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我国氢能产业化发展:未来3-5年单个企业的规划超过全行业,算不算进入爆发期?
作者:化小北 来源:煤化工信息网 浏览次数:1724次 更新时间:2021-12-02

2020年,全球加氢站553座,中石化计划到2025年建成1000座;2021年全国电解槽产能1GW,隆基股份计划未来五年建成5-10GW;我国氢气产量约3300万吨,其中绿电制绿氢约14.5万吨,可再生能源直接制氢对全球来说是示范项目,宝丰能源和中石化光伏制氢单个项目分别达到2.14万吨和2万吨……

第一阶段:从1998-2020年,燃料电池产业化探索

1998年上海神力科技成立是中国燃料电池汽车产业化探索的起点,2000年由神力配套的中国第一辆燃料电池游览车装机,2004年燃料电池游览车出口韩国,此后2008年的北京奥运会和2010年的上海世博会都有燃料电池汽车示范运营。

2020年,我国燃料电池产业化已经形成了一定的基础:

1)形成了几个燃料电池产业集群。包括财政部等五部委批准的第一批“以奖代补”的三个示范城市群京津冀、长三角、粤港澳城市群,科技部批准的“氢进万家”山东示范城市群以外,湖北省、河南省、成渝地区对燃料电池产业也有比较完整的产业布局。

2)燃料电池产业龙头初步形成。在近20年的发展中,来自国内外科研机构和企业界、投资界的各方力量经历过流动、整合,形成了以上海重塑和北京亿华通为龙头的专业第三方燃料电池体系,和以整车企业投资的上海捷氢、潍柴动力、长城汽车未势能源构建的燃料电池-整车生态。

3)燃料电池产业链趋于完善。目前,国家“以奖代补”涉及的八大核心零部件除碳纸还处于测试阶段以外,其他零部件基本上都已经实现了国产化。

4)燃料电池核心技术指标不断优化,比肩欧美、追赶日韩。技术上我国燃料电池与日韩先进水平比较还有一些差距,但基本上可以与欧美媲美。

5)加氢站全球第一,产业生态基本实现闭环。早期很多的加氢站都是燃料电池企业在自己的生产园区建起来的配套设施。直到2018年,才逐步有了第三方的加氢站,目前,中石化已经成为国内加氢站的主力,据统计截至20219月底,国内累计建成加氢站190座,其中147座已经投入运营。

第二阶段:2019年——,氢气规模化供应及成本探索

1)氢气被纳入能源体系

20171122日,联合国波恩气候变化会议(COP23)举办之际,国际氢能源委员会(Hydrogen Council)发布了全球首份氢能源未来发展趋势调查报告,该报告指出:“氢能源是能源结构转型的重要方式,并且能够催生相当于2.5万亿美元的商业价值并同时创造3000多万人的就业机会。”并明确氢能源未来愿景的题为“Hydrogen, Scaling up(氢能源市场发展蓝图)”的调查报告,介绍了氢能源正式普及和能源结构转型方面的发展蓝图。

2050年之前,通过更大规模的普及,氢能源将占整个能源消耗量的大约20%,全年的CO2排放量能够较现在减少约60亿吨,能够承担将全球变暖控制在2℃以内所需CO2减排量中的约20%。到现在已经有30多个国家制定了氢能发展计划。

2)能源企业大举投资绿氢

我国是全球最大的产氢国,目前全球氢气产量约7000万吨,我国目前氢气产能大概有4100万吨,产量有3300多万吨。其中石化能源是主要的制氢途径。工业副产氢气有708万吨。电解水制氢很少,只有50万吨,大概占1.52%左右。按照我国2020年的电力结构(火电占71%,风电、水电、核电、光伏合计29%),绿电制绿氢的产量大约14.5万吨。

氢气被纳入能源体系的同时,“碳达峰,碳中和”目标使得大型能源企业和工业企业面临现实的排放压力,相关能源企业纷纷布局氢能,今年716日,国资委秘书长彭华岗曾经表示,超过三分之一的中央企业已经布局氢能。目前,国家能源集团、华能集团、国电投集团、三峡集团、国家电网、中广核、大唐、中石化、中石油、能建集团等能源企业都在氢能上做了大量的研发投入,并进入大规模项目的示范阶段。

中石化2025年要建成1000座加氢站,今年就要建成100座,预计今年全年全国加氢站数量超过200座。 

事实上,不仅是传统能源企业转型升级,可再生能源的发展也需要氢来作为大规模储氢平抑波动,隆基股份、协鑫集团、阳光电源等可再生能源企业也大举投资于绿氢产业。

3)大型项目陆续启动

绿氢的大规模生产是宝丰能源开启的,该公司于2019年开始建设全球单厂规模最大的太阳能电解水制氢项目,并于20214月首批装置成功投产,项目全部达产后可年产2.4亿标方绿氢和1.2亿标方绿氧。1公斤氢气为11.2立方米,公司2.4亿方氢气即为2.14万吨;1公斤氧气为0.7立方米,公司1.2亿标方绿氧即为17.14万吨。

2020121日,福建省漳州市政府与中国华能集团有限公司(下称“华能集团”)签署战略合作框架协议。华能集团计划在漳州投资1000亿元,建设漳州外海千万千瓦级海上风电能源基地和古雷开发区综合能源基地等。

202010月,由三峡集团负责投资建设,康明斯提供装备的乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目是全球规模最大的源网荷储示范项目开工建设。

202139日,四川公司与彭州市政府签订《华能彭州水电解制氢科技创新示范项目投资协议书》,彭州水电解制氢科技创新示范项目将建设2600标准立方米每小时水电解制氢站、高密度储氢设备和充氢站、华能四川绿氢技术创新研究院、氢能产业链技术综合示范基地,1300Nm3/h碱水电解槽由竞立与华能联合开发,计划于2021年建成。

2021818日,陕西咸阳秦都区与国家能源集团陕西电力有限公司签订光储氢综合应用一体化项目,总投资20亿元,规划建设分布式光伏项目装机容量300MW、新型集中式储能电站容量300MWh、电解水制氢站及配套加氢站容量500-2000Nm3/h

20211130日,中国石化宣布我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——中国石化新疆库车绿氢示范项目正式启动建设。公司称,这是全球在建的最大光伏绿氢生产项目,投产后年产绿氢可达2万吨。项目总投资近30亿元,主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,年产能2万吨的电解水制氢厂,储氢规模约21万标立方的储氢球罐,输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。项目预计20236月建成投产。

4)电解水产能大幅扩张

自今年3月隆基成立氢能公司以来,电解槽成为今年投资领域关注的重点,1016日,隆基氢能首台碱性水电解槽下线,公司当天宣布今年将具备500MW的能力,未来五年内产能将达到5-10GW

5)产业化进程推动技术进步

电解槽不是一项新技术,但过去主要作为工业原料,行业龙头也不过几千万的营业规模,没有什么研发投入,预计未来5年这个行业的规模超过100亿元,大量的资金进入将推动行业技术的快速进步。

6)储运方式多元化

运输方式也是这两年讨论的一个重要话题,因为目前都是区域性的试点,短距离、小规模示范,氢气主要运输方式还是高压运输,但液氢项目也在产业化推进中,航天101所、中集圣达因、中科富海、国富氢能都在液氢储运上做储备。不过,由于远距离运氢的成本比较高,化合物储氢包括甲醇制氢、镁基储氢、氨储氢、甲苯储氢方案都有一些探索,中集安瑞科与大化所合作建造的冬奥会的站内制氢项目就是甲醇制氢。