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氢能,蓄势待发

时间:2024-04-23

文 王莹

进站、开箱、加气,五分钟之后便可再次开车上路,加入的是氢气,排出的只有水。7月30日,2022年北京冬奥会和冬残奥会运输主力氢能源车经过改装,作为冬奥会“绿色遗产”投入到公交日常运营中。随着169辆氢能源公交车的投入使用,北京正式开启公共交通“氢”时代。一周后,8月8日上午,广州首批24辆氢能环卫车正式在黄埔区投入使用,新海能源联新加氢站正式启动投运,越来越多的氢能源车开始出现在街头巷尾。

“双碳”目标下,氢能源突出的节能环保优势成为各地加快能源低碳转型和培育经济新增长点的重要抓手,而被特斯拉CEO马斯克多次唱衰的氢能源汽车也已在国内多座城市亮相,氢能源正在掀起一轮新的能源革命。

氢能重回风口

氢具有能量密度大、可存储、零污染等优点,可通过电解水、工业副产气体回收等多种方式制取,又可燃烧或通过燃料电池转化为电能,被视为“21世纪终极能源”。

早在2001年至2005年的“十五”规划期间,中国就曾大力发展氢能。当时发展氢能主要是从能源安全角度考虑,想要降低石油对外依存度。在政策的大力支持下,“十五”期间我国氢能技术得到快速发展。

然而,到“十二五”时期(2011年至2015年),氢能在中国的发展步伐开始放缓。2012年6月,国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012年—2020年)》,明确以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略方向。当时燃料电池造价很高,从经济性上来讲不如纯电动车所用的锂电池有优势。为了推动电动汽车的快速发展,中国启动了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”,在10年间通过财政补贴培育起全球最大的电动汽车市场。在纯电动车搭乘政策快速发展的十年里,中国氢燃料电池车的发展相对停滞。

时隔多年,停滞下的氢能产业缘何再回风口?

2020年9月,国家主席***在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。“双碳”目标的确立让氢能再次进入大众视野,实现绿色低碳发展,关键在优化能源结构,降低对化石能源的依赖,加快利用可再生能源。氢能作为最清洁的能源之一,是连接化石能源与可再生能源的重要桥梁,将在未来清洁、低碳、安全、高效的能源结构体系中扮演关键角色。因此,发展氢能成为改善能源结构的趋势之一,这也是此轮氢能热的内在原因。中国氢能联盟预测,在2060年碳中和目标指引下,到2050年我国氢能年需求量有望达6000万吨。产业规模方面,2050年我国氢能生态系统潜在市场规模有望达到12万亿元。

氢能产业火热的背后,离不开国家层面和各地氢能产业相关政策的支持。仅2021年,国家层面就发布了30多项发展氢能产业的相关政策,各级地方政府出台的相关政策更是多达数百项,围绕氢能产业发展密集出台的政策和相关规划正在助推行业驶入快车道。

2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021年—2035年)》(简称《规划》)真正推动行业发展迎来破局。《规划》从中长期和大能源的角度明确了氢的能源属性,不仅明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、总体要求和发展目标,为我国氢能产业长远发展描绘了宏伟蓝图,更把氢能作为实现“双碳”目标的重要载体和推动高质量发展的战略性新兴产业,明确了氢是未来国家能源体系的组成部分,提出了氢能产业发展的基本原则以及未来15年的发展目标,也提出了推动氢能产业高质量发展的重要举措。

中央号令之下,各地纷纷迅速响应。今年以来,山东、北京、广东等地相继发布氢能产业支持政策,涉及燃料电池汽车推广、加氢站建设、产业链延伸等多个领域。

2022年6月20日,上海市发改委发布《上海市氢能产业发展中长期规划(2022年—2035年)》提出,在确保安全、节约用地的前提下,优先在氢气资源丰富、应用场景成熟的区域重点布局,支持利用现有加油加气站改扩建加氢设施。明确到2025年,上海将建设各类加氢站70座左右,培育5至10家具有国际影响力的独角兽企业,建成3至5家国际一流创新研发平台。届时,上海燃料电池汽车保有量将突破1万辆,氢能产业链产业规模将突破1000亿元,在交通领域带动二氧化碳减排5万吨/年至10万吨/年。从远期目标来看,到2035年,上海将建成引领全国氢能产业发展的研发创新中心、关键核心装备与零部件制造检测中心,在交通、能源、工业等领域形成丰富多元的应用生态,建设海外氢能进口输运码头,布局东亚地区氢能贸易和交易中心。

