硅片环节,下游越来越集中的组件环节,而且下游的组件厂都有自己庞大的电池产能,这个环节能量产的技术大家也差不远,怎么能出彩?
但是钱还是会赚的。但是电池面临的大风险是最大的,钙钛矿等技术可能会彻底颠覆这个环节。
四、硅片环节
从硅片往上,安全性就越高,因为硅基还不能被覆灭,钙钛矿HIT等都是对硅基的补充,没有大的风险。硅片这个环节,是集中度最高,门槛最高的环节,目前是双寡头:隆基和中环,以后可能会隆基独大。硅片隆基有绝对的优势,可能2年内优势还赶不上。
一是传统工艺参数经验很多,研发力量很强,比如CCZ协鑫是买的,中环是和协鑫合作办厂得到一些的,但是隆基是自己研发的;比如气体回收,今年炒的还没火起来,才知道隆基4年前就气体回收了,19年隆基的非硅成本0.85的时候,中环、晶科一个是1一个是1.05。现在隆基已经不公布具体多少了,它自己说已经接近极限了。
二是掺嫁这个工艺,好像只有晶澳和隆基向越信拿了专利,前者是买后者是互相授信,越信的主要掺嫁专利在大部分地区到期,还有其他掺嫁专利没过期。国内掺嫁一共24个专利,隆基独占18个专利,数字可能不精确,但是大概是这么样子了。
三是隆基的供应线是自己独有的,控制系统也是自己的,它的老炉子折旧完了的,改改还能用,据公布的数字比其他厂家的新炉子差距10%以内,新炉子超过同行的新炉子。
你看今年,疫情的时候,有新玩家进来,隆基的硅片面临竞争,比二线同行贵2毛,成本还低2毛,一直降价降到新玩家不跟降了,据我计算还有26%的毛利;硅料供给出问题的时候,隆基直接刚性涨价,把涨价传导下游(我觉得这个才是合理的,涨到需求缩下来,等新疆的硅料解决),想想多可怕。但是硅片差距以后应该会缩小。
由于整个行业飞速增长,硅片环节只要隆基扩产到适度过剩,其他玩家想过好日子是比较难的。估计隆基的利润率也会降下来,净利润15%已经在制造业很好了,制造业量大周转快。
五、硅料环节
硅料这个环节,自从国内改良西门子法突破后,就没有大的技术门槛了,只是扩产周期比较长,两年多三年吧,所以弹性小。最近硅料紧缺,涨的很高,但是我认为是短期现象,把需求降下来价格就平衡下来了。关于硅料我在驳治雨的一文中说的比较多,这里不多说了。
有人幻想硅料会涨起来一去不复返,我认为不会的。上半年硅片大战,把硅料压的只有2家满产,其余或减产或检修,有的还永久停工,可以看到目前地位差别。硅料200GW的总产能,永久停了一部分,但是陆续开个150GW还是开的起来的,明年虽然行业飞增,但是150/60GW就差不多了,没有什么缺口,2021年底新产能就开出来了,硅料搞不好会进入永久的安静期。硅料属于大化工,利润也一般,其他环节很少会往上延伸到这个环节。
六、辅材和设备
不可否认有些东西会有阶段性机会,比如玻璃(建立在时间差上面),还有些有更安全的增长,比如EVA/POE(建立在过剩、微利上面)。但是光伏的辅材、设备没有比较难的东西,没有什么门槛性强的,而且光伏主线已经是在行业还没有进入平稳期就已经决出来了大玩家,这些支线很难有长期的大机会,很难有超越主线的长期机会。
读一读日本金刚线的故事就知道了,光伏主线厂家很容易扶持一家对手出来。
因为传统能源越来越稀缺
已经爆发过了。即将迎来的是持续爆发,能否持续,要看储能技术的发展,光伏虽然属于新能源,但发电的稳定性相比热电,核电要差。如果储能技术没有突破,持续大爆发可能性要大打折扣。
在哪看出来的?明明还要下跌20%左右才会止跌,等创业板指数在2200左右就可以抄底了。
垃圾电,爆发啥,顶多吃点大基建的红利
光伏行业既解决环保,又节约能源[呲牙][呲牙][呲牙]
卖不出去,只能出口转内销了
因为光伏是最安全的清洁能源。水电建设会对生态和环境造成破坏,丰水期放水导致下游涝灾,枯水期蓄水导致下游旱灾;大坝也可能成为反动势力破坏的目标,一旦被炸,水漫金山。核电技术虽然很好,但核泄漏还是时而有之,核废料处理也难。火电污染大,就不必赘述,光伏没有污染没有泄露风险也不会对周围环境产生不利影响。
光伏的建设成本低,一家几万块就能建,而且光伏发电转化率也逐年提高 ,成本也在逐渐追平火电。光伏也不挑建设环境,只要光照充足就可以搞,而且光伏对治理环境也有好处。比如在沙漠边缘的光伏板,形成了阴凉,洗光伏板时的水使沙土有一定水分,长出了草,养羊为农民增收。核电和水电很挑环境,离水远了搞不了核电,河流高度差小搞不了水电。
