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顶层设计文件有望近期出台 氢能万亿赛道呼之欲出

2021-11-29 17:36:58来源:中国新闻网

11月下旬,北京初冬的寒意难掩氢能源市场的火爆。在延庆区延庆镇庆园街919路公交总站,加氢站员工正在将氢气注入新能源大巴车。这是中国石化最新建成的一座加氢站。

在政策推动下,氢产业站上风口。业内人士透露,氢能顶层设计文件有望在近期出台。记者调研发现,化石能源制氢是我国主要制氢来源,占比六成以上,但其存在高碳排放量的“灰氢难题”。伴随清洁能源产业快速发展,电解水制“绿氢”迎来曙光。

政策鼎力支持

“延庆区还有两座加氢站正在抓紧建设,加上此前建成投产的中国电力中关村延庆加氢站以及距庆园街约5公里的北京石油王泉营加氢站,5座加氢站将共同承担冬奥会的氢能保障工作,届时可实现日加注氢气6.2吨。”上述加氢站负责人介绍,庆园街加氢站每天可为80辆12米公交巴士提供加氢服务,日供氢能力可达1500公斤。

中国石化董事长马永生告诉中国证券报记者,公司将氢能作为新能源核心业务加速发展,未来五年初步计划总投资超过300亿元。“十四五”期间,中国石化规划建设加氢站1000座,加氢服务能力达到20万吨/年。中国石化拥有3万座加油站,拥有发展氢能业务的网络优势。

政策推动充电、加氢等设施建设,引导鼓励氢燃料电池产业发展。同时,为深入打好污染防治攻坚战,将实施清洁柴油车(机)行动,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。

11月18日,交通运输部印发《综合运输服务“十四五”发展规划》,提出加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设。北京、山东等地纷纷出台氢能产业发展规划及实施方案,并制定了具体建设目标。根据《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,2025年前培育10家至15家具有国际影响力的产业链龙头企业,京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上。

中国氢能联盟数据显示,到2025年我国氢能产业产值将达1万亿元,氢气需求量将接近6000万吨,实现二氧化碳减排约7亿吨。

氢能被认为是极具发展前景的二次能源,具有清洁低碳、高热值、高转化率等优势。发展氢能对于能源领域节能减排、深度脱碳、提高利用效率意义重大。氢能产业链涉及广泛,包含上游制氢、中游储运及下游应用等环节。

发展“绿氢”成共识

在宝丰能源光伏制氢工厂,标有“绿氢H2”“绿氧O2”的大型储气罐在阳光下矗立,车间里多个氢分离器、氢气纯化装置有序排列,而距离工厂1公里的地方一片片光伏发电板镶嵌在旷野里。

宝丰能源氢能项目负责人王箕荣告诉中国证券报记者,成片的光伏发电板组成20万千瓦光伏发电装置,加上产能为每小时2万标方氢气的电解水制氢装置,共同组成宝丰能源氢能产业项目。

“以光伏产生的电能作为动力,使用电解槽制取‘绿氢’和‘绿氧’,进入宝丰能源的烯烃生产系统,替代过去的煤。‘绿氢’综合制造成本仅为0.7元/标方。”王箕荣预计,该项目年底前将有30台电解槽投产,全部投产后可年产2.4亿标方“绿氢”和1.2亿标方“绿氧”,每年减少煤炭资源消耗约38万吨,减少二氧化碳排放约66万吨。未来,公司将向制氢储能、氢气储运、加氢站建设方向综合发展,并通过与城市氢能源示范公交线路协作等方式拓展应用场景,实现氢能全产业链一体联动。

“绿氢”是指通过可再生能源转化的电力电解水所制备的氢气。电解水技术主要包括碱性水电解技术、质子交换膜(PEM)电解水技术以及固体氧化物电解槽技术。

今年3月,隆基股份与朱雀投资合资成立氢能公司。隆基股份总裁李振国对中国证券报记者表示,发展“绿氢”需从降低电解水制取设备以及光伏发电成本方面着手。同时,提高电解槽效率,降低电耗。隆基股份的“光伏+制氢”模式,选择碱性水电解作为发展方向。

