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西门子能源:碳中和目标下 绿氢引领新一轮能源变革

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2023-02-13 13:20:11

西门子能源:碳中和目标下 绿氢引领新一轮能源变革

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2025-07-08 04:45:16

应对全球气候危机,实现温室气体的净零排放,“碳中和”目标正促使各国朝着绿色、零碳经济转型。氢能是清洁能源的表现形式之一,由于“绿氢”产自可再生能源,因其具有的从生产到使用的零碳排放优势而备受青睐。

在智利最南端的麦哲伦省,立足于当地丰富的风能资源,西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目,创新了绿氢生产与应用的场景,即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料,这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料,也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士(Christian Bruch)表示,“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此,新的供应链将在世界各地兴起,支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示,重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来,氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体,将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向,尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式,不管是“灰氢”还是“蓝氢”,它们的生产还是使用过程,都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时,其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示,2020年,全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨,仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头,尤其是公路运输占比较高。因此,在二氧化碳减排面临挑战的领域,比如交通运输、炼油和钢铁等行业,绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势,通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气,然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合,制取合成燃料。在这个过程中,西门子能源灵活高效的质子交换膜(PEM)电解技术,由于其具有的快速启停,在极短时间达到满载运行的优势,能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来,由绿氢制成的合成燃料,将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比,合成燃料的碳足迹显著降低,基于合成燃料的绿色产品,将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解,“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年,工厂将完成第一阶段试点,年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划,,将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件,且电力成本低,具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益,不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长,也能通过清洁能源传输机制,令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本,实现双赢的局面。

2021年5月,西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施,利用太阳能园区的日光太阳能,该项目能够在1.25MWe的峰值功率下,每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲,既可用于针对需求增加的快速响应,也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下,氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料,并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%,每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统(Power-to-X)的基础设施帮助客户实现其去碳化目标,并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术,从可再生能源、高效燃气电厂,到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案,再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初,全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略,对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年,国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》等支持政策,鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用,氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此,赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照,一是技术的创新突破,二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后,能够有效拉动供给端,规模化效应就起来了。”他认为,绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本,其中,可再生能源产生的绿电成本高低,以及设备的利用小时数,是最大的影响因素。

今年4月,BloombergNEF发布的氢能平价更新报告,建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线,表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢,届时,绿氢成本将较现在降低85%,低于1美元/千克。报告同时表示,到2030年,从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低,未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下,广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划,总产值规模将达近万亿元。此外,北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展,赵作智博士表示,“中国是很好的一块土壤,我们有政策、有资本,也有??各行各业,一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术,有资金、有人才、有市场,未来,随着技术的进步,绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解,西门子能源专注于三大领域的技术创新,一个是低碳或零碳的发电;第二是低碳环保的输电;第三是针对工业领域的去碳化,尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露,目前,西门子能源在国内布局,主要是通过和领军企业合作,发挥各自优势降低成本,推进技术应用。在实现双碳目标的背景下,业内遵循着需求拉动供给的规律,以技术解决方案节能降本,推动应用规模化的形成。

2019年9月,西门子与国家电力投资集团(“国家电投”)签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月,西门子能源与中国电力国际发展有限公司(下称“中国电力”)旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议,为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜(PEM)纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍,这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目,设备已经运达现场,在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备,西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外,该制氢系统具有快速响应能力,带压启动至稳定运行时间不超过1分钟,并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展,“绿氢方面,我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲,这两个市场有他们自身得天独厚的地方,两边一起来、两家火车头一起拉动,这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

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娇气的镜子
温柔的小蜜蜂
2025-07-08 04:45:16

1、碳达峰和碳中和是中国能源发展的主要需求和挑战。以实现碳中和为目标,本文根据统计数据分析了我国现有能源生产结构、电力装机、能源和电力消费的特点,主要结论包括:风能和太阳能可再生能源将是现有火电的两倍左右。需要调整现有的能源生产和消费方式,配置适当的储能容量;在现有技术水平下,抽水蓄能、电化学储能和氢能具有竞争力,但抽水蓄能受地理环境限制,锂离子电池受锂资源限制,氢燃料电池受铂资源限制;可再生能源的消耗需要考虑多种储能技术储备。