紧接着,2022年7月,山东省发布《山东省氢能产业发展工程行动方案》,提出聚力实施科技领航、品牌培育、固本强基、交通应用、生态优化“五大发展行动”,明确到2025年,氢能产业规模超过1000亿元,累计推广燃料电池汽车1万辆,累计建成加氢站100座。到2030年,氢能产业规模达到5000亿元,关键技术取得重大突破,育成一批具有自主知识产权的知名企业和品牌,全面建成国内领先、国际知名的氢能产业发展高地。

政策之下,多个地方政府对氢能发展也热情高涨,将其视为短期内能看到的最大“蛋糕”。早在去年9月的“2021氢能产业发展论坛暨第十一届全球新能源企业500强峰会”上,山西省副省长王一新就表示氢能产业链是山西省“十四五”规划的先导性未来产业,又是山西省确定的首批十大重点产业链之一。今年7月21日,在山西省氢能产业链链上企业协作配套签约会上,作为山西省氢能产业链“链核企业”的鹏飞集团与上海申能、上海氢晨、上海鲲华、浙江蓝能等国内氢能产业头部企业首批签约,合作方将围绕制氢、储运、加注、应用等氢能产业,建设30座以上综合能源站,建设与30万辆重卡配套的电堆、氢燃料发动机、车载供氢系统等项目,总投资105亿元。

7月27日,武汉市雄韬氢雄实业有限公司雄韬新能源总部项目在武汉经开区正式启动,这是深圳市雄韬电源科技股份有限公司在汉氢能产业的又一个“里程碑”,将推动武汉经开区氢能产业链加速延伸,为武汉市打造“中国氢能枢纽城市”提供坚实支撑。

据不完全统计,随着3月份氢能“顶层方案”出台,氢能作为清洁能源的未来,目前已有北京、上海、山东、湖北、深圳、河南、江西、成都等超30个省市发布涉及氢能的规划和政策,一场关于氢能产业的“万亿争夺战”正在打响,氢能产业发展再一次站在风口上。

资本竞逐氢能赛道

在各地政府的支持和真金白银的投入下,氢能产业在城市规划层面迎来新的发展。与此同时,政府牵头下,资本市场反应迅速,纷纷布局氢能产业。

在政策和市场的双重驱动下,企业投资氢能产业热情高涨,越来越多的企业开始布局氢能产业链。氢能产业链具有链条长、潜在产值大的特点,与锂电池产业链相比,氢能与燃料电池产业链更长,分别包括上游氢气供应的制氢、储氢、输氢和加氢等环节以及下游的氢能整车、工业炼钢等应用环节。对于资本来说,氢能产业链上的每一个环节都将是一片值得开拓的蓝海。

加快“闯入”这一蓝海的企业里,不仅有中石油、中石化、中海油“三桶油”以及华能集团、中国电力投资集团、大唐集团、国电集团和华电集团五大发电央企等,也有潍柴动力、上海电气、深圳能源集团、阳煤集团等地方大型国企,亦有新奥股份、隆基股份、明阳智能、嘉化能源等一众民营企业。在氢能领域,央企、国企、民企诸雄争霸的格局正在加速形成。

根据2021年上半年中央企业经济运行情况新闻发布会,今年已有超过三分之一的中央企业在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。目前,大型央企已经开始率先发挥产业资源优势,在氢能发展中担当起排头兵的作用。中国氢能联盟由国家能源集团牵头,国家电网、东方电气、航天科技、中船重工、宝武钢铁、中国中车、三峡集团、中国一汽、东风汽车、中国钢研等多家央企参与,旨在推动行业政策和产业标准持续完善,加大产业资本投入力度,进而促进氢能加快产业化。

国家能源集团是中国氢能联盟的理事长单位,近年来持续大力推动氢能行业高质量发展,在江苏如皋成功建成国内首个双模全天候商业运营加氢站,并以加氢供应为切入口,逐步向全产业链布局,包括制氢、氢储运、加氢基础设施、终端利用等不同方面。

中化学建设投资集团在今年3月份与中国五环工程有限公司、唐山冀东水泥股份有限公司在北京签署战略合作协议,三方就共同推进固废资源化利用制氢、围绕“双碳”搭建氢能应用场景、打造氢能系统运营商等合作达成共识,这标志着氢能产业之路将进一步向下游拓展。

