編者按:
2024年政府工作報告提出加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng )新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,ACES案例是世界首個(gè)大型商業(yè)化綠氫儲用一體化項目,有很強的借鑒意義。 |
摘要
美國猶他州先進(jìn)綠氫儲能(ACES)項目是世界上最大的綠氫儲能項目,是首個(gè)獲得能源部貸款擔保的區域性綠氫樞紐示范項目,主要建設資金已落實(shí)并開(kāi)工建設,在氫能商業(yè)化不足的當下有典型性,受到全球能源界和金融界的關(guān)注。我國實(shí)現“雙碳”目標需要大規模投資,資金不足已成為最大瓶頸,該項目對氣候投融資具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞:雙碳 綠氫 儲能 氣候投融資
一、政策和技術(shù)背景
2021年11月15日,美國總統拜登簽署《基礎設施投資和就業(yè)法案》,確定2022年到2026年投資綠氫95億美元。能源部負責實(shí)施法案的氫能計劃,2022年6月6日,能源部發(fā)布為區域性綠氫樞紐提供80億美元資金的意向通知書(shū), 征求能夠開(kāi)展氫能示范項目的理想地區,在全國開(kāi)發(fā)6-10個(gè)區域性綠氫樞紐。能源部貸款辦公室是聯(lián)邦政府支持綠氫的主要工具,根據《能源政策法》第17章“創(chuàng )新清潔能源貸款擔保計劃”,貸款辦公室可向氫能項目提供30億美元貸款擔保。
氫能產(chǎn)業(yè)需要多項前沿新技術(shù)的集成,聯(lián)邦政府向“制氫—運氫—儲氫—用氫”全鏈條技術(shù)研發(fā)和規?;痉短峁┵Y助,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。2022年6月6日,拜登授權能源部利用《國防生產(chǎn)法》加速電解槽、燃料電池和鉑族金屬等關(guān)鍵能源技術(shù)設備生產(chǎn),以加快清潔能源經(jīng)濟發(fā)展。目前氫能產(chǎn)業(yè)三項關(guān)鍵技術(shù)——電解制氫、鹽穴儲氫和氫燃料發(fā)電已基本成熟,處于大規模商業(yè)化驗證和示范的關(guān)口。
二、項目概況及選址
德?tīng)査懈浇稍偕Y源豐富,有適合制氫和存儲的自然條件,是建設綠氫樞紐的理想地區。
1. 項目概況
2019年初,三菱動(dòng)力和瑪格南發(fā)展簽署開(kāi)發(fā)ACES的諒解備忘錄。ACES一期將在猶他州德?tīng)査薪ㄔO電解水制氫設施,開(kāi)發(fā)兩個(gè)儲存450萬(wàn)噸綠氫的大型鹽穴儲氫。2025年一期項目投入運營(yíng)之后,每天向鄰近的山間發(fā)電廠(chǎng)提供100噸氫氣,用于30%/70%的氫氣與天然氣混合發(fā)電,待二期項目運營(yíng)后,電廠(chǎng)在2045年之前將過(guò)渡到由100%綠氫發(fā)電。
2. 優(yōu)越的地理位置
猶他州擁有豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能、地熱能和水能,德?tīng)査懈浇延谐^(guò)400兆瓦風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng),還將陸續接入2,300兆瓦光伏發(fā)電,當地光伏發(fā)電成本可低至2美分/千瓦時(shí)。從2025年開(kāi)始,每年春季和秋季約有538兆瓦的可再生能源容量可用來(lái)發(fā)電制氫,2030年來(lái)自懷俄明州的1,000兆瓦至1,500兆瓦風(fēng)電將接入電網(wǎng)。ACES遠期還可接入加拿大曼尼托巴省水電、卑詩(shī)水電,可以滿(mǎn)足整個(gè)美國西部的用電需求。美國西部許多地區能源需求低于可再生能源季節性產(chǎn)出,迫切需要吉瓦級別的大規模儲能設施來(lái)克服季節性限制。
