中國儲能網(wǎng)迅：上帝這次似乎終于站在了氫能這邊。
“應將氫能納入國家能源戰(zhàn)略體系，制訂國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，完善配套標準法規(guī)和支持政策?！敝袊茀f(xié)主席萬鋼在今日的中國汽車論壇上發(fā)言稱。
的確，政策熱度下，人和錢正在向氫能產(chǎn)業(yè)流動。氫能成為熱門賽道，甚至被譽為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗絹碓蕉嗑揞^重金入局。
不僅如此，這還是一場“世界大戰(zhàn)”。全球各國共有超過30個綠氫企劃戰(zhàn)略，包括日本、韓國、中國、德國、英國、歐盟和新西蘭等。
在中國，碳達峰、碳中和目標背景下，氫能在國家戰(zhàn)略層面的地位愈發(fā)凸顯。氫能產(chǎn)業(yè)已寫入我十四五發(fā)展規(guī)劃。中國氫能產(chǎn)業(yè)白皮書預計，2050年氫能產(chǎn)值將超過10萬億元。未來，中國將是世界上最大的氫能市場，到2060年實現(xiàn)碳中和時，氫能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過現(xiàn)在的石油產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
一夜之間，從企業(yè)到政府，氫能似乎成為了必爭之地。
氫能，尤其是可實現(xiàn)低碳甚至是零碳的綠氫，作為清潔能源之一，其潛力正在被釋放。我國已有20多個省、46個城市開始制定關于氫產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃。
誰在搶跑？賽點何時出現(xiàn)？成敗的關鍵在哪里？
而歷史上，氫能發(fā)展經(jīng)歷了三起三落，一直沒有獲得大規(guī)模發(fā)展。1973年國際氫能組織在美國成立。然而，隨著可開采油田資源逐漸豐富，氫能發(fā)展進入低潮期。20年后，由于氣候變化問題，氫能產(chǎn)業(yè)再次興起，各國加大研發(fā)投入力度，而隨著德國等第一代燃料電池汽車推出和油價穩(wěn)持低位，氫能發(fā)展再次受到抑制。21世紀初，世界對氣候問題的關注讓氫能迎來第三次發(fā)展熱潮，然而2008年金融危機后，石油價格回落，氫能發(fā)展又一次落入低谷。2015年，巴黎協(xié)定的簽署讓氫能再次回到大眾的視野。
這一次，氫能在全球能否取得持續(xù)發(fā)展并占據(jù)一席之地？機遇和挑戰(zhàn)又是什么？
火熱圈地
近幾個月以來，企業(yè)層面的熱情有增無減。
新能源行業(yè)最早行動的企業(yè)之一是隆基。今年3月31日，一則注冊信息攪動了資本市場。這一天，西安隆基氫能科技有限公司注冊，這意味著光伏巨頭隆基正式入局氫能。此舉也很快帶來資本市場氫能概念股的集體暴漲。
其實，隆基早在2018年就開始關注和布局可再生能源電解制氫。近三年來，隆基與國內外科研機構、專家進行研發(fā)課題合作，在電解制氫裝備、光伏制氫等領域形成了技術積累，計劃進行氫能產(chǎn)業(yè)化布局。
隆基選擇入局氫能賽道的細分入口是制氫設備。這是我國氫能產(chǎn)業(yè)相對薄弱的環(huán)節(jié)，一旦突破，想象空間巨大。
同樣在今年3月，上市公司密集發(fā)布公告，募資入局氫能。
3月16日，美錦能源公告，發(fā)行不超過36億元的可轉換公司債券，強化氫能源板塊業(yè)務。3月26日，上海電氣公告非公開發(fā)行A股股票募資50億元，投入于電解水制氫、超臨界CO2和大容量儲能技術研發(fā)等項目。
而“國家隊”成員國家電投，則在央企中率先成立了從事氫能技術的專業(yè)二級公司，并從集團層面對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局。董事長錢智民親自掛帥擔任組長。國家電投布局了從制氫到加氫站的氫能利用全產(chǎn)業(yè)鏈，并參與氫燃料電池的研制與開發(fā)。
今年5月，中國石化亦宣布要打造中國第一的氫能產(chǎn)業(yè)集團，把氫能作為公司新能源業(yè)務的主要方向之一。
其實，中國石化作為傳統(tǒng)能源企業(yè)，在氫能領域積累了一定的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。其擁有國內最大的制氫規(guī)模，一年生產(chǎn)氫氣350萬噸，占全國14%。
另一方面，中國石化在氫的運輸、儲存、加注、使用環(huán)節(jié)上皆有基礎。比如中國石化已有三條氫氣運輸管線。
在應用終端，中國石化有10座加氫站在運行。中國石化董事長張玉卓曾公開稱，今年要建成運行100座加氫站，十四五期間建成1000座加氫站。而現(xiàn)在全世界加起來也只有500多座加氫站。可見中國石化布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的野心。
半個月前的6月3日，光伏企業(yè)協(xié)鑫也在與西門子、東芝、國家電投等公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。這標志著協(xié)鑫也正式進軍氫能產(chǎn)業(yè)。
至此，協(xié)鑫今年的戰(zhàn)略新布局也在閉環(huán)中漸露端倪。今年3月協(xié)鑫宣布進入移動能源新生態(tài)，這為其掘金氫能終端應用領域奠定了基礎，并具備了獨家優(yōu)勢。
