【行業一線】「氫」裝上陣,何時成為主角?
原創

日期:2021年2月20日 上午11:10作者:覃漢計 編輯:lala
【行業一線】「氫」裝上陣,何時成為主角?

近日,大眾集團首席執行官赫伯特·迪斯(Herbert Diess)表示:「氫燃料汽車的發展頗具挑戰性,我們不打算進入氫燃料車細分市場。每個人都應該意識到,汽車並不需要氫。」

有網友對此評論到:大眾搞什麽還是取決於中國的政策導向,氫燃料電池才是未來,純電只是過渡而已。

2月19日,據南非當地媒體報道,在圍繞氫燃料技術進行了十多年的研究和開發之後,南非準備製造氫燃料電池並將其作為替代能源。南非總統拉馬福薩表示,政府正在建立一個將全國各種氫氣應用聚集在一起的產業集群,以形成「一個一體化的氫氣生態系統」。通過該計劃,南非的技術和知識將被用於從當地大量的礦產中獲取更大的經濟價值,包括創造新的就業機會、促進工業發展和利用清潔能源。

關於氫能源,既是全球能源結構轉型的難點,也是人類對能源利用的追求目標。不可否認,就像20年前談純電動新能源汽車一樣,目前談氫燃料電動車還為時尚早。兵馬未動,糧草先行,政策也正在引領氫能源向前進軍。

氫能的政策導向

氫能,是氫和氧進行化學反應釋放出的化學能,是一種清潔的二次能源,具有能量密度大、零污染、零碳排等優點,被譽為21世紀的「終極能源」。

在未來,除了電動化用作生產力以外,利用可再生能源製氫也將有效降低碳排放量,是原油替代進程中的重要備選能源。在碳排放警鍾長鳴的今天,碳中和成為多國中長期的奮鬥目標。

當前,全球有超過190個國家加入巴黎協定,以實踐行動應對全球氣候變化,爭取在本世紀下半葉實現碳中和。其中,中國提出二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,爭取2060年前實現碳中和的承諾。

實現碳中和目標的途徑有很多,其中光伏、風電和核能等清潔能源是當前全球能源結構轉型的主流。當然,氫能源也是其中一種不可忽略的清潔能源。

從政策層面看,我國近兩年來對氫能的政策扶持是史無前例的,對促進我國氫能的技術推動和應用指明了道路。

根據財華社統計,2019年以來,已至少有6個關於支持氫能源發展的文件頒佈,對氫能利用設施建設、燃料電池裝備製造、燃料電池補貼等均進行了指導,為構建氫能利用的宏偉藍圖打下了基礎。

此外,近兩年來,國内多個地方政府亦密集出台氫能發展政策。包括河北、廣東、江蘇和浙江等省份均頒佈了氫能產業的發展規劃或指導意見,其中2018年頒佈的《廣東省加快氫燃料電池汽車產業發展實施方案》中指出,適時在廣州、深圳等地試點開展氫燃料電池乘用車示範運行,力爭在2022年實現首批氫燃料電池乘用車示範運行,在珠三角核心區、沿海經濟帶佈局建設約300座加氫站。

而中國氫能聯盟發佈的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》指出,預計2020年-2025年間,中國氫能產業產值將達1萬億元,氫能源汽車數量達到5萬輛,加氫站數量200座;2026年-2035年產值達到5萬億元,加氫站數量達1500座,實現燃料電池汽車1500萬輛。

氫能源的來源、難點及應用

以目前人類的技術來看,現階段氫能源的主要來源包括工業副產氫、化石能源製氫、電解水製氫三種。

從製氫能量來源看,化石燃料製氫技術成熟,是目前製氫的主流技術,相比於石油價格,煤氣化和天然氣制取氫燃料的市場已有利潤空間,但是制取的氣體含雜質需提純且環保性較低。