基于上面说的优点,国家后续会大力发展光伏,让它的占比逐渐提高,减少对火电的依赖,让电最终大多数是绿电。因为国家后面肯定要大力发展电动车 ,淘汰燃油车,如果电动车还用煤发的电,其实就是脱裤子放屁,没起什么改善环境的作用。用风光水核发电,用清洁能源驱动 汽车 ,才是有意义的。将来,农村的屋顶,城市高楼的屋顶,沙漠戈壁等地方都可以安装光伏电板,所以只要国家大力搞,市场广阔,行业发展巨大。国外也是一样,有些连水电核电都不太想用,太阳能会是很好的替代 。
光伏行业前景如何
光伏行业发展趋势是:
1、产业规模持续扩大:由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低,平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待,光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向,包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。
2、产品性能持续提升:技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底,产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%,单晶硅电池有望达到22.5%-23%,主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步;多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%,单晶硅片将完成金刚线切割的替代。
3、分布式光伏快速发展:分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点,有利于解决我国发电与负荷不一致的问题,同时大幅降低传输损失,减少对大电网的依赖,并缓解电网的投资压力。
4、单晶硅电池市场逐步增大:随着光伏市场的不断发展,高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测,未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大,2018年单晶硅片市场份额已经超过40%,2019年将超过一半,其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。
5、平价上网加速到来:随着政策支持和技术进步,我国光伏发电产业成长迅速,成本下降和产品更新换代速度不断加快,目前,用电侧在部分地区已可以实现平价,2019年1月,国家发改委、国家能源局联合发布的《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。
新能源大时代,谁是大赢家?——光伏、锂电、氢能行业全解析
近年来,我国西部地区大力发展光伏发电,但是随着集中式光伏电站的大规模建设,一些问题已经有所显现。部分地区用电量低,已经无法完全消纳这些电量,并且受到电力系统接纳能力限制无法大规模发展。因此,鼓励东、中部地区发展分布式发电,鼓励自发自用,成为光伏发电的发展方向。
前瞻产业研究院《2014-2018年 中国光伏系统行业市场需求与投资规划分析报告》资料显示,分布式发电通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。
目前,浙江、山东和广东等省份的分布式光伏发电建设规模较大,预计到今年底,将分别达到60万千瓦、40万千瓦和40万千瓦。部分省份还在积极探索分布式光伏发电应用项目管理方式。江苏开展了工业园区光伏发电集中应用、光伏示范村(小区),风光互补、渔光互补、农业大棚光伏应用。浙江省嘉兴市秀洲工业园区形成了政府协调推动、发挥企业作用、统一规划的项目开发模式。
题记:在30·60的号角下,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源大时代,这其中既有浮沉十年走向平价的光伏,也有逐步大放异彩的锂电池、储能以及被寄予厚望的氢能,它们将共同推动中国走向碳中和的星辰大海。
