氢能再加速:行业多频共振,蓄势迎候裂变

   2023-09-08 钛媒体

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核心提示:双碳时代,绿色优先,氢能因其蕴藏丰富、消耗时不产生温室气体、储存时间长等特性备受瞩目,被视为未来工业脱碳、能量长周期储运

“双碳”时代,绿色优先,氢能因其蕴藏丰富、消耗时不产生温室气体、储存时间长等特性备受瞩目,被视为未来工业脱碳、能量长周期储运、商用车燃料电池等领域的主力。此前从未大规模商业化的氢能赛道,也被普遍认为具有“从零到一”的历史性机遇,根据钛媒体APP此前报道,中国科学院院士欧阳明高曾在“2023世界氢能技术大会”上预测氢能是有“10万亿”规模潜力的产业集群。

近期,钛媒体APP观察到,氢能赛道从政策端到企业端,出现了不少具有标志性意义的重磅事件,各方都明显加快了前进速度。

政策、规划密集出台

作为传统领域的“新兴势力”,氢能因成本高昂、技术不成熟等问题在起步阶段缺乏竞争优势,想要发展,政策支持必不可少,我国氢能产业发展的政策驱动效应尤其明显。

2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确指出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,并分2025、2030、2035年三个节点设立了具体的阶段性目标。规划的发布引发了“风口”开启的预期,地方政策、投资方、企业形成了一波“赛跑式”入场的浪潮,但也同时在缺少清晰商业模式、市场化需求的情况下催生了大量难以消化的产能,并产生了盲目跟风、低水平重复建设、跑马圈地等问题。此后,在政策端“合理布局、有序发展”“稳慎应用,示范先行”等导向和入局者“碰壁”的前车之鉴下,行业“虚火”渐去,颇沉寂了一段时间。

今年8月8日,又一国家层面政策出台,国家标准委与国家发展改革委、工信部、生态环保部、应急管理部、国家能源局联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》(以下简称《指南》),这是我国首份氢能标准体系顶层设计指南。根据能景研究的统计,《指南》出台前,我国氢能领域共发布各级标准292项,数量不少,但严重“偏科”,存在标准集中于产业链下游、企业主体参与较少、滞后于产业发展等问题,所以亟需国家出台顶层标准,健全完善全产业链体系,打破各环节固有壁垒。有业内人士指出,《指南》的意义不在于直接解决成本、需求等难题,而是通过推进标准的设计、出台,让规范走在产业前面,间接引领各方在同一体系内开展合作,逐步解决产业制、储、运、加、用各环节的问题。

除《指南》外,近期氢能也在各行业、地方政府的政策规划中频频出现。近一个月来出台的《钢铁行业稳增长工作方案》《汽车行业稳增长工作方案》等方案中,数次提及加快氢能基础设施建设、氢能应用场景打造等相关内容。

地方政府层面,浙江、新疆、广西、宁夏、吉林等地近期陆续出台氢能产业相关发展规划、行动方案。其中,新疆政策力度最大,先是于8月末印发《自治区氢能产业发展三年行动方案(2023-2025年)》,明确氢源开发、氢能应用充分联动等主攻方向,并对三年中每年的示范区建设进度、可再生能源制氢产量、氢燃料电池车产量等做了具体的目标规定。随后,有“氢十条”之称的《自治区支持氢能产业示范区建设的若干政策措施》紧跟而上,公布了对氢能企业在企业培育、推广应用、金融支持等10个方面的专项支持政策,并提出成立氢能产业发展联盟。

省、市、自治区之外,西安、鄂尔多斯、包头、湖州等20余个副省级市或地级市也于8月至9月间纷纷发布了氢能产业发展行动方案或规划,形成集聚之势。

政策密集出台对行业形成了利好预期,光大证券研报称,《指南》等政策的密集发布有利于行业形成共振,氢能产业发展有望进一步提速。

制氢、用氢两头火热

相比于政策,8月份还有让行业更兴奋的大事件发生。

8月30日,中国石化宣布,其建设的新疆库车绿氢示范基地项目(以下简称“库车项目”)全面建成投产,电解水制氢能力2万吨/年,全部就近供应中国石化塔河炼化公司,用于替代炼化油加工中使用的天然气制氢,实现脱碳绿色发展。

该项目是我国规模最大的光伏发电直接制氢项目,也是我国首个实现绿氢规模化工业应用的项目。消息发布后,不少媒体以“零的突破”“业界沸腾”形容项目投产的意义和引起的反响。

一个项目的投产缘何能让行业如此关注?主要原因有三:

一是规模突破。这主要是指库车项目的投产将可再生能源制氢的产能、规模快速提升到了2万吨/年的数量级。所谓可再生能源制氢,即通过风、光、水等可再生能源直接发电制取氢,与目前仍占主流的化石能源制氢相比,生产过程中不产生温室气体,因此产出的氢被称为“绿氢”。绿氢是国家氢能规划中明确的未来重点方向,但目前受到制取成本高、电源不稳定等问题影响,产能、规模一直上不去,国家规划中,2025年可再生能源制氢量目标定为10-20万吨/年,新疆行动方案中2023年全年可再生能源制氢量设定为2万吨/年以上,与库车项目的年产能相同,可见该项目规模的突破意义;

