中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)迅：上帝這次似乎終于站在了氫能這邊。
“應(yīng)將氫能納入國(guó)家能源戰(zhàn)略體系，制訂國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，完善配套標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和支持政策。”中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼在今日的中國(guó)汽車論壇上發(fā)言稱。
的確，政策熱度下，人和錢正在向氫能產(chǎn)業(yè)流動(dòng)。氫能成為熱門賽道，甚至被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗絹?lái)越多巨頭重金入局。
不僅如此，這還是一場(chǎng)“世界大戰(zhàn)”。全球各國(guó)共有超過(guò)30個(gè)綠氫企劃戰(zhàn)略，包括日本、韓國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、歐盟和新西蘭等。
在中國(guó)，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)背景下，氫能在國(guó)家戰(zhàn)略層面的地位愈發(fā)凸顯。氫能產(chǎn)業(yè)已寫(xiě)入我十四五發(fā)展規(guī)劃。中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)預(yù)計(jì)，2050年氫能產(chǎn)值將超過(guò)10萬(wàn)億元。未來(lái)，中國(guó)將是世界上最大的氫能市場(chǎng)，到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)，氫能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)現(xiàn)在的石油產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
一夜之間，從企業(yè)到政府，氫能似乎成為了必爭(zhēng)之地。
氫能，尤其是可實(shí)現(xiàn)低碳甚至是零碳的綠氫，作為清潔能源之一，其潛力正在被釋放。我國(guó)已有20多個(gè)省、46個(gè)城市開(kāi)始制定關(guān)于氫產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃。
誰(shuí)在搶跑？賽點(diǎn)何時(shí)出現(xiàn)？成敗的關(guān)鍵在哪里？
而歷史上，氫能發(fā)展經(jīng)歷了三起三落，一直沒(méi)有獲得大規(guī)模發(fā)展。1973年國(guó)際氫能組織在美國(guó)成立。然而，隨著可開(kāi)采油田資源逐漸豐富，氫能發(fā)展進(jìn)入低潮期。20年后，由于氣候變化問(wèn)題，氫能產(chǎn)業(yè)再次興起，各國(guó)加大研發(fā)投入力度，而隨著德國(guó)等第一代燃料電池汽車推出和油價(jià)穩(wěn)持低位，氫能發(fā)展再次受到抑制。21世紀(jì)初，世界對(duì)氣候問(wèn)題的關(guān)注讓氫能迎來(lái)第三次發(fā)展熱潮，然而2008年金融危機(jī)后，石油價(jià)格回落，氫能發(fā)展又一次落入低谷。2015年，巴黎協(xié)定的簽署讓氫能再次回到大眾的視野。
這一次，氫能在全球能否取得持續(xù)發(fā)展并占據(jù)一席之地？機(jī)遇和挑戰(zhàn)又是什么？
火熱圈地
近幾個(gè)月以來(lái)，企業(yè)層面的熱情有增無(wú)減。
新能源行業(yè)最早行動(dòng)的企業(yè)之一是隆基。今年3月31日，一則注冊(cè)信息攪動(dòng)了資本市場(chǎng)。這一天，西安隆基氫能科技有限公司注冊(cè)，這意味著光伏巨頭隆基正式入局氫能。此舉也很快帶來(lái)資本市場(chǎng)氫能概念股的集體暴漲。
其實(shí)，隆基早在2018年就開(kāi)始關(guān)注和布局可再生能源電解制氫。近三年來(lái)，隆基與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、專家進(jìn)行研發(fā)課題合作，在電解制氫裝備、光伏制氫等領(lǐng)域形成了技術(shù)積累，計(jì)劃進(jìn)行氫能產(chǎn)業(yè)化布局。
隆基選擇入局氫能賽道的細(xì)分入口是制氫設(shè)備。這是我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，一旦突破，想象空間巨大。
同樣在今年3月，上市公司密集發(fā)布公告，募資入局氫能。