工業副產氫來自煉化石化副產氫、焦化副產氫、煤化工副產氫等,相比化石能源製氫和電解水製氫更易獲取、更加便宜,但存在提純困難、易含雜質的問題。

以上兩種製氫方式雖然資源儲量量大,成本低,但均需要消耗不可再生的資源,且製氫產能佔比都較小,不可持續。而電解水製氫是最清潔、最可持續的製氫方式,並且是未來製氫的發展的重要方向,但電解水製氫的成本很高且受制於電價,目前電解水製氫的成本大約是每立方米3-4元,遠高於其他製氫成本。因此如果要大規模發展電解水製氫,降成本將是首要任務。

所以從經濟效益看,可再生能源製氫或是未來氫能源發展的重要途徑。在我國西部地區,已在研究將富餘的風、光發電製氫,但這種模式目前缺乏大規模推廣應用的現實條件,風、光等清潔能源當前也還處在降本增效的道路上,經濟效益還未達到理想狀態。

以上提到的是製氫的上遊環節,而中遊和下遊環節亦不是件易事。氫氣運輸、存儲及加氫環節技術門欄高:氫氣非管道運輸和存儲需要進行持續加壓處理,形成高壓儲氫或低溫液態儲氫,過程中對氣罐、存儲設施要求很高。目前無論是高壓氣瓶還是液態儲運,均只適用於短距離的運輸需求。未來要發揮氫氣在調峰、儲能中發揮重要作用,需要解決長距離儲運的難題。

此外,加氫站的設計、安全以及加氫設備均有高技術門檻。

既然可再生能源製氫存在消納和成本等問題,化石能源和電解水製氫被成本和技術難題難住,那如果能將氫氣摻入天然氣管道一起輸送是否是一個妙招?

有業内人士指出,目前國際上已經可以做到在天然氣管道中摻入20%的氫,在此比例下天然氣的各種輸送、利用設施不需要做任何的調整和更換。目前我國在天然氣摻氫方面已經展開了一些探索,但在相關的標準制定、技術規範方面,還處在起草階段,仍未最終落地。

在氫能源的應用方面,未來可應用的領域十分廣泛。目前氫能源主要應用於化工和冶金兩大工業領域,未來能源技術中將可應用於氫燃料電池車、航空航天等交通運輸,在合成燃料、燃料、建築供熱、電力生產等多個領域也將應用到,將可實現多元利用場景。

哪些公司涉足氫能源?成效如何?

未來,氫能將是新能源汽車未來動力的一大能量來源。當前我國汽車工業正進入轉型升級關鍵期,燃料電池車雖不及電動汽車成熟,但仍是新能源汽車市場的重要趨勢。

我國氫能發展正處於起步階段,降成本是一大問題,加氫站建設也相對滞後。自2019年以來,我國的氫能產業鏈已逐漸出現雛形,在氫燃料電池汽車最關鍵的燃料電池系統,都有多家企業宣佈正在進行或已經實現技術突破。

中汽協數據顯示,2016-2020年間,我國燃料電池汽車的銷量分别為629輛、1275輛、1527輛、2737輛、1000輛,累計超7100輛。

《國家創新驅動發展戰略綱要》等重要文件提到,到2030年,我國要實現氫燃料電池汽車保有量200萬輛的目標。

隨著氫能源產業興起,不少上市企業紛紛進軍氫能業務。由於氫能產業鏈涉及範圍廣泛,因此氫能概念股較多,A股氫能概念股超過了30家,港股也有數十家相關企業。

財華社對氫能產業上遊和下遊相關企業進行了統計,供讀者參考。

目前在氫能方面具備產業鏈優勢的企業不多,其中美錦能源(000723-HK)、雄韬股份(002733-CN)、金馬能源(06885-HK)等少數企業具有製氫、生產燃料電池、運營加氫站等全產業鏈的佈局。

從上圖看,氫能源行業中上遊企業佔了多數,當中涉及燃料電池生產、製氫、氫制備和燃料系統等領域;中遊企業則相對較少,主要在氫氣儲存、加氫站運營及氫燃料汽車生產等領域。

小結:氫能源資源豐富,未來發展廣闊,只是當前因存在技術問題而在生產成本等方面仍需進一步突破。不少具有前瞻性的企業也紛紛佈局氫能行業各個領域,但整體效益還有待提升,相信隨著政策的大力支持,未來氫能的運用也能達到目前光伏和風電等領域的成就。

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