中國儲能網訊：近年來，我國氫能產業(yè)快速發(fā)展。在一系列利好政策支持下，技術不斷取得突破，應用場景日益多元，尤其是綠氫產能規(guī)模不斷增長，產用兩端持續(xù)發(fā)力，推動氫能成為我國能源綠色低碳轉型、構建新型能源體系的重要支點。
我國制氫路線正在變“綠”
■本報記者 仲蕊
由中國氫能聯盟編著的《中國氫能源及燃料電池產業(yè)發(fā)展報告2022》（以下簡稱《報告》）近日發(fā)布。《報告》顯示，2022年我國氫能產業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑進一步清晰，逐步進入可持續(xù)健康發(fā)展通道，氫氣供需規(guī)模穩(wěn)步提升，綠氫產能實現倍增，綠氫裝備電解槽產能規(guī)模大幅增長。
當前，我國可再生能源裝機規(guī)模居全球第一，綠氫產業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，以綠電制綠氫成為氫能產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)共識。業(yè)內認為，雖然目前我國煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產氫產量仍占比較多，但隨著可再生能源制氫項目的加速推進，我國制氫路線綠色化趨勢將不斷加強。
綠氫產能實現倍增
《報告》指出，2022年，我國氫氣產能約為4882萬噸/年，同比增長約1.2%。其中，綠氫產能實現倍增，在“三北”地區(qū)的綠氫項目密集落地。
可再生能源制氫項目加速推進，西北、華北地區(qū)引領大型綠氫基地示范工程規(guī)劃建設。截至2022年底，我國已規(guī)劃超過300個可再生能源制氫項目，建成運營項目達36個，累計可再生氫產能約5.6萬噸/年；新增建成運營可再生氫項目23個，新增產能約3.3萬噸/年，同比增長超過140%。其中，內蒙古自治區(qū)能源局于2022年公布7個風光制氫一體化示范項目，產能達6.3萬噸/年；寧夏規(guī)劃建設11個可再生能源制氫項目，力爭2025年實現綠氫生產規(guī)模8萬噸/年。
“發(fā)展氫能特別是綠氫，是實現碳達峰碳中和目標的必由之路?！鼻迦A大學車輛學院氫能與燃料電池學科責任教授楊福源對記者表示，未來隨著可再生能源電解水制氫穩(wěn)定性經濟性的進一步提高，綠氫將成為氫源的重要發(fā)展方向。
全球范圍內，氫氣供需規(guī)模穩(wěn)步提升，低碳清潔氫占比持續(xù)提高。2022年，全球清潔氫項目密集落地，已投運電解水制氫項目數量及規(guī)模持續(xù)擴大。截至2022年底，項目總數達277個，同比增長約13.5%，總規(guī)模達585.6兆瓦，同比增長約21%。在營項目以堿性電解水制氫和質子交換膜電解水制氫技術路線為主，占比分別約65%和32%。
電解槽市場規(guī)模大漲
電解水制氫規(guī)模的提升，使電解槽市場迅速增長?！秷蟾妗分赋?，2022年，在全球清潔氫示范項目加速部署以及核心技術逐步成熟的背景下，上游制氫環(huán)節(jié)成為全球范圍內的發(fā)展熱點，推動電解槽產能和出貨量大幅增長。
具體來看，全球主流廠家各類電解槽產能部署超過15吉瓦，同比增長超過80%，中國占比過半，出貨量超過1吉瓦，同比增長約120%。其中，堿性電解槽占比超過70%。多國企業(yè)發(fā)力電解槽賽道，啟動電解槽及配套零部件全自動化和規(guī)模化產線建設。
“‘雙碳’目標下，越來越多的大型能源企業(yè)開始將目光投向氫氣，大舉布局制氫產業(yè)線，主動利用可再生能源發(fā)電制氫，替代煤化工制氫、天然氣裂解制氫等傳統(tǒng)制氫方式，以降低碳排放。”中國船舶集團有限公司第七一八研究所高級工程師李海鵬指出，隨著可再生能源發(fā)電成本越來越低，制氫經濟性初步顯現。多重因素影響下，制氫端獲得更多重視，氫氣需求飆升，電解槽等制氫設備市場需求進一步擴大。
值得關注的是，隨著產業(yè)規(guī)模的逐步擴大，綠氫相較于化石能源制氫已在局部區(qū)域顯現出一定的替代潛力?！秷蟾妗凤@示，2022年，受化石原料價格攀升影響，我國煤制氫和天然氣制氫整體成本約為13元/公斤和25元/公斤。以鄂爾多斯、寧東為代表的部分資源優(yōu)勢地區(qū)的綠氫評估成本降至約20元/公斤，已與化石能源制氫成本基本相當，為綠氫耦合化工等領域試點示范提供有力支撐。
安全有序推動工程示范