2、新能源汽车动力燃料具有低污染、可再生的特点,其发展受到各国政府的重视和青睐。我们的政府更新能源汽车被视为汽车产业“弯道超车”、抢占新兴市场战略制高点的“新动力”,制定了一系列产业扶持政策加快新能源汽车商业化进程。十多年来,中国新能源汽车产业发展取得了举世瞩目的成就。

3、根据中国汽车据汽车工业协会统计,我国新能源汽车销量从2009年的480辆增加到2020年的136.7万辆,成为全球最大的新能源汽车来源:汽车市场。虽然近十年来中国新能源汽车的市场份额逐年增加,但与传统燃油汽车相比仍然很低,包括2020年的纯电动汽车包括机动车和混合动力汽车在内的新能源汽车市场份额仅为5.4%,与中国政府新能源汽车产业发展规划(2021-2)一致035提出的“到2025年我国新能源汽车销量占汽车总销量20%左右”的长期规划目标还远远不够离这很远。

4、如果不能商业化,新能源汽车就不会得到广泛应用。考虑到新能源汽车在重塑经济发展中的重要作用,中央高度重视如何推广新能源汽车并实现商业化。尤其是2019年7月以来,补贴大幅下降,新型冠状病毒肺炎对中国新能源汽车市场份额产生双重影响。仅12月份,新能源汽车产销总量同比增长分别下降了 30.3% 和 27.4%。 2019年,新能源汽车全年销量同比下降4%,为十年来首次同比下降。针对这种紧急情况,国家首先之后,出台了一系列促进新能源汽车消费的政策,如取消各地区新能源汽车限行限购,将新能源充电桩列为新基建项目,新能源汽车购置补贴免征购置税延长两年,推动公共领域车辆电动化。

5、氢气燃气轮机、氢气冶炼等相对成熟的路线技术具有支持未来大规模可再生能源消费的潜在优势。分布式蓄热、压缩空气储能、非贵金属催化氢燃料电池、钠/铅酸电池、液流电池、超级电容器等技术具有技术经济性 可实现规模化应用的储能技术也有良好发展空间。

畅快的金鱼
迷路的薯片
2025-07-08 04:45:16
根据各大券商观点,目前认为可再生能源(电解水制氢)、有色金属(锂、钴、铜箔、稀土、磁材等)、化工行业(生物基材料和循环材料)、碳交易产业链、环保行业、绿色衍生品(碳远期、碳期权、碳掉期等)比较收益。

碳中和(carbonneutrality),节能减排术语,是指企业、团体或个人测算在一定时间内,直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。

碳达峰指的是碳排放进入平台期后,进入平稳下降阶段。简单地说,也就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。

2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会上提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”

2021年3月5日,2021年国务院政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构。“碳中和”入选《咬文嚼字》发布的2021十大流行语。12月13日,“双碳”入选国家语言资源监测与研究中心发布的“2021年度中国媒体十大流行语”

全球变暖

全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多,导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多。随着人类的活动,全球变暖也在改变(影响)着人们的生活方式,带来越来越多的问题。

2002年,南极洲一块面积为3250平方公里的冰架脱落,并且在35天内融化消失;并且根据美国宇航局的最新数据显示,格陵兰岛平均每年要融化掉221立方公里的冰原,是1996年融冰量的两倍。

忧伤的小蚂蚁
紧张的鲜花
2025-07-08 04:45:16

历时8年的RCEP协议于11月15日正式签署。 RCEP全称为“区域全面经济伙伴关系协定”,2012年由东盟10国发起,邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度共同参加,旨在通过削减关税及非关税壁垒,建立统一市场的自由贸易协定。

