能隨著風電、光伏發(fā)電等可再生能源及儲能使用成本降低，可再生能源在一次能源供應中的競爭力不斷增強，為甘肅省利用資源稟賦加快發(fā)展新能源帶來新的機遇。

圖2 甘肅風能技術開發(fā)量在全國地位

圖3 甘肅光伏技術開發(fā)量在全國地位

就資源儲量來看，甘肅省新能源可開發(fā)量整體位居全國前列，主要集中在河西地區(qū)，開發(fā)條件較好。根據(jù)中國氣象局2020年資源評估成果，全國風能技術開發(fā)量99億kW，其中甘肅省5.6億kW，占比5.66%，全國排名第4，隨著低風速風機普及利用，風資源開發(fā)量還將進一步提升；全國光伏發(fā)電技術開發(fā)量1287億kW，其中甘肅省95億kW，占比7.38%，全國排名第5，開發(fā)利用空間巨大。詳見圖2和圖3。

3 甘肅新能源發(fā)展目標及痛點

3.1 甘肅制定了宏偉的新能源發(fā)展目標

根據(jù)甘肅省人民政府辦公廳2021年12月31日印發(fā)的《甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，以新能源為代表的河西走廊清潔能源基地可持續(xù)發(fā)展能力全面提升，隴東綜合能源基地建設取得重要進展，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)基本建立，全省能源生產(chǎn)和供應能力建設、煤電一體化發(fā)展和資源綜合利用取得重大突破。全省能源自給有余，形成規(guī)?；娏统善酚屯馑桶l(fā)展格局。

——能源供給能力持續(xù)增強。到2025年，全省能源生產(chǎn)總量達到12447萬噸標準煤，其中煤炭產(chǎn)量7000萬噸、原油產(chǎn)量1140萬噸、天然氣產(chǎn)量20億立方米；電力裝機規(guī)模達到12680萬kW。

——能源清潔化水平明顯提高?？稍偕茉窗l(fā)電裝機占電力總裝機超過65%，非化石能源占能源消費總量比重達到30%，可再生能源發(fā)電量達到全社會用電量的60%左右。完成可再生能源電力消納責任權重50%以上和非水電可再生能源電力消納責任權重23%目標任務。

——能源能效水平穩(wěn)步提升。單位GDP二氧化碳排放強度和能耗強度持續(xù)下降，完成國家下達目標任務。能源行業(yè)綠色發(fā)展水平顯著提升，工業(yè)用能效率不斷提高，建筑交通節(jié)能全面推進，城鄉(xiāng)居民用能水平明顯改善。

針對新能源發(fā)展目標等，《甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》中也進行了明確。詳見表1和圖4。

表1 甘肅省“十四五”電力發(fā)展目標

圖4 甘肅省“十四五”電力發(fā)展目標

3.2未來甘肅新能源消納壓力巨大

風光消納將是我國未來的一個普遍問題，尤其甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等西部地區(qū)。甘肅作為新能源資源、已開發(fā)新能源占比以及發(fā)展目標在全國處于前列的地區(qū)，新能源電力消納問題將更為嚴重。

根據(jù)全國新能源消納監(jiān)測預警中心發(fā)布《2022年12月全國新能源并網(wǎng)消納情況》。2022年12月，全國風電、光伏的利用率分別為97.6%、98.8%；2022年1~12月，全國風電、光伏的利用率分別為96.8%、98.3%。甘肅1-12月份風電利用率低于95%，為93.8%，光伏利用率為98.2%，均低于全國平均水平。

另外，截至2020年底，我國風電、光伏發(fā)電裝機分別達到 2.8、2.5億kW，合計5.3億kW。根據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，我國2030年風電、光伏發(fā)電的遠期目標是12億kW，10年增長約126%。而截至2020年底，甘肅省風電、光伏發(fā)電的總裝機容量為2339萬kW，2025年的發(fā)展目標是5683萬kW，5年增長約143%。因此，未來甘肅省新能源消納的壓力遠超過國家平均水平，按照當前的發(fā)展模式，未來棄風棄光問題將非常突出，消納壓力巨大。利用風電、光伏等可再生能源電解水制氫將是解決此突出問題的主要路徑。

4 甘肅綠氫產(chǎn)業(yè)的機遇

4.1 第一支柱產(chǎn)業(yè)——化工為氫能應用打下了較好基礎

甘肅是我國石化工業(yè)的搖籃，是新中國第一個工業(yè)油田、第一座大型現(xiàn)代化煉油廠、第一套乙烯裂解裝置的誕生地，它為發(fā)展我國的石化工業(yè)做出過重大貢獻，在我國石化工業(yè)發(fā)展史上寫下了光輝的篇章。

