11月下旬，北京初冬的寒意難掩氫能源市場(chǎng)的火爆。在延慶區(qū)延慶鎮(zhèn)慶園街919路公交總站，加氫站員工正在將氫氣注入新能源大巴車。這是中國(guó)石化最新建成的一座加氫站。
在政策推動(dòng)下，氫產(chǎn)業(yè)站上風(fēng)口。業(yè)內(nèi)人士透露，氫能頂層設(shè)計(jì)文件有望在近期出臺(tái)。中國(guó)證券報(bào)記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，化石能源制氫是我國(guó)主要制氫來(lái)源，占比六成以上，但其存在高碳排放量的“灰氫難題”。伴隨清潔能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，電解水制“綠氫”迎來(lái)曙光。
政策鼎力支持
“延慶區(qū)還有兩座加氫站正在抓緊建設(shè)，加上此前建成投產(chǎn)的中國(guó)電力中關(guān)村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營(yíng)加氫站，5座加氫站將共同承擔(dān)冬奧會(huì)的氫能保障工作，屆時(shí)可實(shí)現(xiàn)日加注氫氣6.2噸。”上述加氫站負(fù)責(zé)人介紹，慶園街加氫站每天可為80輛12米公交巴士提供加氫服務(wù)，日供氫能力可達(dá)1500公斤。
中國(guó)石化董事長(zhǎng)馬永生告訴中國(guó)證券報(bào)記者，公司將氫能作為新能源核心業(yè)務(wù)加速發(fā)展，未來(lái)五年初步計(jì)劃總投資超過(guò)300億元。“十四五”期間，中國(guó)石化規(guī)劃建設(shè)加氫站1000座，加氫服務(wù)能力達(dá)到20萬(wàn)噸/年。中國(guó)石化擁有3萬(wàn)座加油站，擁有發(fā)展氫能業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。
政策推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)鼓勵(lì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時(shí)，為深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，將實(shí)施清潔柴油車(機(jī))行動(dòng)，推動(dòng)氫燃料電池汽車示范應(yīng)用，有序推廣清潔能源汽車。
11月18日，交通運(yùn)輸部印發(fā)《綜合運(yùn)輸服務(wù)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出加快充換電、加氫等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃布局和建設(shè)。北京、山東等地紛紛出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及實(shí)施方案，并制定了具體建設(shè)目標(biāo)。根據(jù)《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案(2021-2025年)》，2025年前培育10家至15家具有國(guó)際影響力的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)，京津冀區(qū)域累計(jì)實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上。
中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，到2025年我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)1萬(wàn)億元，氫氣需求量將接近6000萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排約7億噸。
氫能被認(rèn)為是極具發(fā)展前景的二次能源，具有清潔低碳、高熱值、高轉(zhuǎn)化率等優(yōu)勢(shì)。發(fā)展氫能對(duì)于能源領(lǐng)域節(jié)能減排、深度脫碳、提高利用效率意義重大。氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及廣泛，包含上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)及下游應(yīng)用等環(huán)節(jié)。
發(fā)展“綠氫”成共識(shí)
在寶豐能源光伏制氫工廠，標(biāo)有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲(chǔ)氣罐在陽(yáng)光下矗立，車間里多個(gè)氫分離器、氫氣純化裝置有序排列，而距離工廠1公里的地方一片片光伏發(fā)電板鑲嵌在曠野里。
寶豐能源氫能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王箕榮告訴中國(guó)證券報(bào)記者，成片的光伏發(fā)電板組成20萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電裝置，加上產(chǎn)能為每小時(shí)2萬(wàn)標(biāo)方氫氣的電解水制氫裝置，共同組成寶豐能源氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。
“以光伏產(chǎn)生的電能作為動(dòng)力，使用電解槽制取‘綠氫’和‘綠氧’，進(jìn)入寶豐能源的烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，替代過(guò)去的煤。‘綠氫’綜合制造成本僅為0.7元/標(biāo)方。”王箕榮預(yù)計(jì)，該項(xiàng)目年底前將有30臺(tái)電解槽投產(chǎn)，全部投產(chǎn)后可年產(chǎn)2.4億標(biāo)方“綠氫”和1.2億標(biāo)方“綠氧”，每年減少煤炭資源消耗約38萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約66萬(wàn)噸。未來(lái)，公司將向制氫儲(chǔ)能、氫氣儲(chǔ)運(yùn)、加氫站建設(shè)方向綜合發(fā)展，并通過(guò)與城市氫能源示范公交線路協(xié)作等方式拓展應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈一體聯(lián)動(dòng)。
“綠氫”是指通過(guò)可再生能源轉(zhuǎn)化的電力電解水所制備的氫氣。電解水技術(shù)主要包括堿性水電解技術(shù)、質(zhì)子交換膜(PEM)電解水技術(shù)以及固體氧化物電解槽技術(shù)。