德?tīng)査袨l臨經(jīng)濟發(fā)達的加州,在此處建設大規模地質(zhì)儲氫設施,隨著(zhù)純氫管道的建設,可輸送給重工業(yè)和交通運輸用戶(hù),在西部脫碳中發(fā)揮重要作用。ACES處于將“南部輸電系統”中可再生能源帶到南加州洛杉磯的理想位置,通過(guò)西部電網(wǎng)可將可再生能源與西部主要的電力、運輸和工業(yè)用戶(hù)連接起來(lái)。
3. 得天獨厚的地質(zhì)條件
猶他州擁有美國西部最大的天然地質(zhì)鹽層,德?tīng)査忻桌盏驴h地下是層狀鹽礦構造發(fā)育而成的地質(zhì)構造,地震測繪已探明其厚度至少為一英里,寬約三英里,到2050年可建設70個(gè)鹽穴,支持美國西部2050年脫碳的氫需求。
開(kāi)發(fā)鹽穴采用水溶技術(shù),即用水溶解鹽來(lái)形成洞穴;電解水制氫耗水量也很大。在干旱的美國西部很難找到足夠水源,所幸附近有一條塞維爾河,目前山間發(fā)電廠(chǎng)已為其4臺燃煤機組確保了足夠水權,可以用于開(kāi)發(fā)鹽穴和電解制氫。
三、地方許可及商務(wù)合同簽署
2019年5月30日,猶他州州長(cháng)赫伯特與三菱動(dòng)力及瑪格南宣布啟動(dòng)ACES項目,項目許可申請隨即開(kāi)始。
1. 環(huán)評和立項等前期工作
ACES獲得了必要的州和地方許可,包括環(huán)境影響評估和成本估算等。這個(gè)項目的環(huán)境效益在于充分消納可再生能源,緩解棄電問(wèn)題,并有助于電網(wǎng)穩定運行。一期項目開(kāi)發(fā)和運營(yíng)將創(chuàng )造400個(gè)建筑工作崗位和25個(gè)運營(yíng)工作崗位,僅一期項目,米勒德縣未來(lái)30年可征收1.8億美元的財產(chǎn)稅收入,猶他州學(xué)校和機構信托土地管理局將獲得1億美元礦區土地使用費,因此得到猶他州大力支持。
2. ACES有關(guān)各方簽署主要商務(wù)合同
A. 施工和設備合同
ACES與工程巨頭博萊克威奇簽訂施工總承包合同,與科進(jìn)柏誠簽訂工程、采購和施工管理合同,與挪威氫普公司(HydrogenPro)簽訂電解槽供應合同,與伊藤忠商事子公司、全球最大的電站運營(yíng)維護公司NAES簽訂運營(yíng)維護合同。
B. 發(fā)電設備合同
2022年4月12日,三菱動(dòng)力與山間電力公司簽訂燃氫燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)(GTCC)發(fā)電設備合同和為期20年的服務(wù)協(xié)議。這是三菱動(dòng)力獲得的首筆訂單,將提供兩臺以最新的“M501JAC型”燃氣輪機為核心的84萬(wàn)千瓦級設備,三菱動(dòng)力將提供所有氫氣設備集成。
C. 長(cháng)期儲能合同
2019年三菱動(dòng)力與山間電力公司簽訂長(cháng)期儲能合同。山間電力公司與ACES簽訂長(cháng)期購氫協(xié)議,支持其旗下山間發(fā)電廠(chǎng)更新項目,2025年升級為摻氫30%的840兆瓦天然氣電廠(chǎng)。山間發(fā)電廠(chǎng)目前總裝機180萬(wàn)千瓦,為猶他州和南加州35家市政公用事業(yè)和農村電力合作社供電,是很穩定的大客戶(hù)。這份長(cháng)期購氫協(xié)議是項目信用保證結構重要一環(huán)。
D. 購電合同
北美最大的市政公用事業(yè)公司洛杉磯水電局擁有山間電力公司,是山間發(fā)電廠(chǎng)最大購電人、運營(yíng)代理和項目經(jīng)理。為了滿(mǎn)足2035年美國電網(wǎng)脫碳和加州2045年實(shí)現100%清潔能源的目標,2020年1月,洛杉磯水電局宣布旗下最后一個(gè)燃煤電廠(chǎng)—山間發(fā)電廠(chǎng)2025年將采用氫燃料發(fā)電。實(shí)力雄厚的洛杉磯水電局在項目結構中是下游購電人,對整個(gè)項目信用保證結構起到支撐作用。至此,主要商務(wù)合同簽署,實(shí)現商務(wù)關(guān)閉(Commercial Close)。