在龍頭產(chǎn)業(yè)的帶動下，甘肅已成為國內(nèi)重要的石化和能源基地。目前已基本形成石油勘探與開發(fā)、化學礦山、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、有機和無機化工基本原料、三大有機合成材料、精細化工、塑料加工、化工機械和化學清洗等25個行業(yè)，能生產(chǎn)800多種石化產(chǎn)品，形成了行業(yè)門類比較齊全的石化工業(yè)體系。

蘭州煉油廠是新中國第一座大型現(xiàn)代化的石油煉制企業(yè)，生產(chǎn)出了國家急需的成品油。蘭州化學工業(yè)公司建成投產(chǎn)后，結束了中國不能生產(chǎn)合成橡膠、西北不能生產(chǎn)化肥的歷史，也讓中國第一次以石油烴為原料生產(chǎn)出合格的乙烯。無論是化肥、還是乙烯，都需要用氫作為原料。當然，以前以及目前，用的都是煤制氫或石油產(chǎn)品制氫，即都是灰氫，但為氫能應用及綠氫替代打下了較好的基礎。

2021年，甘肅省乙烯產(chǎn)能達80萬噸；現(xiàn)代煤基化工產(chǎn)品產(chǎn)能達910萬噸，其中甲醇310萬噸、烯烴100萬噸、芳烴100萬噸；甲苯二異氰酸酯（TDI）產(chǎn)能達18萬噸。以上兩大類產(chǎn)品，氫含量按15%估算，如果產(chǎn)量按50%產(chǎn)能計算，則需要用氫：

（80+910）*0.5*0.15=74.25萬噸；

如果產(chǎn)量按80%產(chǎn)能計算，則需要用氫：

（80+910）*0.8*0.15=118.8萬噸；

如果能100%滿產(chǎn)，則需要用氫：

（80+910）*0.15=148.5萬噸。

另外，甘肅有大約37萬噸/年合成氨（無水）的產(chǎn)量，需要的氫氣量為6.53噸。

因此，按當前情況，甘肅省潛在的綠氫替代灰氫總量有81萬～155萬噸。

4.2 化工產(chǎn)業(yè)由“重”轉“輕”為綠氫應用創(chuàng)造了可能

黨的十八大以來，甘肅省按照“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局，牢固樹立“五大”發(fā)展理念，堅持以深化供給側結構性改革為重點，以擴規(guī)模、提等級、延鏈條、增效益為突破口，在調(diào)結構補短板、優(yōu)布局轉方式、強龍頭帶產(chǎn)業(yè)、重環(huán)保促安全上下功夫，通過大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結構，實現(xiàn)了化工產(chǎn)業(yè)結構由“重”轉“輕”，精細化工、化工新材料、新型煤化工等高端產(chǎn)業(yè)迅速崛起。

經(jīng)過多年發(fā)展，目前甘肅石化行業(yè)高端產(chǎn)品比重已由25%提高到35%以上，精細化工產(chǎn)品比重由30%提高到45%以上。缺乏市場競爭力、產(chǎn)能過剩的初級化工產(chǎn)品產(chǎn)量大幅減少，附加值較高的化學農(nóng)藥等高端化學品和化工新材料產(chǎn)量、品種增加明顯，產(chǎn)業(yè)結構逐漸由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向新興產(chǎn)業(yè)轉變，氟化鋰、碳纖維、風電涂料、水性涂料、聚苯硫醚等一批高技術含量產(chǎn)品迅速涌現(xiàn)，而且大多需要氫作為原料。

截至2021年底，甘肅省已形成較完整的石油化工產(chǎn)業(yè)體系，規(guī)模以上石化企業(yè)234家，較上年同期增加26家。石化行業(yè)總資產(chǎn)1789.4億元，創(chuàng)歷史新高，同比增長12%；完成工業(yè)總產(chǎn)值1713.3億元，同比增長36.7%；營業(yè)總收入1697.6億元，同比增長33.5%；實現(xiàn)利潤總額102億元，同比增長187.3%。在雙碳背景下，相關化工企業(yè)良好的經(jīng)營狀況和盈利能力為利用高成本綠氫替代部分灰氫創(chuàng)造了可行條件。

4.3甘肅省、各地政府越來越重視綠氫及產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2022年初，甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布了關于印發(fā)《甘肅省“十四五”制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《甘肅省“十四五”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》的通知。要求積極培育壯大新興和高技術產(chǎn)業(yè)，加大投入力度，在電池、儲能和分布式能源、氫能、集成電路等新興和高技術產(chǎn)業(yè)領域積極布局，加快突破關鍵核心技術與產(chǎn)品，加快培育“硬科技”企業(yè)，到“十四五”末，初步形成產(chǎn)業(yè)體系新支柱。在氫能產(chǎn)業(yè)領域，通知明確提出：有序推動制氫產(chǎn)業(yè)基礎設施建設，謀劃制氫、氫存儲、氫運輸、加氫站、氫燃料電池“五位一體”的氫能產(chǎn)業(yè)園。