“从设备制造成本看,质子交换膜电解水的电极材料选用铂、铱等贵金属,设备制造成本居高不下。而碱性水电解选用镍作为电极材料,成本大幅降低,可以满足将来电解水制氢市场的规模化需求。”李振国表示,近10年来,碱性水电解设备的制造成本已降低60%,未来通过技术和生产装配工艺升级,可进一步降低设备制造成本。

在降低光伏发电成本方面,李振国认为主要包括两部分:降低系统成本和提升生命周期发电量。“在全年光照1500小时以上地区,隆基的光伏发电成本技术上可以达到0.1元/度电。”

联美控股计划布局氢气存储及加氢站建设运营等环节。联美控股总工程师武海滨表示,氢能机会蕴藏在交通运输、燃料电池以及储能领域,氢能市场将是万亿元甚至十几万亿元规模的大市场。

加氢站设备供应商厚普股份董秘胡莞苓告诉中国证券报记者,厚普股份加大氢能源领域投资,已在加氢站设备领域成功研发出多项核心零部件,填补了国内多项技术空白,且成本不断下降。在加氢站建设领域,厚普股份已逐步形成从设计到部件研发、生产、成套设备集成、加氢站安装调试和售后服务等覆盖整个产业链的服务能力。“厚普股份与中国石化在加氢站建设方面有直接合作,将不断深化完善产业链,目前正在研究开发低压固态储氢装备及活塞式氢气压缩机等。”胡莞苓说。

中泰股份专注氢能储运。公司董秘周娟萍表示,氢储运需要将其液化。公司的板翅式换热器已在大型制氢实验装置中采用。氢气液化是深冷技术的制高点,也是公司研发的立足点。“‘绿氢’方面,将依托我们的工程能力,与电解水厂家合作,将氢液化后储运。总体思路是降低提纯、液化成本,解决运输问题。”周娟萍说。

此外,美锦能源将把上游氢气供应、中游装备制造和下游运营打造成产业平台,为后期的清洁能源产业发展提供支撑。

资源共享突破瓶颈

目前,氢能产业发展仍存诸多掣肘。

有研科技集团首席专家蒋利军告诉中国证券报记者,从制氢环节看,目前比较成熟的制氢方法有碱性水电解、水煤气和重整制氢等,而PEM等新型电解水制氢方法正在加快推进。“我国碱性水电解制氢装备在成本上具有竞争力,但能效偏低,制取1立方米氢综合能耗为5至5.5度电,而国外可以控制在5度电以下。”

储氢是目前氢能产业发展的一大瓶颈。蒋利军认为,理想的储氢方式要求高储氢密度、快速吸/放氢速度,同时要求使用寿命长、安全性能好、成本低。“目前,70兆帕下的高压储氢技术已在燃料电池汽车中广泛使用。高压车载储氢技术已能满足燃料电池汽车行驶500公里的要求,但仍需降低成本,提高储氢密度。”而氢燃料电池的关键材料、氢气循环泵等设备依赖进口,存在技术壁垒,燃料电池可靠性也亟待提高。

氢能产业链长,涉及的关键核心技术多。中集集团总裁战略顾问郑贤玲表示,不少核心技术如燃料电池、PEM制氢、液态储氢、碳纤维材料等与世界先进水平还存在差距。

国金证券分析师张帅认为,我国已在氢能产业链上取得不少进步。氢能产业发展是逐步推进的过程,包括“足够量的氢”“足够量且便宜的氢”以及“足够量且便宜的‘绿氢’”。

蒋利军建议,以应用为导向,以系统集成为主线,加快解决材料和部件的自供问题;以企业为主导,以资本为纽带,集中国内优势单位,建立协同创新联盟,上下游密切结合,资源共享,快速研发;燃料电池汽车和分布式电站同步发展,分布式发电与可再生能源微电网密切结合。初期在示范车辆不足的情况下,加氢站宜建混合站,以油养氢。

“氢能核心关键技术已具备规模化生产条件,原理上实现了闭环。未来在物联网体系下,PEM制氢、可再生能源与氢的耦合可以获得更高的综合效率。”郑贤玲说。

关键词: 氢能 万亿 赛道

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