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IEA有一个报告其中一个观点“要让港口成为氢能的集散中心以及应用中心”,背后的逻辑值得我们好好推敲。
(来源:微信公众号“势银能链” ID:energylink )
第一个逻辑,大家都知道我们现在有各种各样的制氢方式,包括副产氢、气体氢、液态氢,其实很多氢所在的场地就是在港口附近,比如副产氢很多都是化工厂、丙烷脱氢厂,这些工厂都会靠近港口。
大家都知道氢能最大的问题就是储运,储运成本高,储运相对不成熟导致了成本比较高。在港口这个小范围之内有大量的副产氢,这让储运的难度大大下降,会让整条供应链运转起来。
第二个逻辑,如果氢能成本要得到系统性下降,国际贸易必不可免,比如我要在某一个地方,比如非洲没有工业没有副产氢就必须进口氢气,氢气本身也是二次能源,如果要进口,肯定离不开国家贸易,日本在开发液氢船进行示范验证,也有别的项目在集装箱里面装入各式各样气瓶,再用集装箱船运到各地。港口是氢能集散中心,以后你从国外进口氢,第一站永远是港口。
第二个,大家知道港口区域有限,在这个有限区域里面,有大量的副产氢、动力系统的应用,是一个非常合适氢能燃料电池示范应用的地方。当然了,我们说到背后的最大的一个逻辑即离不开气候的污染,昨天我们有一个嘉宾提到了中国商用车里面的柴油车有30%的油耗,贡献70%的污染。
港口很多的机械设备都是用柴油的,如果我们让这些柴油设备变成一些清洁能源的设备,那么油品消耗会降低,空气也会变好。国家石油进口依存度已经达到70%上,我们的依存度也会降低,空气污染会大大改善,港口的清洁化也在大力推动新能源相关的设备发展。
这是目前港口能源结构,每一家的柴油价、汽油价、电力,这是我们统计一些机械设备的数据,如果要降低港口污染肯定离不开电动化,有些港口已经做锂电池的港口集卡,有些港口已经应用氢燃料,未来清洁港口的能源一定是氢和电提供的。
从港口的电动化过程中,长期来看,氢燃料电池比锂电池更具优势。
我们会讲到宁波港的案例,我们对宁波舟山港做了一个调研,宁波舟山港现在1300辆的港口集卡有一半现在已经变成了LNG,但是他现在又开始试验纯电动,一辆燃料电池车比如载重30吨的车非常贵,大概价格是300万,甚至300万以上,但是这个成本贵并不意味着将来也这么贵,燃料电池整个产业链不够成熟,导致成本很高,当这个产业发展得非常成熟时,分工体系也非常成熟以后,我们相信这个成本会非常低,甚至比我们的燃油车还要低。
港口不仅仅是集装箱的集散地,也是氢能的集散地,氢本身也很多优势,是唯一气电热能源的载体,能进行气电热转换的载体,可以储能,不像电池长时间放置会没有电。氢可以以液体的形态运输,港口可以建立液氢的接收和储存。氢是一种能源,希望用氢提高整个国家的进口安全性,提高国家能源安全性。
氢源的选择多样,我们最终的目标是绿氢,我们现在许多是化石能源制氢,排放比较多。现阶段,我们能规模化供氢又具有性价比的方式不多,如果氢的价格不降低,整条产业链很难快速发展起来。
比如:MIRAI最新一代一台45万,这个价格其实对很多人可能并不贵,但是MIRAI一台45万,如果他加一公斤氢是200块钱,我相信所有人都不会开MIRAI,MIRAI买来就是一辆玩具,所以降低氢价是产业的目标之一。
当然降低氢价的方式有很多,一方面从降低氢能产业链系统成本考虑,例如储运,例如氢源。另一方面,从碳税考虑,碳税会提高含碳能源的成本。
我们在港口的研究其实跟UNDP在各地进行燃料电池商用车、公交车示范同等重要,UNDP之前的示范偏重于燃料电池整体数据和整体的协同性,有很好的反馈和收集。在港口做这个东西更偏向于整个氢制、储、运体系进行示范验证和反馈。在港口,我用所有的制氢,包括LOHC也好,液氢也好,高压氢也好,什么氢、什么方法都可以往那边使,可以快速地进行应用示范,打造成熟的方案。