2022年1月5日，甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布關于印發(fā)《甘肅省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃的通知》，其中氫能方面指出：推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。培育氫能產(chǎn)業(yè)，加快推進電解水制氫試點，打造規(guī)?；G氫生產(chǎn)基地.有序推動制氫產(chǎn)業(yè)基礎設施建設，謀劃制氫、氫存儲、氫運輸、加氫站、氫燃料電池 “五位一體”的氫能產(chǎn)業(yè)園。加大釷基熔鹽堆核能后續(xù)產(chǎn)業(yè)扶持力度，推動高溫制氫裝備、加氫催化制精細化學品相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。示范推廣綠氫冶金、綠氫化工項目，開展能源化工基地綠氫替代，促進減少工業(yè)碳排放，有效降低冶金化工領域化石能源消耗。探索碳捕集和封存技術的商業(yè)化應用場景。“十四五”全省可再生能源制氫能力達到20萬噸/年左右，按照這個目標，則“十四五”需要電解水制氫裝機容量至少4450MW（電解槽年利用小時按2500h估算）。

2022年6月14日，為實施強工業(yè)行動，構建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系和聚焦振興實體經(jīng)濟，加快重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢，甘肅省工信廳牽頭制定的《甘肅省強工業(yè)行動實施方案（2022－2025）》?！秾嵤┓桨浮诽岢?，到2025年，石油化工和煤化工產(chǎn)業(yè)鏈：推動石油化工產(chǎn)業(yè)延煉補鏈，在慶陽建成千萬噸級油氣產(chǎn)能基礎上加快石油和天然氣大開發(fā)，三大煉廠、三大煤礦謀劃一批減油增化、氫能和煤轉化工產(chǎn)品項目，既提供汽柴油、特種油品、氫氣等能源產(chǎn)品，又生產(chǎn)乙烯、丙烯等化工原料，在蘭州新區(qū)、玉門、白銀銀東加快布局精細化工，全省化工產(chǎn)品增加到3000種以上，石化和煤化工總產(chǎn)值2025年達到3000億元。新能源及裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈：加快推進行業(yè)龍頭企業(yè)從傳統(tǒng)裝備制造向風光電、氫能、核能等新能源裝備制造領域轉型。依托酒泉千萬kW級風電基地和百萬kW級光電基地優(yōu)勢，引進建設一批風光電裝備制造領軍企業(yè)和配套企業(yè)。全省新能源及裝備制造業(yè)總產(chǎn)值到2025年達到1000億元。

2022年7月，甘肅省酒泉市人民政府辦公室印發(fā)了《酒泉市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案（2022-2025）》，方案強調(diào)，為了實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，要把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，建設氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行示范區(qū)，并從以下幾方面目標著手推進：一是建立健全氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制度體系；二是實現(xiàn)可再生能源制氫與氫能裝備制造業(yè)規(guī)模化發(fā)展。爭取建成10萬噸/年以上的綠氫生產(chǎn)基地，工業(yè)副產(chǎn)氫達到3萬噸/年；三是建成各類示范應用項目，全面發(fā)展多元化應用場景。引進培育10家以上氫能企業(yè)，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值達到100億元左右。建設加氫站8座以上（含改擴建站），推廣各類氫燃料電池汽車200輛左右。

5甘肅綠氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

5.1 儲運是發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè)的關鍵

和我國氫能資源呈逆向分布，資源西富東貧，北多南少，需求則相反的特點類似，甘肅同樣存在這個問題，而且相對于其他省市，甘肅這個問題更為突出。

甘肅省地形狹長，中間狹窄處寬僅76公里左右，而東西長1655公里左右（詳見圖5）。綠氫資源，如資源豐富的風能，主要集中在河西走廊和省內(nèi)部分山口地區(qū)，在河西西部、甘南西南部是中國太陽能資源最豐富的地區(qū)，而氫能需求則在河東，即沿黃河流域生態(tài)產(chǎn)業(yè)、隴東南先進制造產(chǎn)業(yè)2個產(chǎn)業(yè)集聚帶中的石油化工企業(yè)。因此，儲運環(huán)節(jié)在甘肅整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要，是甘肅發(fā)展綠氫的重中之重。

圖5 甘肅省南北幾個主要點距離示意

無論是采用高壓、液化或管道直接儲運氫，還是采用甲烷、液氨、甲醇或其他電力燃料的方式進行儲運或消納，需要結合甘肅實際、項目場景、目標市場、潛在消納情況等認真思索和討論問題。