四、項目投融資結構
盡管聯(lián)邦政府有較系統的法案和政策支持,社會(huì )各界在脫碳目標下都看到氫能是必然前景,但規?;娊鈿浜腿細潆姀S(chǎng)等關(guān)鍵技術(shù)尚處于商業(yè)化應用的最初階段,技術(shù)不確定性使得敢于嘗試的投資者稀少,籌集債務(wù)資金更為困難。
1. 項目總投資及投資結構
ACES一期項目總投資預計10億美元,鑒于這是全球首個(gè)綠氫樞紐商業(yè)項目,項目未來(lái)競爭力取決于電解槽成本、可再生電力成本以及儲能成本等多種因素,投資風(fēng)險較大,投資者出資比例較高,ACES公司股債比達到了65%。ACES由三菱動(dòng)力美洲公司、瑪格南發(fā)展和哈丁頓投資公司組成,三方投資者除初始6.5億美元出資,還擁有可集體增資到15億美元的權利。三菱動(dòng)力和瑪格南發(fā)展有很強的產(chǎn)業(yè)投資者背景,前者帶來(lái)燃氫燃氣聯(lián)合汽輪機和電力相關(guān)技術(shù)支持,后者帶來(lái)地下鹽穴開(kāi)發(fā)、建設和運營(yíng)經(jīng)驗;項目主要設備制造商和施工方發(fā)起項目并做投資者,帶動(dòng)了財務(wù)投資者哈丁頓投資公司加入。哈丁頓投資公司由哈丁頓公司聯(lián)合阿艾伯塔省投資管理公司(AIMCo)、新加坡政府投資公司(GIC)、加拿大宏利金融公司(Manulife)和安大略省教師養老金計劃(OTPP)組成,為項目提供長(cháng)期穩定的股本資金。
2. 債務(wù)融資的獲得
目前氫能產(chǎn)業(yè)雖然已有一些產(chǎn)業(yè)投資者和財務(wù)投資者的股本資金參與,但在新能源技術(shù)尚未證明能成功運營(yíng)時(shí),主要困難在于缺少低成本的長(cháng)期建設資金,在商業(yè)化早期階段,需要政府幫助克服從示范走向商業(yè)化的融資障礙。
2022年4月26日,貸款辦公室宣布為ACES提供5.044億美元有條件擔保,因為ACES儲能項目滿(mǎn)足《能源政策法》第17章要求的一般條件:利用新的或顯著(zhù)改進(jìn)的技術(shù),避免、減少或隔離溫室氣體,位于美國,有合理還款前景,也符合能源部關(guān)于區域性氫樞紐的目標條件。2022年6月8日,美國能源部完成貸款擔保,這是貸款計劃辦公室2014年以來(lái)首次為新清潔能源技術(shù)項目提供貸款擔保。(見(jiàn)圖1)
ACES一期項目的貸款來(lái)自隸屬于美國財政部的聯(lián)邦融資銀行(FFB),期限長(cháng)達30年。聯(lián)邦融資銀行是美國統一管理聯(lián)邦政府債務(wù)的重要機構,它只為聯(lián)邦政府機構和聯(lián)邦擔保的項目發(fā)放貸款,貸款利率是在貸款發(fā)放時(shí)決定的,在向財政部借款利率的基礎上加上流動(dòng)性利差和基于風(fēng)險的費用,一般加12.5個(gè)基點(diǎn)(0.125%),利率明顯低于商業(yè)銀行,是長(cháng)期限、低成本的債務(wù)資金。ACES從2022年10月開(kāi)始隨著(zhù)項目建設進(jìn)度提款,截至2023年9月末提款十次,共提款17,284.8萬(wàn)美元。(見(jiàn)表1)
獲得能源部貸款擔保并開(kāi)始從貸款銀行提款,標志著(zhù)ACES達到國際通行的投融資里程碑—融資關(guān)閉。至此,ACES一期項目主要資金已基本落實(shí),進(jìn)入全面開(kāi)工建設階段。
五、項目建設進(jìn)展