除去尚有部分重要问题没有解决的印度未加入以外,其余十五国签订的该协议意味着,彼此之间将基于该协议为各方提供便利。

今年早些时候,能源一号对于逆变器和组件厂商在海外工厂、联络点以及办事处做过相对完整的梳理,以下是具体信息。今年以来,包括晶澳 科技 、隆基股份在内,还陆续收购和新建了一些海外基地。这些中资在海外的办事机构及投资项目,不少属于RCEP所在的亚太国家范畴内。

因而,以下公司都会备受RCEP协议签订的利好而获得更大的业务增长机遇及发展空间。

所以,RCEP的建立,将大大有利于中国与周边国家的新能源贸易往来,同时也对中国企业在未来在布局这些地区的新能源产品、市场带来更多便利。

举例来说,中资设在亚洲各地的海外工厂,可直接将中国的制造能力进行复制及略作变化,把产成品输向美国等个别对中国光伏设置贸易壁垒的地方。

中国企业本身,也可借由较好的贸易政策与RCEP协议所在国保持更好的关系与沟通,从而带动中方及贸易伙伴国家一同做大新能源产业。

疫情期间,有海外产能和强大分销渠道的公司,与世界各地朋友做生意的顺畅度大大提高,中国企业的地缘优势虽不能彻底体现出来,但因根深蒂固的海外厂区、办事机构及第三方合作伙伴关系,让业务协作并不受疫情问题的困扰。今年前三季度,业绩表现出色的中国A股及美股等公司,恰恰是上述这类企业。

从组件市场来看,正泰新能源、晶科能源、隆基股份、天合光能、协鑫等都在全球各地布局了大量产品生产线,不少位于亚洲等地。良好的海外工厂,加之部分厂商也同时拥有海外的硅片、支架等周边伙伴产能,对企业的出口贸易带来了极大便利。

逆变器领域来说,包括华为智能光伏、古瑞瓦特、锦浪 科技 、爱士惟、固德威等逆变器厂家,则可以通过庞大的分销网络、当地销售人员来承担及保障疫情期间的产品供应。

随着RCEP的签订,中国企业征战全球的战略意义更加深远。相关细节显示,RCEP所在国的所有货物贸易中,都可逐步取消关税与非关税壁垒。协定中指出合作应扩展到其他领域,包括但不限于银行、金融、 旅游 、工业合作、交通、电信、知识产权、中小企业、环境、生物技术、渔业、林业及林业产品、矿业、能源及次区域开发等。因此,需要金融、工业伙伴支持的中国新能源企业,中长线也会获得更多的利好。

再结合诸多国家宣布碳中和目标的情形,我们会发现,今后带给包括中国新能源厂商的机遇也会进一步扩大。9月,我国宣布力争2030年前碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。紧接着的10月,韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布,韩国将在2050年前实现碳中和。今年11月,日本有消息称考虑为实现2020碳中和目标采取税收刺激措施。此前,新西兰已完成碳中和目标立法。大趋势下,其余国家预计也会陆续确定碳中和的目标。

能源行业是完成碳中和目标的重要突破口,十五国共同签订的协议,将为国内外可再生能源企业带来更多的发展契机。下面将从光伏布局的角度来看看,中国企业在RCEP协议所在国的新能源业务发展脉络,以及这些国家本身所制定的新能源目标情况是怎样的。

东盟各国生物质能、地热能、水能资源最为丰富,风能、太阳能和潮汐能具有较大潜力。中国企业在东盟各国都有相当规模的光伏项目布局,以下以中国企业在越南、泰国的光伏布局为代表进行盘点。

越南的光伏市场一直是中国企业争取的重要地区,中国企业在越南的有关光伏布局包括大型光伏项目、工厂建立、产能收购、产品出口等颇多。

2019年,中国出口到越南的光伏组件达4.48GW,今年中国对越南市场的布局也在如火如荼地进行,对疫情的担忧并未影响到相关项目进程。

今年2月,隆基股份收购越南生产基地3GW电池、7GW组件;5月,中国电建签署越南禄宁550MW光伏发电项目合同;6月,中国电建签署越南富美330MW光伏发电项目合同;11月,晶澳 科技 越南基地年产3.5GW高功率组件项目开工奠基仪式顺利举行,该项目利用越南基地现有土地,投资7 亿元,建设年产3.5GW高功率组件生产线及配套设施。这些布局也是看好越南当地作为良好的产品输出地、贸易、土地、人员及新能源政策有优势等综合判断而进行的。