3月16日，美錦能源公告，發(fā)行不超過(guò)36億元的可轉(zhuǎn)換公司債券，強(qiáng)化氫能源板塊業(yè)務(wù)。3月26日，上海電氣公告非公開(kāi)發(fā)行A股股票募資50億元，投入于電解水制氫、超臨界CO2和大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)研發(fā)等項(xiàng)目。
而“國(guó)家隊(duì)”成員國(guó)家電投，則在央企中率先成立了從事氫能技術(shù)的專業(yè)二級(jí)公司，并從集團(tuán)層面對(duì)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局。董事長(zhǎng)錢智民親自掛帥擔(dān)任組長(zhǎng)。國(guó)家電投布局了從制氫到加氫站的氫能利用全產(chǎn)業(yè)鏈，并參與氫燃料電池的研制與開(kāi)發(fā)。
今年5月，中國(guó)石化亦宣布要打造中國(guó)第一的氫能產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，把氫能作為公司新能源業(yè)務(wù)的主要方向之一。
其實(shí)，中國(guó)石化作為傳統(tǒng)能源企業(yè)，在氫能領(lǐng)域積累了一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。其擁有國(guó)內(nèi)最大的制氫規(guī)模，一年生產(chǎn)氫氣350萬(wàn)噸，占全國(guó)14%。
另一方面，中國(guó)石化在氫的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加注、使用環(huán)節(jié)上皆有基礎(chǔ)。比如中國(guó)石化已有三條氫氣運(yùn)輸管線。
在應(yīng)用終端，中國(guó)石化有10座加氫站在運(yùn)行。中國(guó)石化董事長(zhǎng)張玉卓曾公開(kāi)稱，今年要建成運(yùn)行100座加氫站，十四五期間建成1000座加氫站。而現(xiàn)在全世界加起來(lái)也只有500多座加氫站?？梢?jiàn)中國(guó)石化布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的野心。
半個(gè)月前的6月3日，光伏企業(yè)協(xié)鑫也在與西門子、東芝、國(guó)家電投等公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。這標(biāo)志著協(xié)鑫也正式進(jìn)軍氫能產(chǎn)業(yè)。
至此，協(xié)鑫今年的戰(zhàn)略新布局也在閉環(huán)中漸露端倪。今年3月協(xié)鑫宣布進(jìn)入移動(dòng)能源新生態(tài)，這為其掘金氫能終端應(yīng)用領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)，并具備了獨(dú)家優(yōu)勢(shì)。
其實(shí)，綠色科技企業(yè)遠(yuǎn)景也默默入局了氫能產(chǎn)業(yè)。最近，遠(yuǎn)景在內(nèi)蒙建立了一個(gè)產(chǎn)業(yè)基地，其中設(shè)立了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)基地、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地，還有綠電制氫產(chǎn)業(yè)基地。其規(guī)劃所用綠電主要來(lái)自三北地區(qū)。
國(guó)外企業(yè)亦做出同樣部署。如美國(guó)最大油氣生產(chǎn)商?？松梨诎l(fā)布的戰(zhàn)略內(nèi)容與過(guò)去兩年最大的變化，是大幅下調(diào)了未來(lái)公司油氣產(chǎn)量指引，重點(diǎn)表達(dá)了對(duì)碳捕獲與封存和氫能技術(shù)前景的關(guān)注。
總的來(lái)看，目前涌入氫能產(chǎn)業(yè)賽道的，多是大型能源企業(yè)。而大型公司多采取與新能源企業(yè)合作形式，投資及自主研發(fā)氫能，打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。
如中國(guó)石化、BP、博世等能源公司通過(guò)投資氫能開(kāi)始向清潔能源轉(zhuǎn)型。中國(guó)石化選擇與光伏企業(yè)隆基合作，博世則持有CeresPower的18%股份，與其SOFC固態(tài)氧化物燃料電池技術(shù)合作生產(chǎn)燃料電池。
各地政府也不甘落后。
截至 2020 年 10 月，我國(guó)已有 23 個(gè)省、市、自治區(qū)，40 個(gè)城市及地區(qū)發(fā)布、或正在編制氫能發(fā)展戰(zhàn)略或規(guī)劃。按省份看，山東省、河北省、廣東省政策頒布數(shù)量較多。按城市看，成都市、佛山市和上海市較多。