同样是新能源,上述几个行业,既有共性与融合,也有其独特的发展路径与特点。本文作者试图从技术路线、发展路径、潜力空间、数据测算等多个维度就新能源涉及的多个行业进行剖析。
2021年宁德时代(CATL)的全球市场份额将进一步攀升,比亚迪刀片电池批量供应,刀片一出安天下。预计前五大:宁德时代(CATL)、LG、松下、比亚迪、三星会占据全球市场份额的85%以上,前十名占据95%的份额。锂电池行业既是资金密集型行业,又是技术密集型行业。
锂电池行业竞争比光伏更加惨烈,光伏设备投资也会面临技术路线和成本之争,但是一般不会清零。而锂电如果没有合适的客户和过硬的产品,极有可能面临设备投资打水漂,这方面已经有案例出现。
本质上光伏产品及组件相对标准化同质化,一线品牌和一般产品差异不大,很难卖出产品溢价;而锂电池涉及到电化学,易学难精,一线产品往往比一般产品溢价5%以上,有些细分产品甚至会更极端;导致有效优质产能严重不够,差的产品即使低价也无人问津。
关于磷酸铁锂和三元:宁德时代董事长曾毓群认为,磷酸铁锂电池的增长速度会非常快,因为它比较便宜。随着充电桩越来越多,电动 汽车 的续航里程就不需要那么长。“没开过电动车的人比较焦虑,真正开过的人就不大焦虑,所以应该来说磷酸铁锂比例会逐渐的增加,三元占比会减少。”
随着磷酸铁锂占有率提高,现阶段再布局锂电池首先得明确产品定位,确保产品有市场机会,市场得精准细分,专注做好一款磷酸铁锂动力电芯兼顾储能可能有大的市场机会。
磷酸铁锂的巨大想象空间不仅体现在对续航要求较低的乘用车上,更大空间在对寿命要求更高的商用车领域,储能领域。
电池是能源的储存介质,大能源领域本质是成本为王,效率优先;光伏、锂电概莫如是。
像早年的光伏领域,2016年前都是成本更低的多晶硅片电池占据主流,一度市占率超过85%。在光伏巨头隆基持续产业投入的影响下,金刚线切割硅片工艺异军突起,彻底打破单晶硅片成本瓶颈,2020年单晶市占率超过85%。在下一代大硅片,薄片化工艺趋势下,N型单晶topcon工艺将引领下一代光伏技术变革,单晶将淘汰掉多晶硅片;N型topcon电池与HJT电池之争,同样基于成本考虑,topcon将成为下一代光伏电池主流;
主要考虑以下三方面因素:1、即使量产情况下,设备投资HJT是topcon的2倍左右,而且老产线没有办法改造,所有产线得重置,这是所有巨头们最头疼的;2、HJT及topcon效率相当,在叠加钙钛矿方面机会均等(钙钛矿市场机会尚未出现),需处决于钙钛矿的成本和方案;3、耗材成本HJT的银浆远远高于topcon,topcon浆料未来有可能全面使用更低成本浆料,成本差距会更加巨大。
电动车领域的电池情况稍微温和些,三元和铁锂,不存在谁淘汰谁,基于用户多元化选择。
三元能量密度更高,体积更小,低温性能更好,将在部分高端车型始终占据一席之地。而磷酸铁锂以低成本长寿命等特性快速抢占其他其他市场,尤其以电动重卡,工程机械,储能领域最为瞩目。
2021年将是大力出奇迹的一年,电动车及动力电池领域将迎来未来十年增长最快的一年,也是行业巨擘疯狂布局奠定江湖地位的一年;之前的各种预测都有可能出现极大偏差。半年前笔者曾做过一个预测,回头看行业已经发生重大变化,新能源替代的脚步,正以大家难以估量的速度在加速替代;我们通常会高估1-2年的变化,而低估未来10年的变化,确实替代的速度将更加猛烈。
2021年动力电池出货量,全球大概率超过350gwh,比2020年增长150%,全球电动车2021年出货量达到600万辆以上,中国市场有机会成倍增长到250万台,发展势不可挡。笔者之前调研到部分厂家出货量甚至增长3-500%,磷酸铁锂用量接近60%,这种惊人的发展速度可能持续一段时间。锂电前5名,甚至前10名都在疯狂布局产能。
2025年,全球电动车占有率超过35%,达到3000万辆,按平均60度/车计算,电池用量达到1800gwh,C公司产能可能达到1000gwh,巨头正式步入TWH时代。储能及商用车领域用量估计超过500gwh,三元与磷酸铁锂的比例可能接近35:65,磷酸铁锂将占据市场绝对主流。
展望2030年,全球电动车出货量会整体超过90% ,达到9000万辆,动力电池用量超过6000gwh,0.6元/kwh,则动力电池市场为3.6万亿人民币,燃油车无限接近禁售,算上储能市场锂电池的出货量极有可能接近1万亿美元。
2030年,以光伏+储能为代表的新能源将颠覆整个传统能源生产的格局!
