氫能，氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，是一種二次清潔能源，被譽(yù)為“21世紀(jì)終極能源”，也是在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，加速開發(fā)利用的一種清潔能源。氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，是二次能源。氫能在21世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的能源，氫的制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、應(yīng)用技術(shù)也將成為21世紀(jì)備受關(guān)注的焦點(diǎn)。氫具有燃燒熱值高的特點(diǎn)，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，可持續(xù)發(fā)展。
新技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而形成新的生產(chǎn)力。當(dāng)前，全球范圍正興起氫能發(fā)展熱潮，我國也將氫能產(chǎn)業(yè)視為未來國家能源體系的重要組成部分、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向，加快培育形成新質(zhì)生產(chǎn)力。業(yè)內(nèi)人士指出，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形，未來以燃料電池汽車為代表的交通領(lǐng)域預(yù)計(jì)將率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，預(yù)計(jì)2025年氫能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將突破1萬億元，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展構(gòu)建新競爭力和持久動(dòng)力。
多地競逐氫能賽道
去年3月，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》出臺(tái)，國家從頂層設(shè)計(jì)上明確了氫能的能源屬性。
各地方政府也將氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入“十四五”發(fā)展規(guī)劃，更有多地政為拿出“真金白銀”支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，多地產(chǎn)業(yè)規(guī)模超千億元，且有些地方單項(xiàng)補(bǔ)貼最高超千萬元。
2023年，延續(xù)了去年的熱度，多地仍在加碼氫能產(chǎn)業(yè)。根據(jù)科技部高新技術(shù)司在今年3月份公布的數(shù)字，自去年《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》發(fā)布以來，各地方政府已累計(jì)發(fā)布70余項(xiàng)相關(guān)配套政策。
比如，今年1月份，甘肅、青海、江西三省分別發(fā)布了當(dāng)?shù)貧淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃，其中青海省預(yù)計(jì)到2025年綠氫生產(chǎn)能力達(dá)4萬噸左右，燃料電池車運(yùn)營數(shù)量不少于150輛，礦區(qū)氫能重卡不少于100輛，建設(shè)3-4座加氫示范站。
未勢(shì)能源科技有限公司技術(shù)中心氫能技術(shù)開發(fā)部總監(jiān)王東雨認(rèn)為，在政策持續(xù)的催化下，產(chǎn)業(yè)前景發(fā)展?jié)摿薮螅瑢⒓铀贇淠茼?xiàng)目在各地的快速推進(jìn)，進(jìn)而提升當(dāng)?shù)刎?cái)政收入。同時(shí)，不同政策對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也起到了相應(yīng)的刺激作用，更有利于建設(shè)加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施的加速，促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條式形成聯(lián)動(dòng)式發(fā)展。
對(duì)比動(dòng)力電池的發(fā)展不難發(fā)現(xiàn)，它之所以能夠快速滲入乘用車市場(chǎng)，跟充電設(shè)施建設(shè)有很大關(guān)系。因此，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)一直被認(rèn)為是整個(gè)氫能應(yīng)用走向規(guī)模化的關(guān)鍵前提條件。