如北京市提出，到2025年，將推廣氫燃料電池汽車1萬(wàn)輛。同時(shí)要以冬奧會(huì)、燃料電池汽車示范城市群等應(yīng)用場(chǎng)景為引領(lǐng)，布局氫能供應(yīng)及燃料電池應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈。
上海則明確到2023年，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)就要實(shí)現(xiàn)“百站、千億、萬(wàn)輛”總體目標(biāo)。據(jù)悉，上海正研究制定《上海市燃料電池汽車加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)管理辦法》和《上海市車用加氫站布局專項(xiàng)規(guī)劃》，力爭(zhēng)用完善的氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游的政策體系，推動(dòng)上?！皻淠芨邸钡慕ㄔO(shè)。
山東和科技部今年4月簽署了“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范工程框架協(xié)議。山東的目標(biāo)是“十四五”期間，氫能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值規(guī)模力爭(zhēng)突破1000億元。
就連曾經(jīng)的資源依賴型省份山西省也在這個(gè)新領(lǐng)域規(guī)劃頗多。山西省計(jì)劃于“十四五”期間積極打造焦氫共贏、風(fēng)光制氫、優(yōu)化消納，能源交通、氫儲(chǔ)覆蓋的全產(chǎn)業(yè)鏈格局。
為何入局
去年，我國(guó)氫能產(chǎn)量和消費(fèi)量均突破2500萬(wàn)噸，已成為世界第一制氫大國(guó)。
中國(guó)氫能聯(lián)盟《中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊(cè)》顯示，預(yù)計(jì)到2030年和2050年，中國(guó)氫氣需求量將分別達(dá)到3500萬(wàn)噸和6000萬(wàn)噸，終端能源占比分別達(dá)5%和10%以上。
氫能與其他新能源相比有一定的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)氫能可以滿足全球能源需求，如住宅供暖、汽車燃料電池等。有專家預(yù)測(cè)，氫能甚至可能超越光伏和鋰電池儲(chǔ)能，成為新能源領(lǐng)域的新寵。
目前，氫的制取主要有三種較為成熟的技術(shù)路線：一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫；二是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，三是電解水制氫。
電解水制氫技術(shù)被視為未來(lái)最有潛力的制氫技術(shù)。
電解水制氫技術(shù)主要分為堿性水電解槽（ALK）、質(zhì)子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOEC）三類。當(dāng)前通過(guò)電解水制氫技術(shù)的氫氣全口徑成本約50元 /kg（電價(jià)按 0.3 元 /kwh）。其中制氫環(huán)節(jié)成本占比約 44%，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)約 24%，加注環(huán)節(jié)約 32%。
而企業(yè)能否在新賽道取得領(lǐng)先并賺取財(cái)富的第一步，是解決經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。
中國(guó)船舶集團(tuán)旗下籌建的派瑞氫能科技有限公司副總經(jīng)理趙宇稱，綠氫的可變成本中，電力成本占到60%-70%。而新能源企業(yè)入局氫能的底層邏輯和核心武器，便是電力成本更低。
氫能與新能源的最大關(guān)系是綠電制氫，即利用光伏或風(fēng)電等新能源形式發(fā)電，再利用電解水制氫。而使用風(fēng)電還是光伏制氫都不是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵，關(guān)鍵是制氫的電力成本足夠低。
以光伏為例，光伏制氫的優(yōu)勢(shì)主要有，可以平抑光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，利用氫能的儲(chǔ)能效用，將光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換為氫能，以低于化學(xué)儲(chǔ)能的成本，實(shí)現(xiàn)跨天、跨周甚至跨月跨季度的儲(chǔ)能。
