基于风光发电的中国各省绿氢替代灰氢经济性研究——基于精细地理网格分析

张荣达; 赵晓丽; 张庆斌; 谢茜茹

doi:10.13776/j.cnki.resourcesindustries.20240513.001

资源与产业 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (03) : 134 -146. DOI: 10.13776/j.cnki.resourcesindustries.20240513.001

基于风光发电的中国各省绿氢替代灰氢经济性研究——基于精细地理网格分析

张荣达, 赵晓丽, 张庆斌, 谢茜茹

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摘要

为了深入研究基于风力与光伏发电的我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性，本文基于卫星遥感技术首先对我国各个地理网格单元内的可再生能源禀赋进行了分析，在考虑了风力发电与光伏发电出力情况的前提下，运用构建的相关计算公式，经过计算分别获得了当前我国各个省份的氢气需求量、灰氢制取成本、绿氢制取成本、绿氢平均输送距离、绿氢使用成本等相关数据，进而借助以上数据对我国各个省份绿氢能源替代灰氢能源的经济性及其替代量都进行了深入探究，并且还对各个省份未来绿氢能源替代灰氢能源的前景做出了预测。研究结果表明：1)内蒙古、新疆、河北等个别北方省份(自治区、直辖市)的风力发电、光伏发电的效果较好，可再生能源发电成本较低，2022年在内蒙古、新疆、河北等省份中部分地区的绿氢使用成本已经低于灰氢使用成本。2)2022年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量为51.80万～335.62万t。随着风力发电、光伏发电及电解槽技术的持续进步，以及碳交易价格的不断提升，至2040年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到4 168万～8 176万t,至2060年我国绿氢能源对灰氢能源的替代总量预计将会达到27 900万～48 000万t。3)至2040年我国各省份间的用氢需求量，以及绿氢制取量差距较为悬殊，其中内蒙古、新疆、甘肃、青海等省份的绿氢制取量相对较多，预计可以共同向其他省份输送1 352万～3 410万t的绿氢能源，而宁夏、山西、四川、河南4个省份的绿氢制取量相对较低，还无法满足本省对氢气能源的需求且缺口较大，预计缺口将会达到516万～946万t。