5.2 氫能人才短缺是掣肘

當前，發(fā)展綠氫的大多是電力投資企業(yè)。而綠氫產(chǎn)業(yè)是一個從0到1的新興產(chǎn)業(yè)，同時也是跨行業(yè)、跨專業(yè)的產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)、營銷模式，產(chǎn)業(yè)鏈等“傳統(tǒng)”電力企業(yè)很大差別太大，和整個產(chǎn)業(yè)一樣，缺乏氫能相關人才是目前甘肅發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的一個掣肘。而氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，氫能行業(yè)就存在相關人才缺口的不斷擴大的問題，因此，在氫能人才方面，甘肅要結合示范項目，通過市場招聘結合內(nèi)部人才培訓等方式來克服，同時也可盡快在相關高校、職業(yè)技術學校開設氫能相關專業(yè)，培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)的相關專業(yè)、技術人才。

5.3 氫能增量市場不明晰也是風險點

盡管目前甘肅有100萬噸/年的存量灰氫市場，在雙碳背景下，也意味著未來會有100萬噸/年的綠氫需求，但受制于綠氫的高成本、氫能供應鏈的不完善等現(xiàn)實問題，短期很難實現(xiàn)綠氫對灰氫的大規(guī)模替代。而從國內(nèi)綠氫發(fā)展情況來看，增量市場更多在以氫能汽車為代表的交通等新興領域。而在甘肅，除了酒泉對十四五期間加氫站、類氫燃料電池汽車提出了明確的目標外，其他地區(qū)，以及甘肅省一級政府都未提出明確目標，目前成熟度偏低、規(guī)模不大，需求尚未得到全面開發(fā)。因此，當前綠氫增量市場不明晰，綠氫的市場和銷售問題是發(fā)展可再生能源制綠氫項目需要考慮和解決的風險點，以降低投資風險。

6 甘肅綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

6.1 以示范項目帶動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

目前，在西部幾個新能源大省當中，甘肅氫能發(fā)展相對滯后。需要省政府、各地市政府，聯(lián)合新能源投資企業(yè)，加快綠氫示范項目的推進，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展積累經(jīng)驗和培養(yǎng)人才，進而促進產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

6.2 短期以高壓儲運技術為主

鑒于短期綠氫項目以示范為主，規(guī)模較小，且項目點將以臨近氫氣應用場景為原則，因此短期還是采用當前技術最成熟、成本最低的儲運方式——高壓儲運技術?？紤]到運輸距離問題，項目還存在向鄰近省市山西、內(nèi)蒙古、寧夏售氫的可能。

今后，隨著綠氫項目的爆發(fā)，氫能的需求地、應用形態(tài)等也必將多樣化，長期來看將是多種儲運技術并存，包括Power-to-X和液氫。

6.3 綠氨是值得探索的路線

甘肅有較多的綠氨產(chǎn)量和綠氨需求，白銀銀東化工集中區(qū)、金昌等都有較大的合成氨產(chǎn)能和產(chǎn)量，有潛在的綠氨需求。如在這兩個的地方建設綠氫示范項目，可以直接增加1套小規(guī)模合成氨裝置，投資增加不多。以10MW綠氫示范項目（10MW AEC +500kW PEMEC + 25kW SOEC）為例，總投資約11000萬元，加裝1套年產(chǎn)2000噸的合成氨生產(chǎn)線，投資增加約3000萬，增加投資約27.2%。

6.4 擇機開展其他E-feuls

長期來看，E-feuls將是世界氫能發(fā)展的一個重要方向，尤其是在航空航海領域。雖然甘肅是內(nèi)陸省份，不存在海運減排問題，但是甘肅狹長的地形特點，決定甘肅省內(nèi)航空需求較大，同樣，甘肅地理位置決定其出省對航空依賴也很高，航空企業(yè)減排壓力和需求較大?？梢蕴剿髋c西方先進技術接軌，加強在此領域的實踐，示范有利于推動規(guī)模化生產(chǎn)的可再生電力燃油，為航空提供綠色低碳燃油。

7 初步結論

甘肅作為新能源資源大省，風電、光伏發(fā)展目標和速度要遠遠高于全國平均水平，同時甘肅本身電力消納能力有限，未來甘肅省新能源消納的壓力很高，棄風棄光問題將非常突出。電解水制氫將是解決風能和太陽能消納的重要途徑，通過加快綠氫示范項目的推進，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展積累經(jīng)驗和培養(yǎng)人才，進而促進產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

雖然氫能儲運、氫能人才短缺以及增量市場不明顯等，是目前甘肅省綠氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，但甘肅現(xiàn)有資源、產(chǎn)業(yè)等為甘肅綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下了較好的基礎，綠氫技術的成熟和產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展為甘肅新能源繼續(xù)高速、高質(zhì)量發(fā)展提供了技術保障和新爆發(fā)點，甘肅也將迎來實現(xiàn)新能源跨越式發(fā)展的歷史機遇。在氫能儲運路線方面，建議短期以高壓儲運技術為主，指出綠氨是值得探索的路線，同時可以考慮擇機開展其他E-feuls（電力燃料）。