但截至2023年4月7日，中國建成的加氫站僅301座。
王東雨表示，目前在我國建設(shè)一個(gè)加氫站成本大概1000-1500萬元左右。核心零部件仍然以進(jìn)口為主，加上用地問題，其建設(shè)成本依舊很高。再加上后續(xù)的運(yùn)營及維護(hù)成本，在氫燃料電池車沒有達(dá)到規(guī)模化的情況下，加氫站的運(yùn)營成本會(huì)特別高。
其次，因?yàn)槟壳斑€沒有“規(guī)模化”應(yīng)用平衡收支成本，所以加氫站盈利較難。包括氫氣價(jià)格的高昂、氫源的缺乏，都影響著加氫站能否盈利。
再次，國內(nèi)在加氫站規(guī)劃、立項(xiàng)、審批、運(yùn)營監(jiān)管相關(guān)方面的制度也不健全，在一定程度上也會(huì)影響到加氫站的建設(shè)普及速度。
不過，他也預(yù)測(cè)說，在政府通過各項(xiàng)政策支持大力建設(shè)油、氣、氫、電綜合能源站，疊加中石化等央企強(qiáng)勢(shì)切入的情況下，2030年前加氫站將超過1000座。
交通領(lǐng)域率先刮起一陣“氫”風(fēng)
“廣東是氫能推廣比較早的省份。廣東的氫能落地有個(gè)很重要的特點(diǎn)，就是政府推動(dòng)力度大，相關(guān)企業(yè)的行動(dòng)也非?？臁?rdquo;中國石化廣東石油分公司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。作為制氫產(chǎn)氫大戶，中石化早早開始與地方政府合作推動(dòng)加氫站建設(shè)。
據(jù)了解，早在2009年，佛山市政府已經(jīng)著手氫能產(chǎn)業(yè)布局，在國內(nèi)首先打造“一主四副”氫能源產(chǎn)業(yè)基地，這也是為什么國內(nèi)首座油氫合建站會(huì)建在佛山的重要原因。2016年，國內(nèi)首條自主研發(fā)的氫燃料電池城市客車正式在佛山亮相。2017年，國內(nèi)首座商業(yè)化加氫站——瑞暉加氫站在南海建成，拉開了佛山地區(qū)加氫網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)的序幕。2019年7月，中國石化在佛山南海建成國內(nèi)首座油氫合建站——樟坑油氫合建站。“使用油氫合建站的方式建設(shè)氫能網(wǎng)點(diǎn)，被業(yè)界認(rèn)為是‘最合適’的建站方式。在加油站現(xiàn)有網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)上增加加氫業(yè)務(wù)，一來節(jié)省土地資源，二來可以充分發(fā)揮油品銷售企業(yè)在管理、人才上的優(yōu)勢(shì)。2020年，運(yùn)營一年即實(shí)現(xiàn)商業(yè)化盈利。”該負(fù)責(zé)人介紹。
根據(jù)《規(guī)劃》，2025年我國氫燃料電池車輛保有量要達(dá)到約5萬輛，布局一批加氫站?！稄V東省加快建設(shè)燃料電池汽車示范城市群行動(dòng)計(jì)劃（2022-2025年）》提出，到2025年廣東示范城市群要形成一批技術(shù)領(lǐng)先并具備較強(qiáng)國際競爭力的龍頭企業(yè)，實(shí)現(xiàn)推廣1萬輛以上燃料電池汽車目標(biāo)，年供氫能力超過10萬噸。
氫燃料電池汽車作為氫能應(yīng)用重要示范窗口，眾多企業(yè)加速布局這一賽道，氫燃料汽車作為重要商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景關(guān)注度也毋庸置疑。但是，從汽車領(lǐng)域看，經(jīng)過十多年發(fā)展，電動(dòng)乘用車已經(jīng)形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈，無論從經(jīng)濟(jì)性和配套設(shè)施，還是從轉(zhuǎn)化效率來說，電動(dòng)汽車比氫燃料汽車更有競爭力，發(fā)展氫燃料汽車，只能作為電動(dòng)汽車的補(bǔ)充。
此前，佛山首條氫燃料電池城市客車運(yùn)行首日引來市民紛紛嘗鮮，氫燃料電池公交車大規(guī)模投入應(yīng)用似乎即將成為現(xiàn)實(shí)。不過，國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)氫燃料電池汽車的保有量達(dá)到10561輛，在廣東擁有2370輛，占全國總量22%，但實(shí)際運(yùn)營數(shù)量不到600輛。而且目前很多氫燃料汽車都靠補(bǔ)貼生存，一旦地方財(cái)政吃緊，補(bǔ)貼跟不上，推廣積極性將打折扣。
如果僅僅作為車用動(dòng)力，氫能車已然很難復(fù)制電動(dòng)車的榮光。但是，氫能作為一種清潔能源和工業(yè)原料，它的用途應(yīng)該有更廣闊的情景。
氫能應(yīng)用場(chǎng)景正在不斷拓展
