中国机会:德国电解槽市场需求报告

香橙会
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欧洲能源危机,给中国能源化工等行业带来出口替代机会。其实还有一个更大的机会被市场忽视了,那就是氢能。欧洲正在推进一个庞大的计划——用氢气替代油气资源缺口,这给中国氢能装备行业带来巨大机会。

香橙会驻德国办公室对此进行了系统调查,从本期开始,陆续推出《欧洲氢能市场机会调查》系列报道,此为第一篇。

1一份电解槽市场需求调查

德国氢能与燃料电池协会于2022年3月在其成员中进行了一项调查,以确定2030年前绿色制氢的电解器的潜在供应能力。

以下公司参加了调查:ELOGEN GmbH

ITM Power GmbH/Linde AG

MAN Energy Solutions SE/H-TEC SYSTEMS GmbH

McPhy Energy Deutschland GmbH

Siemens Energy AG

Sunfire GmbH

thyssenkrupp nucera AG & Co. KGaA

调查得出以下结果,这些结果非常积极,远远超过了《国家氢能战略》中关于在2030年建造具有5GW电解能力的工厂的假设。

1.年总产量

2. 根据结果进行进一步计算根据政治上启动的绿色氢气经济的市场提升,可以假设2030年的最大值将大大高于实际值。

2.1 电解生产的年营业额计算方法根据Fraunhofer ISE* 2022年的平均成本/kWEL。

- AEL碱性电解(2030年,100MW):444欧元/kWAC

- AEL碱性电解(2025年,100兆瓦--来自2020-2030年的平均值):553.5欧元/kWAC

- PEM 压力电解(2030年,100MW):502欧元/kWAC

- PEM 压力电解(2025年,100兆瓦--从2020-2030年平均):610欧元/kWAC

* Fraunhofer ISE: 弗劳恩霍夫太阳能系统研究所

2.2计算出的工作岗位根据VDMA 2021,工作机会(机械工程)/营业额(机械工程)。

- 203.5亿欧元/101.9万个AP=约200,000欧元/AP(2020年)。

2.3 计算的氢气产量假设:

- 4000个满负荷小时

- 效率AEL和PEM:0.65(LHVH2 = 33.33 kWh/kgH2)

结论:天然气价格的急剧上升意味着绿色氢气的价格目前比化石燃料的价格更有竞争力。市场调查的结果给我们带来了希望,如果德国政府为安全投资设定必要的政治框架条件,那么符合2030年气候目标的绿色氢气市场经济的发展是可以安全实现的。因此,现在必须采取行动,以便迅速使德国的绿色氢气能源供应更加独立、安全和可持续。

因此,清晰的结论是:绿色氢气可以确保德国未来可再生能源供应的决定性部分,其速度和数量远远超过政治家们迄今为止的假设。

2雄心勃勃的H2Giga项目

德国联邦教育与研究部(BMBF)公布了一个实践与结合的具有行业领导性的氢能项目—H2Giga:用于制氢的电解槽将投入批量生产。

为了满足德国对绿色氢气的需求,需要大量高效、经济的电解槽。尽管今天市场上已经有了高效的电解槽,但其生产仍主要由手工完成。因此H2Giga项目将支持电解槽的大规模生产。

德国未来对绿色氢气的需求究竟有多高,目前还无法预见。然而确定的是,德国本土每年的需求量将达到几百万吨的氢气。国家氢能战略的目标是到2030年仅在德国就建立起尽可能多的5千兆瓦的电解能力。

这需要高效、耐用、坚固、可负担和可扩展的电解槽。尽管目前市场上已经有了大型能有效长期工作的的电解槽,但已不能满足市场需求。目前需要的是大规模生产可以模块化地适应各自使用场所的电解槽。串联生产的电解槽对于使绿色氢气具有竞争力也是必要的。

因此,具有领导性地位的项目H2Giga致力于开发电解槽的批量生产,且对所有的技术都是开放的,不拘泥于特定的类型电解槽的生产开发。已有的电解槽制造商、来自不同技术部门的供应商(包括许多中小型企业)以及研究机构和大学正在共同推进现有的电解技术。随后以下技术将准备好进入生产装配线。

-PEM 电解技术

-AEL  碱性电解

-HTEL 高温电解

-AEM 阴离子传导膜

不同类型的电解槽特别适用于特定的应用领域。因此个别技术的开发和扩展将与随后使用这些技术的行业相协调(例如稍后介绍的Power To Gas项目中不同的部分采用不同类型的电解槽)。H2Giga项目将确保工业界和科学界之间的持续交流合作,由工业界向科学界传达其需求和知识差距,以保证氢能全产业链的随时调整,顺利快速运行。

H2Giga 项目合作分布图

该项目合作商主要来自科研界和商界两个领域,共计132家。

合作伙伴列表(部分):

3Power To Gas

Power To Gas “电能转换成气体”是一个能源工业技术,根据这一概念,通过水电解和使用电能来生产燃料气体。,这种燃料气体(通常是氢气可能是氨气、甲烷)可以储存起来供以后使用。除其他外,它可以在运输部门以动力转化为燃料的形式使用(特别是作为船舶和飞机的燃料),作为化学原料(通常被称为动力转化为化学品),或暂时储存在天然气基础设施中,以后在天然气发电厂中重新转化为电力。

气候保护和能源转型将永久性地改变德国的能源格局。随着可再生能源的不断增加,不仅是在电网中,充分有效地利用这些能源的问题正变得越来越重要。电转气是电力和天然气基础设施之间的核心耦合要素。以电力为基础的无二氧化碳气体(如氢气或甲烷)的产生,使得可再生能源在发电和整个能源供应中的份额得到同等程度的提高。这里最大的挑战是使能源的供应和需求达到和谐。通过 "变电为气",电力部门产生的可再生能源被大量储存起来,可以灵活地作为气体重新使用。因此,该方法是能源行业的未来技术。

该项目的系统性优势(通过物理技术把可储存的、现有的天然气网和储存基础设施列和)通过更多的灵活的方式把电力运输到传统的电力部门,降低各部分的开发成本。此外,在德国的地下储气库中已经可以储存大约200太瓦时的能量—这大约相当于一个最先进的抽水蓄能电站容量的23000倍。

Power To Gas项目分布图:

该项目遍布全德,根据不同联邦州的地理特点、产业现状、人口结构以及科研基础等等现有因素,制定适合各州的产业链。因此各州的项目参与方使用的电解槽类型也不同。

各州项目合作商以及电解槽类型预览表:

以上为香橙会驻德国办公室撰写的系列调研《德国-欧洲氢能产业研究报告》的部分内容。

       原文标题 : 中国机会:德国电解槽市场需求报告

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