2022年初,ACES一期項目開(kāi)始場(chǎng)地準備,2022年6月開(kāi)始關(guān)鍵控制性工程建設,以滿(mǎn)足氫氣樞紐2025年開(kāi)始運營(yíng)和新發(fā)電機組2025年7月發(fā)電的需要。一期項目建設期三年,整個(gè)項目建設最耗時(shí)任務(wù)是耗時(shí)兩年建造兩個(gè)大型鹽穴。鹽穴將建在距離電解槽約一英里的地方,毗鄰山間發(fā)電廠(chǎng)。鹽穹頂占地超過(guò)4800英畝,每個(gè)鹽穴直徑約220英尺,高度約1200英尺。鹽穴頂部深度將在地表下3500至4100英尺之間,底部深度將從4700至5300英尺。
瑪格南發(fā)展已在此地開(kāi)發(fā)5個(gè)鹽穴用于儲存液體燃料,正在為ACES開(kāi)發(fā)可再生氫儲能和壓縮空氣儲能方案。2022年初山間電力公司開(kāi)始山間發(fā)電廠(chǎng)更新項目,包括現有燃煤機組退役、安裝新的天然氣氫氣聯(lián)合發(fā)電機組,三菱動(dòng)力的第二代燃氣系統開(kāi)發(fā)也取得進(jìn)展。2022年9月挪威氫普公司宣布,世界上最大的電解槽已運抵挪威赫羅亞進(jìn)行測試,以確保按時(shí)向ACES交付。
南方輸電系統現代化改造也在進(jìn)行,該高壓輸電系統提供了從山間發(fā)電廠(chǎng)到南加州的直流線(xiàn)路,是向美國西部電網(wǎng)輸送可再生電力的關(guān)鍵。2022年12月11日, ACES公開(kāi)招聘運營(yíng)總監,開(kāi)始為項目投入商業(yè)運營(yíng)做準備。
目前項目建設順利進(jìn)行,項目涉及的十幾家公司都在向著(zhù)既定目標趕工期,各種商業(yè)合同環(huán)環(huán)相扣,保證了各方按時(shí)履約。但未來(lái)仍有許多不確定性,綠氫成本降低和氫技術(shù)市場(chǎng)滲透是重要影響因素,ACES這種設備供應商和建設方推動(dòng)的投資項目?jì)?yōu)劣勢并存,歷史經(jīng)驗證明一身兼兩任在項目前期可提高效率,但由此造成的利益沖突在項目運營(yíng)期可能造成投資者結構不穩定。
六、項目啟示
我國西部擁有豐富的風(fēng)光水資源,但西部用電量少,為緩解西部棄風(fēng)棄光棄水問(wèn)題并助力電網(wǎng)穩定運行,建設大規模的氫能儲存樞紐勢在必行。先進(jìn)綠氫儲能項目是世界上首個(gè)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的綠氫制儲用大型一體化項目,它的成功建立在完備的政策體系和政府直接支持基礎之上。我國為實(shí)現“雙碳”目標,需要對氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行大規模投資,該項目經(jīng)驗值得國內借鑒。
1. 健全法規支持體系
先進(jìn)綠氫儲能項目背后有一整套法規支持,從1990年《氫能研究、發(fā)展及示范法案》到2005年《能源政策法》,再到2021年的《基礎設施投資和就業(yè)法案》和2022年的《芯片和技術(shù)法案》等,都將氫能研究、技術(shù)裝備生產(chǎn)、財政金融支持寫(xiě)入法律,政策法規配套成體系、法律層級效力高,為氫能產(chǎn)業(yè)前沿新技術(shù)開(kāi)發(fā)和示范應用提供戰略支撐,加快了清潔能源經(jīng)濟發(fā)展。國內相關(guān)法規政策尚不完善,2019年3月,氫能首次寫(xiě)入政府工作報告,提出要推進(jìn)充電、加氫等設施的建設。2022年3月,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》,將氫能確定為未來(lái)國家能源體系重要組成部分,明確了交通、儲能、分布式能源及工業(yè)領(lǐng)域四大減碳應用場(chǎng)景。氫能產(chǎn)業(yè)規?;?、產(chǎn)業(yè)化需要有一系列政策支持,現有法規多為部門(mén)規章和規范性文件,法律效力層次低。目前國內氫能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新處于關(guān)鍵階段,應針對我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節出臺配套法規,盡快規劃大型區域性綠氫樞紐,推動(dòng)國內氫能產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。