全面颠覆传统能源需要解决的问题?实现低成本光伏+低成本储能,综合成本低于火电。光伏的系统成本已经降到3元/W,部分分布式电站已经降到2.35元/W的成本,遥想2007年系统成本达到60元/W,13年时间,成本降到5%;很快磷酸铁锂储能系统降到1元/wh以下,充放次数可以达到10000次。
2025年光伏系统成本到2元/W,摊到25年折旧加财务成本,1500小时/年发电小时数,度电成本0.1元每度电以内;储能系统成本低于1元/WH,充放次数10000次,按15年折旧,度电存储成本低于0.1元每度,;光伏+储能系统成本0.2元/kw,2030年成本有望降到0.15元每度电以内,成本远低于化石能源。
2020年全球用电量约30万亿度,随着电动化的迅速发展,则2030年全 社会 用电量将达到50万亿度。2030年大概率发生事件,光伏+储能可以占领全球电力市场30%,约15万亿度电。按全球范围发电条件来看,平均1250小时的年发电量可以期待,1GW(100万千瓦)装机量约12.5亿度电。
则15万亿度电,需要总装机量12000GW,地面装机占地面积约12万平方公里。预测光伏地面系统成本2025年2元/W(组件1元/W);2030年1.8元/W(组件0.8元/W),光伏市场未来需求10年需求,12000*18-=216000亿,21.6万亿人民币。
2040年全球电力需求将达到70万亿度,2040年占领全球电力市场60%,约42万亿度电,需要总装机量33600GW,2030-2040年得新增21600GW光伏装机量,地面装机新增土地面积21万平方公里。
成本方面,2035年1.6元/W(组件0.7元/W),2040年1.5元/W(组件0.6元/W),整体光伏市场21600*15=32.4万亿人民币,进入平稳发展期。
2021-2030将是光伏行业的白金十年。
2030年,15万亿度电约需要60%储能,9万亿度电储能,平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要7.5万亿kwh储能,需要250亿kwh储能装机量,约25000GWH。
储能市场按照均价0.8元/kwh计算,市场总量20万亿,跟光伏市场相当并驾齐驱。
2040年,42万亿度电约需要60%储能,25.2万亿度电储能。平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要21万亿kwh储能,需要700亿kwh储能装机量,约70000GWH;新增45000gwh。
储能市场按照均价0.65元/kwh计算,市场总量29.25万亿,跟光伏市场体量相当。
未来十年毫无疑问是光伏和储能最为辉煌的十年,诞生的机会不可估量。
隆基股份与朱雀投资布局氢燃料,光伏龙头布局氢燃料,给了大家很多想象空间,光伏+氢能战略浮出水面,利用越来越廉价的光伏发电来制备储存氢气,既解决了光伏发展的天花板,也生产出大量可替代石油的清洁能源。日本最近投产了全球最大的光伏制氢项目,国内领先企业阳光电源,隆基抓紧产业布局。中石油,中石化等传统能源企业同样在加快光伏+储能+制氢的产业布局。
实际上最近中东的光伏招标电价以及达到1.04美分/kwh,真是没有最低只有更低,技术的迅速发展大大超过我们的想象,中东地区的光伏+储能有可能在2025年达到2美分/kwh,那中国鄂尔多斯高原,青海格尔木地区2025年光伏+储能成本将达到2.5美分/kwh,折合0.1625元/kwh,光储联合制氢将大行其道,电解水制氢的直接能源成本将低于10元/KG。
氢能市场将异军突起,氢能来源广泛,燃烧性能好且零排放,有望成为碳中和战略中的核心一环。氢是宇宙中分布最广泛的物质,约占宇宙质量的 75%。氢气燃烧性能良好,且安全无毒。氢气空气混合时可燃范围大,具有良好的燃烧性能,而且燃烧速度快。