据国内多位负责越南市场的销售、项目开发负责人表示,今年越南光伏的新增装机容量在3.5~4GW左右。此次签署的RCEP或将进一步开拓中国企业在越南光伏市场的布局。

同样属于“东盟”十国的泰国,也是中国企业布局的关键市场。今年2月,中国能建签署泰国58.5MW浮体光伏EPC合同;4月,中能建葛洲坝国际逆势签约泰国90MW光热光伏项目EPC合同,投资金额高达5亿美元。2个月之后,晶澳 科技 为泰国12.5MW漂浮电站供货高效PERC组件。随后的8月,中国能建助力泰国11.56MW光伏停车场落地。

根据泰国的电力发展计划,到2036年,泰国的可再生能源发电总装机容量有望达到17GW,泰国仍然有巨大市场供光伏发展。

签订自贸协定的十五国中,值得重点提出的是韩国。

今年7月,韩国产业通商资源部发布政策:光伏组件供应商应具备低碳认证资质,且该政策未设置缓冲期,要求立即实施。而在中国光伏企业申请此项认证时,韩国认证部门以新冠疫情为由,拒绝到中国进行低碳认证,无法得到认证的中国企业对韩国的出口受到了阻碍。

国内业界普遍认为,韩国此举是人为向中国设置了贸易壁垒。此次签署的协定明确规定,协定各国在实质上所有货物贸易中逐步取消关税与非关税壁垒,韩国对中国人为设置的贸易壁垒有望在短时间内得到解决。

今年5月,韩国也公布了一项长期能源计划:至2034年,可再生能源占韩国能源结构的比例将从目前的15.1%提高到40%。与此同时,液化天然气发电的所占的比重将从32.3%下降到31%。在贸易壁垒问题得到解决之后,中国企业有望在韩国市场大展身手。

另一邻国——日本的新能源市场也表现不错,中国企业积极在当地开疆辟土。晶科能源、华为等早就在日本地区取得了相当惊艳的销售业绩。

今年3月,隆基股份也与日本信越集团签订掺镓相关专利许可协议;4月,日本的82MW光伏项目竣工,均采用来自国内厂商的铝合金架台;6月,晶澳 科技 宣布为日本关西地区110MW光伏电站供应单晶PERC MBB组件,该项目是日本市场目前规模最大的单体项目之一。

10月,日本首相菅义伟宣布了使温室气体排放量在2050年之前实质上减为零的目标。同理,以可再生能源为主导的碳中和目标市场布局,日本光伏市场在未来同样具有巨大潜力,中国企业也有望因自贸协定在交易过程中获利。

新西兰已经完成碳中和目标立法,澳大利亚还未提出到2050年实现净零排放目标或碳价的方案,但于今年9月表示,计划未来十年内在能源技术方面投资180亿澳元以减少碳排放。

中国在澳大利亚的布局包括,今年1月传来消息即将完工的,东方日升投资并承建的澳大利亚西部最大的132MW Merredin光伏电站。今年6月,中国能建葛洲坝国际也签署了澳大利亚85MW光伏电站的EPC项目。

在组件及电站领域,正泰新能源、晶科能源等都在澳大利亚拥有较广泛的布局及渠道伙伴商。而古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、阳光电源、爱士惟等核心逆变器厂商也在澳大利亚的分布式市场斩获不少订单,深受当地消费者的好评。

新西兰方面,当地的电力输送国企Transpower于今年4月表示,到2050年,新西兰可通过基于风力、太阳能、地热和水力发电的多能源发电满足全国的电力需求。在装机容量方面,新西兰预计2050年太阳能容量可达6GW。中国企业在新西兰已经展开相应的市场开拓。未来随着RCEP的确定后,也会看到更多项目的开花结果。