值得注意的是，目前，我國綠氫的應用成本仍然相對較高?！皩Ξa業(yè)而言，綠氫成本只要降下來，整個氫能產業(yè)就活了，成本降不下來，補貼多少最后都沒有出路?！睏罡Ｔ粗毖?。
對此，《報告》進一步指出，2023年，氫能產業(yè)要在頂層設計指導下，統(tǒng)籌產學研用資源，加快技術創(chuàng)新和重點場景示范應用，持續(xù)完善氫能產業(yè)政策體制和發(fā)展環(huán)境，統(tǒng)籌謀劃供應鏈基礎設施，適度超前開展試點示范，聚焦安全穩(wěn)定有序發(fā)展，推動氫能應用成本快速下降。
“在保障氫能產業(yè)鏈和供應鏈安全、穩(wěn)定、有序發(fā)展的前提下，圍繞綠氫耦合煤化工、氫電融合等領域部署一批‘可再生能源制氫+儲運+綜合應用’全鏈條重大工程示范，以解決上下游聯動不足、消納場景不明確等問題，探索市場化運作商業(yè)模式?！薄秷蟾妗氛J為，可圍繞電價等方面制定補貼政策，降低可再生能源制氫項目運營成本。同時，著眼未來發(fā)展需求，超前探索“沙戈荒”和“深遠海”等場景可再生能源制氫示范布局；依托項目布局推動氫氣管網、氫液化設施以及高速、國道等重點區(qū)域加氫站建設，持續(xù)優(yōu)化基礎設施網絡布局。
有研科技集團首席專家蔣利軍認為，近期應以源端電氫協(xié)同就地利用模式多元用氫，提高經濟競爭力和能源效率；同時，可采用受端電氫協(xié)同模式發(fā)展分布式能源系統(tǒng)，充分利用源端低電價和受端谷電的支撐作用，有效降低綠氫運行成本。
清潔制氫有望取得長足進展
■本報記者 張勝杰
“氫能的廣泛應用，核心在于氫能生產成本與傳統(tǒng)能源逐步拉平。”9月14日，在中國（西部）氫能大會上發(fā)布的《全球氫能產業(yè)發(fā)展白皮書》（以下簡稱《白皮書》）顯示，藍氫可作為補充過渡能源，可再生綠氫才是終極目標。
氫能產業(yè)是全球戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來終極能源的發(fā)展方向，世界主要經濟體均在加速推進氫能產業(yè)發(fā)展。
《白皮書》顯示，全球氫能市場持續(xù)擴容，2021年全球氫能產量已達9400萬噸，約占全球終端能源消費總量的2.5%，市場規(guī)模約為1250億美元。從氫能項目的市場分布結構來看，在投項目多分布在工業(yè)和運輸領域。截至2022年，氫能產業(yè)鏈上的不同國家共宣布228個大型氫能項目。其中，規(guī)模化工業(yè)利用的氫能項目達90個，氫能運輸項目53個，大型制氫項目17個。
中國汽車技術研究中心有限公司資深首席專家黃永和在發(fā)布《白皮書》時分析稱，全球氫能主要應用于化工領域，在交通領域主要應用于氫燃料電池汽車。其中，韓、美、中、日、德五國在氫燃料電池汽車應用領域處于全球前列。
《白皮書》指出，我國是全球氫產量最大的國家；氫能的主要應用場景為工業(yè)用氫，占比超80%，其中交通領域應用占比提升空間很大。
目前，我國已開展燃料電池示范城市群試點推廣。截至2022年底，全國燃料電池車保有量為12682輛，累計建成加氫站358座，其中在營245座。
在氫能產業(yè)相關政策方面，自2021年以來，我國各級政府共發(fā)布300余項支持政策，主要集中在廣東、江蘇、上海、山東等東南沿海發(fā)達地區(qū)。
在“雙碳”目標驅動下，氫能需求量和在能源消費端的占比均大幅增長。到2030年，國內氫能年需求量預計將達到3715萬噸，到2060年可達到1.3億噸，終端消費占比將達到20%。在應用端，交通領域氫能使用量也將大幅提升，預計占比將超過30%，增量主要集中在氫燃料電池汽車產業(yè)。
值得注意的是，《白皮書》指出，氫能的廣泛應用，核心在于氫能生產成本與傳統(tǒng)能源逐步拉平。當可再生能源電價降至0.16元/千瓦時，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與藍氫成本相當，預計可在2040年實現；當可再生能源電價降至0.13元/千瓦時，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與現階段的灰氫成本相當，預計可在2060年實現。
“發(fā)展氫能是未來保障國家能源安全和產業(yè)轉型升級的重要舉措，在國家頂層設計全力推動下，近年來我國氫能產業(yè)熱度持續(xù)攀升，已初步邁入商業(yè)化階段?！秉S永和說。
對于我國氫能供應體系今后發(fā)展趨勢，《白皮書》預測，“未來，在多方的共同努力下，清潔制氫有望取得長足進展?！?