“將燃料電池汽車這一交通端應(yīng)用作為示范窗口，其重要性是不言而喻的。但有部分人容易將氫能簡單等同于燃料電池，將燃料電池等同于燃料電池汽車，然后去與電動(dòng)汽車作比較，這樣的理解存在偏頗，也降低了整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的重要性。”加拿大國家工程院院士、鴻基創(chuàng)能副董事長兼首席技術(shù)官葉思宇強(qiáng)調(diào)，氫能產(chǎn)業(yè)除了在交通領(lǐng)域外，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域都有其獨(dú)到的用處。從能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和調(diào)整來說，氫能很好地起到了串聯(lián)從能源制取到能源使用兩端的作用，在雙碳目標(biāo)下的重要性不言而喻。
比如作為燃料用氫，主要場(chǎng)景除了重型道路交通外，船運(yùn)、航空、發(fā)電等領(lǐng)域也可使用氫能；作為原料用氫，主要場(chǎng)景包含鋼鐵、化工等領(lǐng)域，可用于多種化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也是眾多化合物的基礎(chǔ)元素之一，氫氣可以代替焦炭和天然氣作為還原劑，消除煉鐵、煉鋼過程中的大部分碳排放，同時(shí)氫作為十分重要的化工原料可用于合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等生產(chǎn)過程，生成綠色甲醇和綠氨，既可以作為綠色能源，也可以用到農(nóng)業(yè)化肥的制造；氫能還可作為儲(chǔ)能用氫，主要場(chǎng)景包含電力儲(chǔ)能領(lǐng)域等。
“氫能未來的爆發(fā)點(diǎn)很多，比如在發(fā)電領(lǐng)域、化工領(lǐng)域，事實(shí)上這些領(lǐng)域的大量需求反而可以帶動(dòng)交通領(lǐng)域用氫成本下降。”葉思宇指出。
在廣東，氫能應(yīng)用場(chǎng)景正在不斷拓展。在寶鋼股份湛江鋼鐵基地，百萬噸級(jí)氫基豎爐本體鋼結(jié)構(gòu)已順利封頂，正在加快建設(shè)施工，計(jì)劃2023年底建成投產(chǎn)。氫基豎爐是“減碳神器”，這座氫基豎爐將使用天然氣、焦?fàn)t煤氣和大比例氫氣生產(chǎn)100萬噸年產(chǎn)量的優(yōu)質(zhì)直接還原鐵，相對(duì)傳統(tǒng)鐵前全流程高爐煉鐵工藝同等規(guī)模鐵水產(chǎn)量，每年可減少二氧化碳排放50萬噸以上，這也是國內(nèi)首座百萬噸級(jí)氫基豎爐。
“氫氣在電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景在南沙小虎島智慧能源站幾乎齊活了。”廣州供電局氫能源研究中心總經(jīng)理雷金勇告訴記者，能源站通過氫能的制取、存儲(chǔ)、發(fā)電、加氫一體化，很好地解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、季節(jié)性波動(dòng)強(qiáng)的難題。同時(shí)，能源站是能源網(wǎng)和交通網(wǎng)融合的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于粵港澳大灣區(qū)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系有重要意義。
氫儲(chǔ)能與電化學(xué)儲(chǔ)能具有本質(zhì)的區(qū)別，氫燃料電池本質(zhì)是一個(gè)發(fā)電裝置。雷金勇介紹，能量維度上，氫儲(chǔ)能容量大，容量規(guī)?？蛇_(dá)百吉瓦級(jí)別；時(shí)間維度上放電時(shí)間長，可實(shí)現(xiàn)小時(shí)至季度，甚至更長周期的放電調(diào)節(jié)；空間維度上氫儲(chǔ)運(yùn)方式靈活多樣，不需要特定的地理?xiàng)l件且不會(huì)破環(huán)生態(tài)環(huán)境。“氫儲(chǔ)能可大規(guī)模長周期能量存儲(chǔ)，作為良好的調(diào)峰電源；氫儲(chǔ)能可大規(guī)模大范圍能量轉(zhuǎn)移，解決源荷空間錯(cuò)配問題；氫儲(chǔ)能可大規(guī)?？缧袠I(yè)能量消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)深度脫碳。”
“整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游制氫、中游運(yùn)氫、下游用氫，上中下游共同打開一個(gè)氫能大市場(chǎng)，也互為動(dòng)力和制約。”廣東碳中和發(fā)展研究院能源咨詢部部長文婷表示。
綠氫成本在降
除了能源補(bǔ)給的便利性之外，“一項(xiàng)新技術(shù)的普及必然需要足夠低的成本，財(cái)政補(bǔ)貼是一種，最終還得依靠大規(guī)模的量產(chǎn)降低供應(yīng)鏈成本。”一位氫能行業(yè)從業(yè)人員對(duì)鈦媒體APP說道。
