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一文了解电解槽运行模式与经济性分析

电解槽的经济可行性与电网协同能力取决于技术配置、运行模式和政策框架的平衡。

一、连接类型与运行模式

1. 电源连接类型

可再生能源共置型:仅连接氢气网络,以“随供随用”模式运行,电价低但受限于可再生能源间歇性(图1左)。

图1:电解槽关联运行模式的连接类型(无储能)及其主要目标和收入来源

电网连接型:靠近氢气需求中心,运行与本地需求同步(图1中)。

独立双网连接型:兼具最高灵活性,可响应电力/氢气价格及电网需求(图1右)。

2. 运行模式目标

二、核心挑战:氢气生产与电网灵活性的矛盾

技术冲突:氢气需连续生产,但电网灵活性要求间歇运行(图2)。

图 2:氢能与电力行业交叉领域的电解槽

经济压力:

·绿氢需与化石燃料制氢竞争,高电价削弱竞争力。

·系统服务收入难以弥补氢气减产损失。

监管限制:欧盟RFNBO认证要求可能限制运行灵活性。

三、政策与商业化路径

1. 支持机制转型

CAPEX补贴:加速阶段关键,但需设定退出机制(如基于LCOH下降幅度)。

OPEX优化:长期依赖购电成本控制,需通过PPA锁定低价绿电。

2. 关键措施

3.分阶段路径

加速阶段(至2030年):以基荷模式为主,依赖CAPEX补贴与承购协议。

成长阶段(2030–2050年):推广“上限-下限”价格协议,探索系统服务收入。

成熟阶段(2050年后):取消直接补贴,依赖市场竞争与氢储能调峰能力(图3)。

图3:迈向无补贴灵活制氢路径的相关措施

四、经济性核心:LCOH构成与优化

电力成本占运营支出(OPEX)的70%以上(图4):

图 4:基于欧洲氢能观测站计算器 2023 年默认值的西班牙、德国⁵和荷兰案例,展示(a)并网独立电解槽(外圈)与(b)专设可再生能源共置电解槽(内圈)的氢气平准化成本(LCOH)构成

并网独立电解槽:电力成本占比超60%(外圈)。

专设可再生能源电解槽:电力成本占比约50%(内圈)。

结论:长期竞争力需通过技术降本、绿电直供及系统服务收入多元化实现。

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