同时氢气燃烧时主要生成水和少量氨气,不会产生诸如一氧化碳、碳氢化合物等,与其他燃料相比更清洁。同时氢气导热性能、发热值高。氢气的导热系数高出一般气体导热系数的10倍左右,是良好的传热载体。
氢的发热值 142,351kJ/kg,是汽油发热值的 3 倍,远高于化石燃料、化工燃料和生物燃料的发热值。氢的获取途径多、热值高、燃烧性能好、清洁低碳,更重要的是反应后生成的水,又可在一定条件下分解出氢,实现循环再生可持续发展。
作为燃料广泛应用于交通运输行业,用于氢燃料电池或者直接燃烧;供热:钢铁水泥造纸氨气应用或者建筑行业直接供热;作为冶金及钢铁行业还原剂还有石化行业的原材料。水泥行业燃烧大量的天然气和煤炭,为了碳减排,需要氢气来中和二氧化碳生产甲醇。
现阶段大量氢气来源于煤制氢及天然气制氢,即所谓的灰氢,随着风光发电成本进一步下降以及电解水制氢设备成本的快速下降,未来2-3年,绿氢的制备成本可以到10元每公斤,不用储存加压,纯化直接用于石化行业作为原料,水泥行业,冶金钢铁等行业,需求将暴增。
煤制氢成本约7元每公斤,天然气制氢约10元每公斤,则绿氢的制备成本接近天然气制氢,考虑到未来的碳税和碳交易收益,绿氢将极大的替代现有的煤制氢以及天然气制氢。
2500万吨的氢气存量空间将形成一定替代,新增场景体现在陆地交通运输场景,海上货运、邮轮、飞机、水泥、冶金等领域将全面采用氢气。
氢气用途展望:低成本氢气除氢燃料电池车辆使用,石油化工,炼钢等都将得到更大规模使用。
工业副产氢的热值价值相当于12元/KG,理论上氢气终端销售价格在当下这个是底线价格,按氢燃料电池用于交通行业,16度电/kg氢气的水平,则氢气转化为电能的价格为每度电0.75元,这个是极限假设的价格。
如果绿氢的价格可以低于12元/Kg,需要考虑制氢设备的折旧和效率,需要光伏风电的价格低于0.15元/kwh,则氢气可以掺杂在天然气管道中,掺杂比例在5-10%,对管道的影响会比较少。可以考虑在天然气管道的周边建设大规模的风光互补电站来来联合制氢。
这个场景12元/公斤的氢气如果用在电动车上,通过储能、运输、加注到车端成本则可能接近30元每公斤,成本偏高。而直接用于石化,钢铁则减少了大量中间环节。也可以考虑用在水泥行业碳捕捉,将二氧化碳+氢气,制取甲醇。石化,钢铁,水泥行业如果大规模推广氢气应用,需求量将不低于1亿吨,二氧化碳的减排量更是惊人,极大加快推动碳中和。
按照现阶段城市氢气补贴后的价格一般高于30元/KG,换算成度电成本接近2元/度电,远远高于现在的工业电价:谷电约0.3元/度电,平电约0.6元/度电,峰值约电价1.2元/度。氢燃料电池的使用成本会一直高于锂电,乘用车用氢燃料电池的必要性大打折扣。
那么,氢燃料电池在交通运输的使用应该在广阔的长途运输,商用大卡车,远洋货轮,该场景需要能量密度较高的氢燃料。
以商用车领域为例:然而续航超过300公里的49吨牵引车,配置6组氢瓶+110kw燃料电池系统+130kwh锂电,整个系统约2.5吨,比传统天然气车及柴油车的质量多1吨左右。解决方案是氢瓶减重,用全氢燃料电池系统。氢燃料的大规模使用,最终必须满足成本低于化石能源,才有机会普及。目前来看任重道远,而跟纯电动拼使用成本尚不具备优势,只能拼场景;如果能够得到15元/KG的绿色氢气,长途货运,远洋货轮,炼钢这些场景则可以大规模应用氢气。
光照条件充足的中东地区,可利用光伏+储能+制氢,考虑到光伏和储能成本接近2美分/kwh,在中东地区制氢将变得实际可行。
用高能量密度氢气来储存新能源以替代石油资源,将是沙特及中东地区最大的机会。如果沙特建设庞大的光伏电站约3000GW,占地面积3万平方公里,年发电量可以达到6.3万亿度,考虑到全天候制氢,则60%需要通过锂电储能,其中6万亿度电用来电解水制取氢气,产生1亿吨氢气,10元每公斤的氢气通过海运将占领全球市场,每年收入1万亿人民币,与沙特现阶段的石油规模相当。
电解海水制氢还可得到副产品氘氚,又是人类终极能源核聚变的主要原材料,实现商用航天的关键。