2. 加大財政金融支持
先進(jìn)綠氫儲能項目的成功經(jīng)驗是政府對氫能新技術(shù)示范提供全過(guò)程支持,在首次商用—應用規模擴大—商業(yè)性融資市場(chǎng)培育—完全市場(chǎng)接受的全過(guò)程,給與貸款擔保和資金等具體保障。我國氫能產(chǎn)業(yè)起步較晚,但發(fā)展迅猛,目前30多家央企已啟動(dòng)涵蓋制儲加用全產(chǎn)業(yè)鏈的氫能項目,20多個(gè)省市在“十四五”規劃中明確氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃。國內已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝,但與國際先進(jìn)水平相比,我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節技術(shù)均有待突破,當前是產(chǎn)業(yè)升級、規?;彤a(chǎn)業(yè)化的爬坡階段,呈現自下而上的分散發(fā)展模式,亟待政府出手給與財政和金融支持。
大規模儲氫技術(shù)是推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,地區性氫能儲能樞紐是關(guān)系到實(shí)現“雙碳”目標的基礎設施,應針對產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節出臺實(shí)質(zhì)性扶持政策;氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化的資金支持模式遠未形成,存在投資難特別是融資難的問(wèn)題。各級政府有必要階段性地承擔商業(yè)化初期的市場(chǎng)風(fēng)險和技術(shù)風(fēng)險,適時(shí)設立氫能專(zhuān)項資金,對氫能儲運基礎設施、重大氫能項目投資入股,綜合運用中央或省級預算內投資補助、貸款貼息、稅收減免等扶持手段,并納入政策性銀行、國家綠色發(fā)展基金支持范圍,引導更多市場(chǎng)資金投向氫能領(lǐng)域。
3. 金融機構應提早布局氫能產(chǎn)業(yè)
氫能是我國未來(lái)實(shí)現碳達峰、碳中和的重要手段,氫能制儲輸用全產(chǎn)業(yè)鏈蘊藏著(zhù)巨大的投融資需求,據預測僅氫能儲運設備市場(chǎng)規模超過(guò)千億元,給金融機構帶來(lái)了機遇。服務(wù)雙碳目標、支持戰略新興產(chǎn)業(yè)和高端制造業(yè),能支持實(shí)體經(jīng)濟,商業(yè)銀行應積極支持氫能等具有顯著(zhù)碳減排效應的項目。目前氫能產(chǎn)業(yè)融資的主要困難在于缺少低成本的長(cháng)期建設資金,融資渠道主要以銀行貸款為主。銀行應積極研究碳排放權價(jià)值評估,逐步試點(diǎn)碳排放權質(zhì)押貸款;對于綠氫制儲與下游應用場(chǎng)景結合較好的項目,選擇其中信用保證結構好的大型氫能一體化項目,可探索有限追索項目融資;圍繞電解設備制造商開(kāi)展供應鏈融資、跨境貿易融資業(yè)務(wù),結合電解槽產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需求提供流動(dòng)資金貸款。投資機會(huì )方面,氫能領(lǐng)域設備租賃、設立產(chǎn)業(yè)基金和債轉股也有巨大需求,投資機構應看準方向,提前布局。
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