致力于打造“中国第一大氢能公司”的中国石化也在2022年加快布局氢能产业的步伐。年初,中国石化与上海舜华新能源系统有限公司签署增资协议,宣布战略入股上海舜华,积极布局氢能装备领域。7月,中国石化所属相关企业分别与河南机场集团、宝武清洁能源公司、一汽解放公司、上海重塑、中国氢能联盟、中国船级社、上海交通大学材料学院氢科学中心、国家电投武汉绿动氢能公司8家单位签署氢能产业链建设合作协议,携手打造氢能应用现代产业链,中国石化氢能产业格局正在快速搭建。据了解,中国石化计划到“十四五”末建成约1000座加氢站。

在资本市场上,氢能也成为2022年的“黑马”之一。2022年6月份,捷氢科技、国富氢能和治臻股份三家氢能企业同时奔赴科创板,氢能企业迎来一波IPO热潮,而这波热潮早在年初就有显现。2022年1月10日,威孚高科宣布,计划至2025年公司氢能业务拟累计规划投入约30亿元,其中氢燃料电池核心零部件业务投资约26亿元,后续将继续推进以合资公司为主体的氢燃料电池核心零部件业务亚太基地建设。11日,动力源表示将积极布局氢能领域,陆续推出并迭代燃料电池相关配套产品并不断拓展氢能领域的产品线。

数据显示,截至2022年第一季度,全国有51支以氢能源为主题或明确将氢能作为主要投资方向的基金完成募集,累计募集资金121.63亿元。2022年上半年,氢能领域共发生29起融资,未势能源、氢途科技、爱德曼氢能、国氢科技等8家燃料电池相关企业完成了亿元以上的融资,并明确提出了上市计划。

氢能之路,道阻且长

政策密集出台和资本竞相入局之下,氢能的大规模发展势在必行。但从整个产业发展现状来看,我国氢能的发展在包含制取、运输、加氢在内的氢气供应链建设方面仍然相对薄弱。业内人士表示,目前,氢气在我国产量很大,但主要用在工业生产过程中,在氢气生产和液化、液氢的储存和运输、终端应用等方面涉及的较少。氢能应用涉及非常多的环节,如何打通这些环节是关键。

“氢能产业当前并非是某一个环节的滞后限制了产业腾飞,而是全链路自上而下的产业化程度都不高,制氢、储运、加注环节都有技术缺陷尚未解决,规模商业化为时尚早。”一位氢能领域从业人员表示。

产业链技术薄弱直接反映在氢能产业中的便是成本高企。中国工程院院士彭苏萍表示,现在储、运和加氢,在整个氢能产业里面成本太高。制氢成本尚可以控制在每公斤10元左右,但储、运和加氢环节要30元。“氢的缺陷在于每立方米的储存密度相对较低,这意味着其运输将比石化能源更贵。”业内人士说到。

根据目前的产业发展规划来看,氢能未来最大的应用领域应该是氢燃料电池,但加氢站数量较少是导致氢能产业发展缓慢的一个不可忽视的问题。截至2021年年底,中国累计建成超过190座加氢站,在营加氢站超过157座,位居世界首位。但是对于氢能产业的发展来说,这些加氢站的数量还是较少。近年来,中国加氢站数量逐年攀升。然而加氢站核心部件主要依赖进口,这使得建一个加氢站需要1500万~2000万元,高昂的建站成本也是氢能行业大规模铺开的核心掣肘。

重重难题之下,技术也在不断实现突破。从“0”到“1”的技术突破是国内氢能产业发展的必由之路,随着氢能产业的大规模铺开,我国在氢能制备、储运、加注、燃料电池、氢储能系统等主要环节都积极进行创新,致力于突破“卡脖子”技术,全面提升基础研究、前沿技术和原始创新能力。目前,随着国内氢能及材料类企业持续的研发投入,我国氢能产业链在各个环节都将迎来新的发展。

尽管现阶段氢能产业在我国的发展仍处于起步阶段,但发展氢能是我国能源发展和能源革命的必然,也是我国实现“双碳”目标的重要支撑。当前,全球氢能产业处于快速发展前期,预计随着技术研发和资本的持续投入,未来10至20年全球氢能产业将迎来快速发展的重大机遇期。

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