而最重要的是，我國(guó)光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展，一毛錢一度電已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)初步計(jì)算，在光照好的地方，光伏制氫的電力成本約1毛5分錢，大幅低于現(xiàn)在制氫的電力成本，光伏制氫的競(jìng)爭(zhēng)力也因此逐漸增強(qiáng)。
如隆基的雙面雙玻組件能夠保持30年的發(fā)電能力，在日照資源好的地方，每瓦30年可以發(fā)60度電。按照平均每瓦30年發(fā)50度電算，每度電的技術(shù)成本已經(jīng)降低到0.06-0.07元。
以這個(gè)技術(shù)成本計(jì)算，如果在中國(guó)石化附近建一個(gè)光伏電站，利用光伏制氫，可以做到每公斤氫的成本低至十幾元，大大低于目前的加油成本。
協(xié)鑫集團(tuán)董事長(zhǎng)朱共山向能見(jiàn)介紹稱，未來(lái)，“可再生能源+水電解制氫”將成為大規(guī)模制氫發(fā)展趨勢(shì)。
“硅-光-氫”的新組合將帶來(lái)很大發(fā)展空間，利用光伏電解水制備氫氣，實(shí)現(xiàn)以綠氫為代表的“氣體能源”的無(wú)碳化生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)和多次利用，也將成為復(fù)合型清潔能源供給的主流模式之一。
6月16日，四川甘孜州正斗一期200MW光伏基地開(kāi)標(biāo)顯示，有5家企業(yè)投出了低于0.2元/千瓦時(shí)的價(jià)格，國(guó)家電投則以最低價(jià)0.1476元/千瓦時(shí)預(yù)中標(biāo)，國(guó)內(nèi)光伏電站上網(wǎng)電價(jià)再創(chuàng)最低記錄。
可見(jiàn)，盡管今年光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游價(jià)格暴漲帶來(lái)了成本反彈，但長(zhǎng)期來(lái)看，新能源度電成本下降是大趨勢(shì)。
而對(duì)于中國(guó)石化等傳統(tǒng)能源企業(yè)來(lái)說(shuō)，雙碳目標(biāo)是一個(gè)挑戰(zhàn)，布局清潔能源是其必然選擇。
中國(guó)石化既是氫的生產(chǎn)大戶，也是氫的使用大戶，不管是原材料生產(chǎn)，還是能源的分配，都需要?dú)涞膶?dǎo)入。
而從氫的使用角度來(lái)看，中國(guó)石化有大量材料可以用于氫燃料電池的生產(chǎn)。另外，中國(guó)石化在全國(guó)有3萬(wàn)座左右加油站，天然具有無(wú)可比擬的氫能使用場(chǎng)景。
目前，只要制氫電力成本低于0.2元／度，便可基本其低碳和經(jīng)濟(jì)性的雙重需求。
而國(guó)家電投作為綜合能源企業(yè)，在氫能產(chǎn)業(yè)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。目前其煤化工板塊年產(chǎn)超過(guò)400 萬(wàn)噸氫氣，已具備能供應(yīng)4000萬(wàn)輛燃料電池乘用車的制氫能力，世界排名第一。
同時(shí)，國(guó)家電投擁有裝機(jī)規(guī)?？捎^的風(fēng)電、光伏等可再生能源，利用可再生能源制氫可進(jìn)一步降低成本和碳排放量。
挑戰(zhàn)與機(jī)遇
國(guó)家的政策扶持，大型能源集團(tuán)跑馬圈地，活躍的初創(chuàng)公司的技術(shù)突破，以及氣候變化問(wèn)題和清潔能源發(fā)展的大趨勢(shì)，都給氫能發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。但挑戰(zhàn)也無(wú)處不在。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫的制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注、綜合應(yīng)用和公共服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。