二是示范作用。工业领域脱碳是氢能应用的主阵地,根据中国氢能联盟的预测,到2060年工业领域氢气使用量将占到氢气总量的60%。但目前,工业用氢,尤其是钢铁、化工等行业,主要还是使用化石燃料燃烧制氢,这种氢气在制取过程中产生大量碳排放,因此被称为“灰氢”。工业领域对传统能源依赖性强,脱碳难度大、进展慢,绿氢也始终难以在主阵地批量取代灰氢。而库车项目是我国首次实现绿氢在工业领域的规模化应用,每年可减少碳排放48.5万吨,示范作用明显。此外,项目对于制-用一体化项目的建设、氢气就近应用的发展方向也都有示范作用;

三是带动效应。氢能与更早进入发展轨道的储能相似,在初期面临成本高、需求弱、技术创新慢、商业模式不完善等问题,为了推动产业发展,都采用了央国企牵头打造大基地,创造产能和需求,刺激全产业链尽快创新技术、降低成本的方式,库车项目即是此中代表。根据中国石化介绍,库车项目突破性地解决了新能源波动电力场景下柔性制氢等技术难题,重大设备及核心材料全部实现国产化,其需求直接促进了国内电解槽等相关产业规模大幅提升。

据钛媒体APP了解,中国石化早在2021年就提出了打造“中国第一氢能公司”的目标,近两年相关业务布局、建设明显加快,在2023年半年报中,中国石化称公司致力于大力开拓氢能应用场景,积极向“油气氢电服”综合能源服务商转型。

除了库车项目投产,8月份氢能领域还有两大龙头亿华通与金风科技签订风氢一体化产业合作协议、中石油首个可再生能源制氢示范项目开工等重要企业动态,综观这些引起关注的事件,多与制氢、用氢相关,这也与我国目前氢能产业制、用“两头热”的现状相符。

制氢方面,如前文所述,我国目前通过化石能源、工业副产制取的氢占多数,未来的方向是通过可再生能源电解水的方式制取绿氢。虽然受成本、技术制约,当前产出能力和商业化进程均较慢,但业内对该领域普遍给出了高预期,据中国氢能产业联盟预测,2060年我国氢能产量将达到1. 3 亿吨,而其中1亿吨都来自可再生能源电解水制氢,市场前景广阔。目前,国电投、隆基、阳光电源等龙头公司在电解槽等相关设备领域都有布局,而随着需求渐旺,入场者也越来越多。

应用方面,主要用于工业、交通、电力、建筑四大能源消费领域,其中又以工业、交通为核心应用场景,具体如工业领域的炼钢、炼油等,交通领域的公交、重卡燃料电池。目前我国交通领域应用发展较快,工业领域也通过库车项目等示范项目渐渐显露出迭代趋势。得益于氢能在新旧能源间的耦合作用和世界范围内脱碳的大趋势,氢能应用需求在未来的增长空间较大,也是该产业被视为下一个“万亿风口”的基底所在。

储存、运输仍有瓶颈

制氢、用氢的“两头热”激发了上下游的热度和潜力,但也同时显示出中游储存、运输环节“中间冷”的现状。

在目前的氢能产业链图景中,储、运环节嫁接着制、用两端,虽然初始阶段国家倡导的一体化项目、就近应用场景减缓了储、运压力,但长期来看,想要大规模商业化、实现产业长足发展,想要平衡我国中西部制氢产量大、东部沿海用氢需求多的差异格局,储氢、运氢必须跟上两端的发展速度。

氢存在密度小、易燃易爆、在纯净状态下不易运输等自然属性,储运难度本就较大,目前相关环节发展相对较慢,当前的技术解决方案,普遍欠缺经济性。

具体来说,我国氢能储运环节还存在三个比较明显的瓶颈:

一是核心部件产量、性能相对较弱。目前,氢气的储存方式主要分为气态储氢、液态储氢和固态储氢三种,气态储氢主要通过储氢瓶实现,因其成本相对较低而发展较早,已产生了中材科技、中集安瑞科等年营收百亿以上的板块龙头。但目前我国储氢瓶始终受其核心部件(阀门、 内胆、高端碳纤维)等产量较低、性能参数较弱的制约,产品储存密度、效率较低,与国际先进制造工艺存在代差。而业态储氢目前处在示范阶段,固态储氢则仍在研究阶段,两者都亟待核心材料、制造工艺等取得突破性进展;

二是储运成本居高不下。目前受到技术、基础设施等制约,我国运氢主要依靠长管拖车,但这种方式多适用于短距离运输,难以经济、高效地在长途运输中实现。运输方式的限制推高了成本,目前不少加氢站运营成本的7成都消耗在了储运环节。目前业内较多观点认为管道运氢是未来大势所趋,能够平抑运输成本,但我国在这一领域还处于示范阶段,无法规模化应用。

三是安全隐患仍较大。氢的易燃易爆性质是行业老生常谈的话题,一旦泄露不仅可能形成喷火,还易引发爆炸,导致严重安全事故。此外,金属材料容易在接触氢的同时形成“氢脆” ,导致强度降低、寿命受损。目前无论相关材料技术还是配套的检测、预警等安全技术,都还不足以消除储运环节的安全性隐患。

新兴产业想要完成“从零到一”的裂变,就总要一次又一次地蓄力加速,氢能制、用两端已在多方助推下崭露头角,或许,下一个实现突破的就会是储、运关键环节。



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