这是欧洲的氢能燃料电池应用,欧洲氢能港口的应用有3个代表性项目,代表三个不同的模式。
最左边的E4ships用甲醇重整燃料电池,它的功率比较小,输出范围5kW-30kW,不是用于主要的动力。英国的Orkney岛项目其实是用风电制氢,制氢后用于出口,这也是代表港口的一种氢能应用的方式,比如中国有很多港口,可以风电制氢、光伏制氢,电水解制氢后出口到国外,或者运到国内都可以。
加州洛杉矶港和长滩港,集卡怎么分布的?加州发布了一个绿色港口计划,希望2035年之前把港区所有车辆变成零排放标准的车辆,他也制定了一系列方案。
这个图大家可以看到,我们的排放物主要来自于船舶和港口的一些机械设备,我们碳排放量船舶占了比较大的量。船这个方面,现在已经有一些示范运营了,但是相对来说它还不是很成熟。SOFC被认为是比较好的技术选择,这是洛杉矶港和长滩港的重要类型。
2018年7月份前的数据显示,洛杉矶港和长滩港港区集卡燃料分类汇总中,柴油车占97%。在港口燃料电池集卡项目中,丰田的重型集卡的项目,有60公斤的储氢量,2套MIRAI系统,还有TransPower、USHybrid、Kenworth生产的集卡。
这是一个洛杉矶港和长滩港多辆燃料电池数据,长滩港现在有3辆燃料电池堆厂的牵引车,一座加氢站。洛杉矶港有一台集装箱装卸机、2台牵引车、10辆燃料电池重型集卡,1座加氢站。
我们简单了洛杉矶港和长滩港的情况,接下来讲讲中国在氢能燃料电池港口应用情况,中国是出口大国,现在全球前十的港口中国占据了多席,随着中国出口越来越多,这个吞吐量会不断增加,现在很多港口也开展了很多节能减排项目。
青岛前湾集装箱码头是在全国开展示范运行重型集卡的码头,车是由青岛前湾集装箱码头、机科(山东)重工、江苏奥新和国投中科四家一起开发,中国做重卡的已经有几家了,大家可以看到右边的江铃重汽已经有了。
宁波舟山港,现在的情况即港区自营集卡1300辆,其中一半LNG集卡。现在宁波港正在对锂电池的集卡进行测试运营,预期马上会投入。
LNG加气站12座,大功率充电桩1座,整个港口的车运行速度不是很快,平均运行速度8公里/小时,最高车速25公里/小时,整个港口的车日运行里程大概120公里,使用年限5-7年,5-7年就需要换车。它的港区集卡的载重一般40-50吨左右。
对于宁波舟山港来说,它有比较大的优势,即在它的周围有两家很大的副产氢企业,其中金发新材料是做丙烷脱氢厂,2.5万吨的副产氢量,他这两年还要上一套装置,这套装置同样有2.5万吨的副产氢的产量,现在的副产氢产量出厂价还是比较便宜的,也对外出售的,一方面是自己工厂的供热,第二方面是卖给化工厂。宁波北仑港还有一个东华能源,它手上有多的副产氢,也是2万多吨,不过实际可用的氢气没有这么多。
总体来说,这些副产氢如果在港口进行港区集卡或者一些机械设备示范运营,副产氢完全够,而且副产氢比较便宜,这两家公司到宁波北仑港,最长的距离不会超过25公里路,大家现在都说200公里是氢能储运的门槛,包括200公里成本直线上升,非常不经济,但是200公里之内可以接受气态的运输,25公里范围内的成本比较低,所以它有非常便宜的氢。我相信中国很多港口,比如青岛港、山东和福建的一些港口非常适合开展氢能燃料电池应用示范,因为有便宜的氢,能够快速验证制储运体系。
港口氢能应用还要研究很多,包括固定成本分析、可变成本分析、假设条件的设置、探讨如何在推广氢能和燃料电池商业化的商业模式。这个工作,我们觉得蛮有意义,因为政府可以参照并思考应该怎么发展、怎么出政策和补贴,如果需要补贴的话。这也在一定程度上加快整个氢能和燃料电池应用的发展。
(本文为TrendBank势银董事长兼CEO唐蔚波在10月27日“燃料电池的多领域应用案例论坛”上的演讲。)
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