今年3月，隆基股份與朱雀投資合資成立氫能公司。隆基股份總裁李振國(guó)對(duì)中國(guó)證券報(bào)記者表示，發(fā)展“綠氫”需從降低電解水制取設(shè)備以及光伏發(fā)電成本方面著手。同時(shí)，提高電解槽效率，降低電耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇堿性水電解作為發(fā)展方向。
“從設(shè)備制造成本看，質(zhì)子交換膜電解水的電極材料選用鉑、銥等貴金屬，設(shè)備制造成本居高不下。而堿性水電解選用鎳作為電極材料，成本大幅降低，可以滿足將來(lái)電解水制氫市場(chǎng)的規(guī)模化需求。”李振國(guó)表示，近10年來(lái)，堿性水電解設(shè)備的制造成本已降低60%，未來(lái)通過(guò)技術(shù)和生產(chǎn)裝配工藝升級(jí)，可進(jìn)一步降低設(shè)備制造成本。
在降低光伏發(fā)電成本方面，李振國(guó)認(rèn)為主要包括兩部分：降低系統(tǒng)成本和提升生命周期發(fā)電量。“在全年光照1500小時(shí)以上地區(qū)，隆基的光伏發(fā)電成本技術(shù)上可以達(dá)到0.1元/度電。”
聯(lián)美控股計(jì)劃布局氫氣存儲(chǔ)及加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)。聯(lián)美控股總工程師武海濱表示，氫能機(jī)會(huì)蘊(yùn)藏在交通運(yùn)輸、燃料電池以及儲(chǔ)能領(lǐng)域，氫能市場(chǎng)將是萬(wàn)億元甚至十幾萬(wàn)億元規(guī)模的大市場(chǎng)。
加氫站設(shè)備供應(yīng)商厚普股份董秘胡莞苓告訴中國(guó)證券報(bào)記者，厚普股份加大氫能源領(lǐng)域投資，已在加氫站設(shè)備領(lǐng)域成功研發(fā)出多項(xiàng)核心零部件，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)技術(shù)空白，且成本不斷下降。在加氫站建設(shè)領(lǐng)域，厚普股份已逐步形成從設(shè)計(jì)到部件研發(fā)、生產(chǎn)、成套設(shè)備集成、加氫站安裝調(diào)試和售后服務(wù)等覆蓋整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)能力。“厚普股份與中國(guó)石化在加氫站建設(shè)方面有直接合作，將不斷深化完善產(chǎn)業(yè)鏈，目前正在研究開(kāi)發(fā)低壓固態(tài)儲(chǔ)氫裝備及活塞式氫氣壓縮機(jī)等。”胡莞苓說(shuō)。
中泰股份專注氫能儲(chǔ)運(yùn)。公司董秘周娟萍表示，氫儲(chǔ)運(yùn)需要將其液化。公司的板翅式換熱器已在大型制氫實(shí)驗(yàn)裝置中采用。氫氣液化是深冷技術(shù)的制高點(diǎn)，也是公司研發(fā)的立足點(diǎn)。“‘綠氫’方面，將依托我們的工程能力，與電解水廠家合作，將氫液化后儲(chǔ)運(yùn)?？傮w思路是降低提純、液化成本，解決運(yùn)輸問(wèn)題。”周娟萍說(shuō)。
此外，美錦能源將把上游氫氣供應(yīng)、中游裝備制造和下游運(yùn)營(yíng)打造成產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，為后期的清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。
資源共享突破瓶頸
目前，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存諸多掣肘。
有研科技集團(tuán)首席專家蔣利軍告訴中國(guó)證券報(bào)記者，從制氫環(huán)節(jié)看，目前比較成熟的制氫方法有堿性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加快推進(jìn)。“我國(guó)堿性水電解制氫裝備在成本上具有競(jìng)爭(zhēng)力，但能效偏低，制取1立方米氫綜合能耗為5至5.5度電，而國(guó)外可以控制在5度電以下。”
儲(chǔ)氫是目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。蔣利軍認(rèn)為，理想的儲(chǔ)氫方式要求高儲(chǔ)氫密度、快速吸/放氫速度，同時(shí)要求使用壽命長(zhǎng)、安全性能好、成本低。“目前，70兆帕下的高壓儲(chǔ)氫技術(shù)已在燃料電池汽車中廣泛使用。高壓車載儲(chǔ)氫技術(shù)已能滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但仍需降低成本，提高儲(chǔ)氫密度。”而氫燃料電池的關(guān)鍵材料、氫氣循環(huán)泵等設(shè)備依賴進(jìn)口，存在技術(shù)壁壘，燃料電池可靠性也亟待提高。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)多。中集集團(tuán)總裁戰(zhàn)略顧問(wèn)鄭賢玲表示，不少核心技術(shù)如燃料電池、PEM制氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、碳纖維材料等與世界先進(jìn)水平還存在差距。
國(guó)金證券分析師張帥認(rèn)為，我國(guó)已在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上取得不少進(jìn)步。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是逐步推進(jìn)的過(guò)程，包括“足夠量的氫”“足夠量且便宜的氫”以及“足夠量且便宜的‘綠氫’”。
蔣利軍建議，以應(yīng)用為導(dǎo)向，以系統(tǒng)集成為主線，加快解決材料和部件的自供問(wèn)題;以企業(yè)為主導(dǎo)，以資本為紐帶，集中國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位，建立協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，上下游密切結(jié)合，資源共享，快速研發(fā);燃料電池汽車和分布式電站同步發(fā)展，分布式發(fā)電與可再生能源微電網(wǎng)密切結(jié)合。初期在示范車輛不足的情況下，加氫站宜建混合站，以油養(yǎng)氫。
“氫能核心關(guān)鍵技術(shù)已具備規(guī)?；a(chǎn)條件，原理上實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)。未來(lái)在物聯(lián)網(wǎng)體系下，PEM制氫、可再生能源與氫的耦合可以獲得更高的綜合效率。”鄭賢玲說(shuō)。
評(píng)論