综合澳大利亚和新西兰等两国对相关可再生能源的规划,在自贸协定的加持下,中国与两国开展相关项目合作或能得到一定的便利。

关税与非关税壁垒是国与国之间交易长久以来难以避免的问题,或是为保护本国企业而颁布的措施,或是为进行部分不正当竞争,然而历时八年才签署的协议向世界表明,合作才能共赢。

世界各国的共同目标最终指向实现“碳中和”,随着协议的签订,放开可再生能源的布局的脚步,实现“碳中和”的目标指日可待。

傻傻的老虎
单薄的大象
2025-07-08 04:45:16

· 该目标将通过节能、100% 采用可再生能源电力、自发电,并借助已认证的项目进行不可避免的排放来实现

· 该承诺进一步推进了马瑞利的未来战略和路径,即成为一个更加可持续和负责任的企业

全球领先的汽车供应商马瑞利今日宣布,公司运营层面将于2030年在范围1和范围2中全面实现碳中和。这是公司打造可持续业务承诺和转型的关键部分,旨在通过最大限度减少能源消耗、确保使用可再生能源并中和剩余不可避免的排放等系列措施来实现这一目标。

继公司中期战略中设定的环境和二氧化碳减排目标,这一新举措定义了一个更具雄心的目标和行动计划。这些行动将减少公司目前拥有或直接控制的温室气体排放,以及公司购买和使用的能源的间接排放。

马瑞利执行主席 Dinesh Paliwal表示:“为了创造一个更清洁、更环保的世界,汽车行业正发挥着关键作用。作为技术供应商,我们不仅助力汽车行业向电气化转型,还通过巨大投入实现公司运营碳中和,以此来打造一个更强大、更可持续的马瑞利。”

马瑞利总裁兼首席执行官Beda Bolzenius表示:“这是马瑞利减少整体碳排放计划的第一步。我们的下一步将针对间接排放制定明确的目标和措施,包括与供应商、客户合作,并在公司内部的产品和制造流程中做出努力。我们还有很长的路要走,今天宣布的投资是向前迈出的可贵一步。”

首先,马瑞利将通过持续实施“能效造物文化”来减少能源消耗和相关排放。“能效造物文化”是马瑞利近年来推出的一系列战略和活动,旨在减少工厂的能源使用,包括引进高效节能设备、精简生产线等。在这一系列活动中,马瑞利将进一步采取行动以最大限度地减少设施的能源消耗,重点是提高公用事业的效率,并在我们的流程中引入新的、甚至更高效的设备和机器。

该战略的另一个重要部分是承诺运营中使用100% 可再生能源电力或由经认证的碳信用额度来中和:重点将放在光伏和风力发电上。可再生能源将通过开发现场系统自行产生,或通过特定的认证合同购买,如电力采购协议和绿色供应合同。

最后,我们无法捕获的任何残留排放都将通过已参与全球认证的碳项目来中和。我们还将继续监测旨在脱碳的可再生能源的新技术和解决方案,助力马瑞利实现其碳中和目标。

除了为提高内燃机效率提供的电气化技术和解决方案以外,马瑞利将继续在开发创新解决方案方面发挥引领作用,以提高车辆效率,推动社会向低碳转型。

爱笑的帅哥
快乐的芒果
2025-07-08 04:45:16

我国的双碳目标为在2030年前碳达峰,在2060年前实现碳中和,这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言,是要求最高,时间最紧迫的。

而目前我国的能源结构中,非化石能源占比仅仅为15.9%,清洁能源(包括水电)发电量占比36%,煤炭占比52%。

为助力实现双碳目标,在能源的供给端,提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比,是实现双碳目标最有效的途径。

但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强,不能持续稳定提供电能,这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。

2.1 储能的必要性

近年来,随着光伏组件的成本进一步下探,无补贴下光伏电站已经可以盈利,大量资本涌入光伏产业,从生产到运营,整个光伏行业规模大幅度增长,但同时也带来了一个问题,那就是光伏只能在白天发电,晚上怎么办?风机只能在有风的情况下转动,没风的时候又怎么办?