記者了解到，目前，主要發(fā)達國家和地區(qū)均提出支持氫能產業(yè)發(fā)展的相關規(guī)劃和政策。比如，美國《通貨膨脹法案》提出在10年內對氫能給予3690億美元的財政補貼；歐盟EHB計劃提出到2040年建設3.97萬公里氫氣網絡，聯通21個主要歐盟國家；日本計劃未來10年投入3700億日元扶持氫能產業(yè)，以大幅提高氫能供給能力，降低單位終端使用成本；韓國提出力爭2050年實現氫能對傳統(tǒng)化石能源的大幅替代。
《白皮書》從產量、能源占比、制氫方式和成本四個維度測算未來氫能產業(yè)發(fā)展，預計到2050年，全球綠氫產量可達3.23億噸，藍氫產量達到2.04億噸；氫能在全球能源總需求中的占比達13%。到2030年，化石能源+碳捕捉技術制氫規(guī)模可達6899噸，電解水制氫規(guī)?？蛇_7972噸。到2060年，可再生能源電解水制氫相比現在的制氫成本有望下降一半，達到1.3—3.3美元/千克。全球范圍內，綠氫和藍氫有望在10年內實現生產成本持平。
黃永和認為，能源安全、低碳環(huán)保和氣候問題的內生驅動力將加快全球各主要經濟體完善氫能產業(yè)頂層設計，并加大資本投入。
《白皮書》強調，氫能產業(yè)的發(fā)展依賴全球能源結構從傳統(tǒng)化石燃料向清潔低碳能源發(fā)展。作為終極清潔能源，未來，氫能將逐步實現對電力系統(tǒng)的配套和補充。
氫能交通“質”“量”雙升
■本報記者 仲蕊
“交通、工業(yè)和建筑是能源的三大應用場景，其中交通是能源價值最大的應用領域。相信隨著燃料電池汽車示范城市群政策的推進，2025年燃料電池汽車產業(yè)將進入半市場化階段，并在2030年進入全面市場化階段。”清華工研院副院長朱德權在近日召開的氫能碳中和論壇暨H2-Eco第三屆國際氫生態(tài)峰會上指出。
近兩年，在我國燃料電池汽車示范城市群政策的推動下，氫能在交通領域的應用得到快速發(fā)展，目前氫燃料電池汽車保有量超萬輛，預計到2025年將達數萬輛。與會專家指出，目前燃料電池技術已相當成熟，未來應著力加快儲運和基礎設施建設速度，助力燃料電池汽車應用推廣，加速場景落地。
核心零部件國產化成果可觀
北京億華通公司常務副總經理于民指出，從零部件的發(fā)展歷程來看，燃料電池汽車產業(yè)經歷了三個階段，2016年以前是技術探索階段，2016年-2021年是技術示范階段，2021年開始商業(yè)示范。在不同階段，產業(yè)都解決了不同的技術難題。
具體來看，2016年前，氫能產業(yè)處于技術路線探索與確定階段，逐步確定了氫電混合技術路線。2016年-2021年的技術示范階段，推進燃料電池零部件國產化成為產業(yè)發(fā)展重點。于民舉例稱，當時，億華通需要從全球采購零部件來搭建燃料電池系統(tǒng)，并嘗試把所有的燃料電池零部件進行國產化。在這個初期階段，雖然國產化產品還不成熟，部分零部件企業(yè)也并不積極，但在產業(yè)的持續(xù)努力下，部分零部件國產化進程持續(xù)加速。
在2021年-2025年的商業(yè)示范階段，產業(yè)開始致力于攻克所有關鍵零部件技術，同時降低成本。于民表示，目前，氫燃料電池汽車需要突破的八大關鍵核心零部件技術，已經有5項全部實現國產化，且性價比很高，壽命可觀?！?018年前，我們買國外100臺30千瓦空壓機，每臺要10萬塊錢，交貨周期為三個月，如果產品損壞送到國外修理，往返還需要3個月的時間。從2018年開始，業(yè)內開始加大研發(fā)國產零部件，整個生產節(jié)奏大大加快，成本也進一步下降。例如，空壓機每臺售價現已不到1萬元。”