具體來(lái)看，制備環(huán)節(jié)包括煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣提純制氫和電解水制氫等多種途徑；氫氣儲(chǔ)存包括氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種方式；氫氣運(yùn)輸包括長(zhǎng)管拖車、管道、輸電、液氫罐車、船運(yùn)、火車等途徑；氫在交通領(lǐng)域的應(yīng)用主要是質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)，涉及電堆、空壓機(jī)、循環(huán)泵、質(zhì)子交換膜、催化劑等多種零部件和關(guān)鍵材料；氫在發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)有質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池，固體氧化物燃料電池涉及電池片、電堆等零部件；公共服務(wù)涉及氫安全與檢測(cè)認(rèn)證等裝備。
新中國(guó)成立70多年來(lái)，我國(guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越。10年前，我國(guó)制造業(yè)增加值超過(guò)美國(guó)，成為世界第一制造業(yè)大國(guó)。而我國(guó)制造業(yè)在取得巨大發(fā)展的同時(shí)，仍存在卡脖子問(wèn)題。
在氫能領(lǐng)域，幾大環(huán)節(jié)皆有受制因素。
如電解水制氫中的ALK電解水制氫裝備，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率95%，但氫氣閥門與儀表仍要進(jìn)口。國(guó)產(chǎn)化的核心電解槽部件中，隔膜和電極技術(shù)水平與國(guó)外仍有差距。
儲(chǔ)運(yùn)方面，如液氫儲(chǔ)罐蒸發(fā)率仍高于國(guó)外。
此外，氫能的材料學(xué)存在提升空間。材料學(xué)是一個(gè)傳統(tǒng)科學(xué)，但是在氫燃料電池中，對(duì)材料有更高的要求，需要進(jìn)一步提升。
曾經(jīng)，我國(guó)有關(guān)部門總結(jié)了八項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，這八項(xiàng)技術(shù)里氫燃料電池占了六項(xiàng)，分別是催化劑，擴(kuò)散層，質(zhì)子交換膜，膜電極，雙擊板，還有電堆。而系統(tǒng)中還有兩項(xiàng)技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)就是空氣壓縮機(jī)和氫循環(huán)泵。
當(dāng)前這八項(xiàng)技術(shù)既制約了整個(gè)氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)于上游新電解水制氫的技術(shù)路線和整個(gè)裝備構(gòu)成制約。
而要解決這些問(wèn)題，唯有自主創(chuàng)新。目前國(guó)內(nèi)在氫能研發(fā)方面投入較大，每一個(gè)領(lǐng)域都有很大的突破。八項(xiàng)技術(shù)已基本上解決了自主問(wèn)題。
國(guó)家電投旗下氫能科技公司董事長(zhǎng)李連榮認(rèn)為，中國(guó)發(fā)展氫能的當(dāng)務(wù)之急，是解決三個(gè)問(wèn)題。
第一大任務(wù)就是把自主化的研發(fā)體系建立起來(lái)，使國(guó)內(nèi)資源能夠得到合理應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)鏈每一個(gè)環(huán)節(jié)都有人干，而且都有一個(gè)有效的組織。
第二，以自主技術(shù)為基礎(chǔ)，解決卡脖子之后，支持自主產(chǎn)業(yè)鏈。自主產(chǎn)業(yè)鏈在沒(méi)有形成之前，成本是降不下來(lái)的。一旦自主產(chǎn)業(yè)鏈形成了，可保證產(chǎn)業(yè)安全。在這個(gè)基礎(chǔ)上形成規(guī)模，最后才能解決成本問(wèn)題。這是解決整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的自主化的問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)鏈的安全問(wèn)題。
第三，就是在自主技術(shù)支持下，在保證自主產(chǎn)業(yè)鏈的安全的情況下，推進(jìn)整個(gè)規(guī)?；l(fā)展。因?yàn)闅淠芙?jīng)濟(jì)是一個(gè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，它是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的風(fēng)口，但是畢竟現(xiàn)在還在醞釀的階段，在這個(gè)階段要拓展解決這個(gè)問(wèn)題。
“必須得我們自己努力不可。非要這么做，在每一個(gè)環(huán)節(jié)上下大工夫，才能真正解決問(wèn)題?！崩钸B榮說(shuō)。
