电力与设备降本增效提高经济性，氢储能潜力巨大

碳中和布景下，氢气动力特点有望逐渐闪现

跟着近年来全球首要经济体连续提出长时刻碳中和方针，估计氢气的动力特点将逐渐闪现，使用范畴将逐渐拓宽至电力、交通、修建等场景。

近年来，全球首要经济体连续提出氢能开展规划与方针，将氢能的开展上升至战略高度。

美国动力部2020年末发布氢能开展计划，从技能、开发、使用等多个视点对氢能工业进行了战略规划，估计到2050年氢能在美国动力消费总量中的占比可到达14%。

欧盟则于2020年8月提出氢能开展战略，要点开展可再生动力制氢，计划在2024/2030年前布置6/40GW以上的可再生动力电解水制氢设备，别离完成可再生动力制氢量100/1000万吨。

我国的《国民经济和社会开展第十四个五年规划和2035年前景方针大纲》中也将氢能和储能列入前瞻策划的未来工业，未来将要点进行开展布局。

可再生动力制氢是长时刻方向

1.现在化石动力仍是氢气的首要来历

现在老练的制氢手法首要包含化石动力重整制氢、工业副产制氢以及电解水制氢三种。尽管经过碳捕捉与封存技能（CCS）可有用下降化石动力制氢过程中发生的碳排放，但长时刻来看只要可再生动力电解水制备的“绿氢”才干完成真实的零碳排放。

现在可再生动力制氢占比较小，化石动力制氢仍是首要的氢气来历。在“富煤、贫油、少气”的动力结构下，现在国内煤制氢的占比超越60%，电解水制氢的份额则不到2%。因而，可再生动力制氢依然负重致远，未来的开展空间巨大。

2.本钱是约束可再生动力制氢大规划开展的首要因素

现在可再生动力制氢的本钱依然较高。全球规划内，化石动力制氢的本钱根本低于2美元/kg，而电解水制氢的本钱则一般高达4-5美元/kg。因而，从经济性的视点动身，可再生动力制氢大规划开展的条件尚不具有。

电费与设备出资是可再生动力电解水制氢首要的本钱构成。理论上，电解水发生1kg氢气所需的耗电量约为30kWh，当时电解水制氢的能量转化功率一般为60%上下，因而实践的耗电量大致为50kWh/kg左右。

对不同电价与设备出资本钱下电解水制氢的本钱进行了测算，结果表明即使不考虑其他费用，在大多数情况下电解水制氢的本钱都超越2美元/kg，显着高于化石动力制氢的本钱。

氢储能长时刻潜力巨大

1.氢能有望成为长时刻、跨区域储能的长时刻计划

长时刻来看，氢能有望成为一种重要的电力储能方法。无论是在时刻维度仍是空间维度，未来储能在电力体系中的使用场景都将更为丰厚，储能的方法也将愈加多样化。

氢储能首要适用于长时刻、跨区域的储能场景。首先在储能时长上，氢储能根本没有刚性的贮存容量约束，可根据需求满意数天、数月乃至更长时刻的储能需求，然后滑润可再生动力季节性的动摇。

此外，氢能在空间上的搬运也更为灵敏，氢气的运送不受输配电网络的约束，可完成能量跨区域、长距离、不定向的搬运。最终，氢能的使用规划也更为广泛，可根据不同范畴的需求转化为电能、热能、化学能等多种能量方法。

氢储能与电化学储能的互补性强于竞赛性。氢储能在能量密度、储能时长上具有较大优势，在能量转化功率、响应速度等方面则相对较差。因而氢储能与电化学储能并不是非此即彼的竞赛联系，而是互为补充，一起支撑未来电力体系的平稳运转。

2.氢储能本钱有较大下降空间

跟着技能前进与工业规划提高，未来新动力的发电本钱仍有较大下降空间。2021年6月，国内光伏项目的中标电价创下新低，四川甘孜州正斗一期200MW光伏基地的中标电价仅为0.1476元/kWh。

除了新动力全体发电本钱的下降，未来电力商场中的峰谷价差也将继续拉大，电解水制氢将有更多可利用的低电价时段。跟着新动力发电占比的上升，未来电力供应的不安稳性将继续上升，电力商场中价格的动摇规划也将扩展。

关于氢储能而言，季节性的电价动摇将带来潜在的跨期套利空间，长时刻来看可再生动力制氢的经济性存在较大的提高空间。

未来，风电与光伏的弃电将成为电解水制氢重要的电力来历。在以可再生动力为主体的电力体系中，为了确保安稳的电力供应，装机的冗余程度将显着加大，因而长时刻来看弃风、弃光电量将不可避免地上升。

未来，弃风弃光电量的消纳将成为氢储能的重要使用场景，这部分零本钱乃至负本钱的电量可作为电解水制氢的重要电力来历。

3.电解水制氢设备存在较大降本空间

碱性水电解与质子交流膜水电解是当时干流的电解水制氢方法。现在碱性水电解与PEM的工业化程度相对较高，前者的优势在于技能老练、本钱低，但快速发动与变载才能相对较差；后者的优势在于功率高，运转灵敏，与风电、光伏的适配性更佳，但当时的本钱依然较高。

电解槽是电解水制氢体系的中心部分。电解水制氢体系由电解槽及辅佐体系组成，其间电解槽是电解反响发生的首要场所。

从本钱构成来看，电解槽在制氢体系总本钱中的占比约为40%-50%，此外电力转化体系、水循环体系以及氢气搜集体系也在总本钱中占有较高的份额。

经过资料与规划的优化，未来电解槽的本钱与功能有较大提高空间。现在碱性水电解槽的技能已较为老练，首要本钱为隔阂与电极（镀镍不锈钢），后续首要的降本途径为开发厚度更薄、电导率更高的新式隔阂，与此同时提高电极与催化剂在碱性环境中的寿数。

2050年碱性水电解槽与PEM电解槽的本钱有望到达100美元/kW以下，较当时水平下降60%以上。

除了技能层面的前进，工业化程度的提高也将对电解水制氢体系本钱的下降发生活跃奉献。一方面，跟着设备单体规划的扩展，电力转化、气体处理等模块的单位本钱将被摊薄；另一方面，生产规划的扩展也将下降单台设备分摊的制造费用。

参照光伏、锂电池职业的开展进程，跟着规划与工业化程度的提高，电解水制氢设备的均匀本钱有望进入快速下降通道。

综上，电费本钱的下降与设备端的降本增效将一起推进氢储能经济性的提高。2030年全球规划内可再生动力电解水制氢的均匀本钱将降至2.3美元/千克，与2020年5.4美元/千克的水平比较下降超50%。而在一些风力、太阳能资源较好的区域，可再生动力电解水制氢的本钱将低至1.4美元/千克，到达与化石动力制氢本钱适当的水平。