廣州海珀特科技有限公司CEO孫營指出，燃料電池系統(tǒng)產業(yè)從2016年的技術成熟度不高，發(fā)展到了如今的逐步實現產業(yè)化、示范化。在此過程中，氫燃料電池系統(tǒng)上下游企業(yè)、從業(yè)者對工程的開發(fā)、產業(yè)的開拓，都給燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展打下堅實基礎。
產業(yè)配合默契度提高
氫能產業(yè)廠商間的配合與默契度逐步提升，營造出更好的產業(yè)狀態(tài)?！斑^去，開發(fā)一個燃料電池發(fā)動機可能需要兩年時間，而現在，開發(fā)時間已縮短一半甚至更多。過去，燃料電池產品生產出來就直接搭載到汽車上，而現在，則需要經過嚴格的車規(guī)級測試，真正滿足車規(guī)級要求后才能正式應用上車?！庇诿裾f。
美錦氫能科技董事長姚錦麗指出，目前來看，燃料電池在交通領域的應用已有5-6年的實踐。產業(yè)發(fā)展離不開眾多企業(yè)參與，我國氫能產業(yè)從整體上看，是和諧共生的狀態(tài)。
姚錦麗舉例稱，近段時間，億華通、重塑能源等燃料電池系統(tǒng)企業(yè)紛紛布局制氫端，契合和吻合行業(yè)發(fā)展現狀?！澳壳?，即使是在示范城市群的城市內，氫源供應仍是卡脖子問題，尤其是低成本的氫源供應問題。制氫是燃料電池的逆反應，因此燃料電池系統(tǒng)商深度布局制氫行業(yè)，將有利于加速解決氫源問題，利好整個行業(yè)?！?
產業(yè)發(fā)展狀態(tài)向好，進一步推動產品降本增效。于民表示，目前，國產零部件的性價比正成幾何倍數增長，產品效率、性價比較高，產品可靠性基本能滿足商業(yè)示范需求。“到2025年，在不需要補貼的情況下，零部件在燃料電池汽車上的成本，有望和鋰電池成本持平?！?
北汽福田汽車股份有限公司副總裁秦志東認為，未來燃料電池汽車產業(yè)要實現更大規(guī)模應用，離不開產業(yè)鏈端協(xié)同。例如，國家電投等大型央企、國企共同構建綠色能源體系，從制儲運加用環(huán)節(jié)加大布局?，F階段，應充分利用好燃料電池汽車示范城市群政策，在合作中進一步上規(guī)模、降成本，助推氫能產業(yè)加速發(fā)展。
儲運和基礎設施建設仍待加快
氫燃料汽車規(guī)模擴張的同時，加氫站等基礎設施建設也持續(xù)發(fā)力?！拔覀冊谌珖饕鞘惺痉秴^(qū)內布局加氫站網絡。目前，運營中的加氫站近30座，今年計劃布局40座。”姚錦麗表示。
需要注意的是，總體來看，我國氫能產業(yè)儲運端基礎設施建設仍較緩慢?！半m然氫能交通在我國示范城市群政策的推動下得到快速發(fā)展，目前氫能車保有量也超萬輛，并有望在2025年達到幾萬輛規(guī)模，但依然面臨諸多制約，例如儲運、基礎設施等?！眹译娡稓淠芸萍及l(fā)展有限公司總經理張銀廣表示，氫能儲運和基礎設施建設需政府和國家層面推動，希望在氫能實現規(guī)?；瘧们?，能夠加快儲運和基礎設施建設速度，尤其是加氫站、儲運管道相關基礎設施的建設，為氫燃料電池汽車規(guī)?；\營奠定基礎。
此外，面對補貼退坡挑戰(zhàn)，張銀廣指出，建議將補貼改為政策支持的形式。比如，在燃料電池汽車路權或稅收等方面進行專門的政策扶持，引導更多用戶主動切換到綠色交通應用中。
“2025年到2035年將是氫能產業(yè)快速發(fā)展階段，需要技術的反復迭代更新。希望國家在技術方面，尤其是利用國家戰(zhàn)略科技力量，比如高校的國家實驗室等，推動基礎技術研究取得突破，讓氫能企業(yè)有更多精力關注面向產業(yè)化的產品研發(fā)。”張銀廣進一步指出。