全球大规模光伏发电成本最低为沙特等中东地区,沙特土地面积超过190万平方公里,有大量的土地建设光伏系统。传统石油巨头可全面转型为新能源巨头,以提供高能量密度的氢气为主,2025年沙特光伏成本降到0.8美分/kwh,折合人民币约5.2分/kwh。沙特氢气能源成本低于5元人民币每公斤,全部成本将低于7元/KG,运往全球价格约12元/KG,全球终端销售价格约12-15元人民币每公斤。
低于15元/KG的氢气,在长途货运,远洋航海,炼钢,石化,建材等都将占有一席之地。考虑沙特得天独厚的地理位置,亚非欧板块中心,从红海通过苏伊士运河运往欧美,马六甲海峡运往亚太地区都将具有成本优势。
笔者2018年造访日本,曾与软银孙正义的高参岛聪先生交流,岛聪提及:孙正义曾经构想在沙特建设全球最大的光伏基地,再找中国最好的光伏及锂电技术去沙特联合设厂,打造光伏+锂电的黄金能源组合。生产全世界最便宜的电力通过中国的特高压技术建设涵盖中亚、东北亚的电力网络,经过伊朗,中亚,中国,将清洁的电力输送给日本,因为日本的平均电价超过0.2美金/kwh。不得不佩服孙的雄才伟略,异想天开。
光伏电站易建,不过经过这么多国家建电力网络难度就大了,而光伏储能制氢则就变得更容易实现了,然后通过远洋运输更有可落地性。
很多人会问,中国会成为新能源领域的沙特吗?中国不一定成为新能源领域的沙特,倒可以成为产业输出方;沙特源于独到的地理位置,如果和中国联手有机会在未来的五十年,仍然成为全球的新能源中心。
在于中国目前是全球最大的光伏生产基地,光伏技术领先全球,光伏技术具有标准化,可复制的特点。而且形成了独立的装备能力和材料开发能力,行业内又有普遍后进入者优势,可后发制人。
那么就可以在中东地区发展光伏+锂电储能产业,低成本足以改变全球能源格局,同样中国的锂电技术具有跟光伏类似的特点。沙特可以和中国强强联手共同发展光伏及锂电储能产业,中国通过技术输出在沙特建设全球最大的光伏基地和光伏储能电站,沙特利用强大的资本实力实现从石油到新能源的转型。
沙特的光伏产品可以行销全球,光伏产生的电可以销售到欧洲及非洲、印度等亚洲缺电国家。光伏制氢可以远销亚洲,欧美,沙特有机会成为新的全球能源中心。
阿联酋三个国有实体组成了阿布扎比氢能联盟,将富含化石燃料的酋长国定位于未来绿氢气的主要出口国,海湾国家已经认识到了这种替代燃料的重要性,氢能的开发在下一步是至关重要的。从最大的石油输出国成为最大的氢气出口国,这样的机会将刺激沙特阿拉伯以及阿联酋,沙特王国已经计划在特大未来城市中建造世界上最大的由光伏和风能联合制氢工厂,整个城市将是绿色电力,沙特也想实现氢气出口国的伟大的计划,他们认为沙特将成为氢气的全球领导者,给沙特下一个50年机会。
当然全世界其他的地方,尤其是光照和风电特别发达的地区,例如澳大利亚也在计划发展氢气,宣布要投资1500亿美金用于绿色氢气的制造;中国的西北地区正在大力发展光伏风电联合制氢。沙特有全球最好的光伏资源,全球的光照时间最长,最长时间甚至可以达到一年2800个小时;如果可以全力以赴的发展绿色的氢气,将有机会成为全球最大的绿色氢气的制造基地,同时成本可以做到全球最低。
总之,平价的新能源将在下个十年惠及全球,实现大部分国家的能源独立、自由和平。
作者简介:陈方明,易津资本&博雷顿 科技 创始人,博雷顿 科技 正成为电动工程机械、重卡及相关领域配套储能的领军企业。作为有超过十年风险投资经验的专家,在新能源、新材料领域做了深厚布局。
他着眼于高精尖技术,聚焦新能源领域的硬 科技 ,投资过常州聚和、拉普拉斯、凯世通、南通天盛、杭州瞩日及量孚等一大批新能源企业。其中量孚作为磷酸铁锂正极材料公司,其利用独特工艺,一步法合成磷酸铁锂,有望将磷酸铁锂正极材料成本降低20%。
陈方明是上海市五一劳动奖章获得者,他创立的博雷顿获得了高新技术企业、高新技术成果转化、市重点人工智能示范项目、高端装备首台套、交通部国家级行业研究中心、上海市专精特新项目等一系列名号和荣誉。