每日风速波动较大

随着可再生能源(风电光伏)的用电量占比不断提升,风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用,其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化,影响电能质量(电压、频率、波形),对电网侧和用户侧都有较大的影响。

在10年前,各地电网尚未像现在这般强大时,对于风电、光伏之类的垃圾电,电网公司向来是拒绝的,这也是为何在用电量较少的省份,弃风弃光限电的情况很多。

而将短时超发(用不完)的电储存起来,在没电的时候(晚上或者无风的时候)将这部分电能持续输出上网,就可以避免出现上述情况。

2.2 储能如何盈利

储能以前一直是政治任务,因为挣不了钱啊,但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈,国家就开始往储能行业里加火了。

随后没过几天,又出台了提高分时电价的政策:

文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价,条件具备区域,分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗,都是在鼓励发展储能行业,在技术变革的前夕,政策层层加码,相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。

目前大型电站并网侧的储能电站,在财务测算上,已经能实现盈利,只是以目前峰谷电的差价,盈利能力大概和存定期差不多。

2.3 电网侧储能

电网侧储能的主要作用就是调峰调频,保证用户用电质量,而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。

8月6日,国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函,提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦,相对2020年将增长10倍,远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦,到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着,到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。

大规模的抽水蓄能电站投运,将大大增强现有电网的调峰能力,增加电网对可再生能源的消纳能力,最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。

抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术,在各种储能技术中度电成本最低,如上图所示,抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成,连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。

在电网负荷低谷时段,电站利用廉价的谷电,将下水库里的水抽到上水库中储存起来,也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段,电站再放出上水库的蓄水发电,这样就能以高价卖电。

抽水蓄能电站的缺点也显而易见,受地形影响较大,在地形复杂的情况下,建设成本会大幅上升,工期大约持续5-8年,而且电站建成后,由于长距离的管道输送和多个水轮机配合,机械能量损失较高,能量储存效率约70%。

目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司,电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方,几乎由一家央企垄断——中国电建。

中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院,其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院,其一年的营收就在百亿往上,超过了大部分上市公司。

其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%,全球达到了50%,可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。

抽水蓄能电站的主设备为水轮机,在这方面,传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀,比如东方电气和哈尔滨电气,但水轮机作为成熟的发电设备,技术已经较为成熟,在价格上少有溢价。

2.3 电源侧储能

2.3.1 其他储能形式

抽水蓄能电站属于机械储能的一种,其他较为成熟的机械储能方式还有:飞轮储能、压缩空气储能等等。

而根据储能介质不同,储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等,但截至目前,机械储能依旧是其中最成熟,成本最低的储能方式。

电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景,新能源车产业链的核心部件,动力电池就是电化学储能应用的一种,按照介质不同,可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。

化学储能 概念简单,但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来,最常见的就是电解水制氢。

热储能 ,典型的应用就是光热电站,将阳光聚集后,把作为介质的熔盐融化,吸收大量热量,熔盐再继续加热水,形成水蒸气,推动汽轮机发电。太阳下山后,电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电, 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。

某50MW光热电站效果图

电磁储能 ,主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等,其储能效率高,但距离实际应用还相当遥远。

目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主,分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。

2.3.2 电化学储能

目前各地新上的集中式(并网型)新能源电站都要求适配储能,这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用,由于集中式电站的上网电价均是固定的,其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况,主要是增加电站上网电量,提高电站营收。

同时,在电网侧,也有大量的储能电站上马,其作用和抽水蓄能相同,调峰调频,其盈利模式就是对电能的低买高卖。

图片摘自某券商研报

这部分储能主要以电化学储能为主,而电化学储能中较为有前景的是:锂离子电池和钠离子电池。

以锂离子电池为代表,简单讲一下电化学储能的优劣:

1、成本下降迅速

在政策利好的推动下,这几年锂电的度电成本下降飞快,目前已经有成熟的锂电储能电站应用,在特定电价条件下,储能电站的内部收益率(IRR)可以达到8%,已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。

2、 几乎不受场地条件约束

化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准,而锂电储能因为能量密度相对较低,体积也较小,对场地要求较低,适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。