降本的路徑有兩條：一個(gè)是綠氫制取的經(jīng)濟(jì)型，一個(gè)是整車制造價(jià)格。“當(dāng)下真正碰到的挑戰(zhàn)，還是在制氫的環(huán)節(jié)上，從規(guī)模和總體成本上，還有待進(jìn)一步提升和優(yōu)化。”上述行業(yè)人士繼續(xù)說道。
根據(jù)生產(chǎn)來源和碳排放量的不同，氫又分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。其中，綠氫是由太陽能、風(fēng)能等可再生能源電解水制得的氫氣，過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放。
今年以來，受益于氫能占能源比重提升、綠氫占?xì)淠鼙戎靥嵘p重邏輯，眾多熱錢投向綠氫項(xiàng)目。根據(jù)能鏈研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國已有超過100個(gè)已建、在建和規(guī)劃中的風(fēng)光電解水制氫項(xiàng)目。
然而，從整體來看，我國目前的氫絕大部分是煤制氫，還有一部分是天然氣制氫，綠氫的占比較低。之所以如此，一個(gè)最大的挑戰(zhàn)就是綠氫的制取成本高。
為什么高？主要是受到電價(jià)、電耗和制氫設(shè)備等影響，其中電力成本通常占到整個(gè)電解水制氫成本的70%以上。
根據(jù)東吳證券的預(yù)測(cè)，如果是按照目前電耗5千瓦時(shí)/標(biāo)方，電價(jià)0.3元/千瓦時(shí)來測(cè)算，堿性電解水制氫的合計(jì)成本為25元/kg，而煤制氫的成本為9.6元/kg，天然氣制氫成本為15元/kg。由此可見，綠氫的成本將近煤制氫成本的三倍。
電價(jià)太高就會(huì)導(dǎo)致綠氫的成本居高不下，與灰氫難以形成競爭力。
陽光電源副總裁彭超才曾表示，當(dāng)電價(jià)降到0.13元/千瓦時(shí)的時(shí)候，成本能到11.63元，才能夠?qū)崿F(xiàn)與目前成本最低的煤制氫平價(jià)。
至于什么時(shí)間會(huì)看到這個(gè)現(xiàn)象，他的觀點(diǎn)是，2025年-2030年大概會(huì)出現(xiàn)灰氫、綠氫行業(yè)成本的“死亡交叉”。
除了電價(jià)以外，綠氫成本高企的另一個(gè)重要原因是電解槽設(shè)備。
目前電解水制氫主流技術(shù)主要是：堿性電解水（AWE）、質(zhì)子交換膜電解水（PEM）。堿性電解水技術(shù)是目前最成熟的工藝，主要包括五大部分：電解槽、電器設(shè)備、固液分離器、純化設(shè)備、輔助設(shè)備。其中，電解槽占總成本的50%，也是最核心的設(shè)備。
綠氫項(xiàng)目爆發(fā)帶動(dòng)了堿性電解水制氫設(shè)備競爭逐漸“白熱化”，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國內(nèi)已公開消息的堿性電解槽生產(chǎn)企業(yè)超40家，且仍然不斷有新玩家入局。
第一類是718所、天津大陸、蘇州競力等老牌企業(yè)，其技術(shù)沉淀深厚，市占率高。
第二類則是隆基綠能、陽光電源等光伏龍頭企業(yè)，比如今年4月晶科電力與內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗政府簽約風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目，協(xié)鑫新能源成立100億氫能產(chǎn)業(yè)投資基金“下注”天然氣制氫。
除此之外，燃料電池企業(yè)也在積極向上游布局。6月6日，北京億華通氫能科技有限公司正式成立。成立儀式上，氫能科技公司發(fā)布了自主研發(fā)的PEM電解水制氫系統(tǒng)和PEM電解槽。
西安隆基氫能科技有限公司副總裁王英歌表示，未來3-5年，電解水制氫設(shè)備至少有30%以上的降本空間。
在整車制造成本部分，中信證券報(bào)告顯示，目前一輛氫能重卡或者大巴車的制造成本大約120-130萬元，電池系統(tǒng)占比最高，大約占到60%。
再具體細(xì)分的話，雄韜股份副總裁陳宏曾表示，電堆成本占據(jù)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)成本的60%，現(xiàn)在的成本基本可以控制在1000元/千瓦以內(nèi)。
那么什么時(shí)候電堆成本可以跟電動(dòng)車以及燃油車的成本持平？氫璞創(chuàng)能創(chuàng)始人、董事長歐陽洵曾公開預(yù)測(cè)說，2030年左右電堆成本能降到150元/千瓦，這樣就跟電動(dòng)車以及燃油車的成本持平了。
原標(biāo)題：2023氫能“狂飆”：多地競逐賽道，產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖明晰，蓄勢(shì)待發(fā)！
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