3、成本下降恐怕进入瓶颈

锂矿资源有限,可以预见,按照目前的速度发展,不远的将来,锂电将会由于上游材料价格的上涨,而进入瓶颈,锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。

4、能量密度提升陷入瓶颈

虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升,但相较于人类对能源的利用量来说,依旧太小,而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长,而是缓慢得正比例提高,锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。

钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低,且钠的储量远大于锂(已探明储量约是锂的420倍),未来有大规模应用的可能,但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低,能量密度较小,还不具备经济性。

而锂电池的优势在于,随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后,可以继续用作储能电池使用。

在电化学储能领域,宁德时代是当之无愧的绝对龙头,其不但在近期发布了钠离子电池,且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年,增长超过了7倍。

从宁德时代的身上,我们足以预见,未来的电化学储能市场将极为广阔。

2.3.3 化学储能

化学储能主要以制氢储能为主,对于氢储能,比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站,利用光伏制氢,而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料,比如氢制乙烯。

在光照条件不错又富含水资源的区域,化工企业很容易降低制造成本,从而盈利。

此外,还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的,电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的,盈利能力完全取决于自然条件(风/光资源以及运输管道长度)。

关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开,感兴趣的可以看往期文章,在未来新能源+氢储能的分布式电站建设,一定是一个重要的发展方向:

未来尚远——氢能源产业链简析

2.4 用户侧储能

用户侧储能目前以电化学储能为主,随着应用端电动车的普及,用户侧储能的需求缺口会越来越大。

做个简单的计算题:现在很多人都用上了电动车,一台电动车如果使用快充,大概1小时就能达到其电量的75%,而充电桩的功率大约为100-200kw,也就是1小时100度到200度电,在电动车尚没有全面普及前,这点小功率对于电网洒洒水而已。

但要是当一个几十万(百万)人口的十八线小县城全面普及电动车后,几千(万)辆车同时充电的场面,瞬时功率会达到一个恐怖的数值,大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。

因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生,比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。

将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起,不但可以大幅度降低充电站的运营成本(不需要向电网买电),还可以缩短充电站的建设审批时间(不需要获得电网配电许可),不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。

其他用户侧的应用,比如大型设备UPS,工业园区储能电站等,还有很多,就不一一举例了。

储能形式多样,这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。

3.1 电化学储能系统原理

其中PCS:储能变流器,连接电池系统与电网,实现直流和交流电的双向转换。

BMS:电池管理系统,用于电池的充放电管理。

BS:电池组,核心部件,主要成本就在电池上。

EMS:能量管理系统。

电化学储能系统的成本如上图所示,其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重,可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上,其次是PCS储能变流器,而这两项也是储能系统中技术含量最高,壁垒最厚的版块。

3.2 各板块龙头

储能电池代表企业:宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。

宁德时代:无可争议的绝对龙头,中报显示储能业务同比增长7倍以上,在电池领域拥有绝对的话语权。

亿纬锂能:在5G和风光电站储能方面发展迅速,但依旧属于二线电池厂中的第一位。

比亚迪:全产业链覆盖,技术沉淀深厚,海外市场亮眼,但主业是整车,储能业务弹性可能一般。

派能 科技 :储能业务纯正,专注用户侧储能,目前业绩释放一般。

PCS(储能逆变器):阳光电源、固德威、锦浪 科技

阳光电源:储能逆变器和储能系统双龙头,在全球逆变器市场都处于龙头地位。

固德威:和派能 科技 类似,专注于用户侧储能逆变器市场。

锦浪 科技 :逆变器领域的新秀,发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场,后市可期。

系统集成:盛弘股份。

EPC:永福股份,垃圾,就是个破设计院,要不是宁德时代入股,就是个渣渣。

今天文章写得有点长,产业链部分简单了些,储能截止目前是在政策扶持下,刚刚能够实现国企投资需求的水平(大概就比定期强一点的收益率),离全面爆发尚远。

如果要投资储能领域,最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器,至于其他,尽量别碰。