其實，綠色科技企業(yè)遠景也默默入局了氫能產(chǎn)業(yè)。最近，遠景在內蒙建立了一個產(chǎn)業(yè)基地，其中設立了風電產(chǎn)業(yè)基地、儲能產(chǎn)業(yè)基地，還有綠電制氫產(chǎn)業(yè)基地。其規(guī)劃所用綠電主要來自三北地區(qū)。
國外企業(yè)亦做出同樣部署。如美國最大油氣生產(chǎn)商?？松梨诎l(fā)布的戰(zhàn)略內容與過去兩年最大的變化，是大幅下調了未來公司油氣產(chǎn)量指引，重點表達了對碳捕獲與封存和氫能技術前景的關注。
總的來看，目前涌入氫能產(chǎn)業(yè)賽道的，多是大型能源企業(yè)。而大型公司多采取與新能源企業(yè)合作形式，投資及自主研發(fā)氫能，打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。
如中國石化、BP、博世等能源公司通過投資氫能開始向清潔能源轉型。中國石化選擇與光伏企業(yè)隆基合作，博世則持有CeresPower的18%股份，與其SOFC固態(tài)氧化物燃料電池技術合作生產(chǎn)燃料電池。
各地政府也不甘落后。
截至 2020 年 10 月，我國已有 23 個省、市、自治區(qū)，40 個城市及地區(qū)發(fā)布、或正在編制氫能發(fā)展戰(zhàn)略或規(guī)劃。按省份看，山東省、河北省、廣東省政策頒布數(shù)量較多。按城市看，成都市、佛山市和上海市較多。
如北京市提出，到2025年，將推廣氫燃料電池汽車1萬輛。同時要以冬奧會、燃料電池汽車示范城市群等應用場景為引領，布局氫能供應及燃料電池應用全產(chǎn)業(yè)鏈。
上海則明確到2023年，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)就要實現(xiàn)“百站、千億、萬輛”總體目標。據(jù)悉，上海正研究制定《上海市燃料電池汽車加氫站建設運營管理辦法》和《上海市車用加氫站布局專項規(guī)劃》，力爭用完善的氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游的政策體系，推動上?！皻淠芨邸钡慕ㄔO。
山東和科技部今年4月簽署了“氫進萬家”科技示范工程框架協(xié)議。山東的目標是“十四五”期間，氫能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值規(guī)模力爭突破1000億元。
就連曾經(jīng)的資源依賴型省份山西省也在這個新領域規(guī)劃頗多。山西省計劃于“十四五”期間積極打造焦氫共贏、風光制氫、優(yōu)化消納，能源交通、氫儲覆蓋的全產(chǎn)業(yè)鏈格局。
為何入局
去年，我國氫能產(chǎn)量和消費量均突破2500萬噸，已成為世界第一制氫大國。
中國氫能聯(lián)盟《中國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊》顯示，預計到2030年和2050年，中國氫氣需求量將分別達到3500萬噸和6000萬噸，終端能源占比分別達5%和10%以上。
氫能與其他新能源相比有一定的優(yōu)勢，未來氫能可以滿足全球能源需求，如住宅供暖、汽車燃料電池等。有專家預測，氫能甚至可能超越光伏和鋰電池儲能，成為新能源領域的新寵。
目前，氫的制取主要有三種較為成熟的技術路線：一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫；二是以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，三是電解水制氫。
電解水制氫技術被視為未來最有潛力的制氫技術。
電解水制氫技術主要分為堿性水電解槽（ALK）、質子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOEC）三類。當前通過電解水制氫技術的氫氣全口徑成本約50元 /kg（電價按 0.3 元 /kwh）。其中制氫環(huán)節(jié)成本占比約 44%，儲運環(huán)節(jié)約 24%，加注環(huán)節(jié)約 32%。
而企業(yè)能否在新賽道取得領先并賺取財富的第一步，是解決經(jīng)濟性問題。
中國船舶集團旗下籌建的派瑞氫能科技有限公司副總經(jīng)理趙宇稱，綠氫的可變成本中，電力成本占到60%-70%。而新能源企業(yè)入局氫能的底層邏輯和核心武器，便是電力成本更低。
氫能與新能源的最大關系是綠電制氫，即利用光伏或風電等新能源形式發(fā)電，再利用電解水制氫。而使用風電還是光伏制氫都不是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的關鍵，關鍵是制氫的電力成本足夠低。
以光伏為例，光伏制氫的優(yōu)勢主要有，可以平抑光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，利用氫能的儲能效用，將光伏發(fā)電轉換為氫能，以低于化學儲能的成本，實現(xiàn)跨天、跨周甚至跨月跨季度的儲能。
而最重要的是，我國光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展，一毛錢一度電已經(jīng)成為現(xiàn)實。據(jù)初步計算，在光照好的地方，光伏制氫的電力成本約1毛5分錢，大幅低于現(xiàn)在制氫的電力成本，光伏制氫的競爭力也因此逐漸增強。
如隆基的雙面雙玻組件能夠保持30年的發(fā)電能力，在日照資源好的地方，每瓦30年可以發(fā)60度電。按照平均每瓦30年發(fā)50度電算，每度電的技術成本已經(jīng)降低到0.06-0.07元。
以這個技術成本計算，如果在中國石化附近建一個光伏電站，利用光伏制氫，可以做到每公斤氫的成本低至十幾元，大大低于目前的加油成本。
協(xié)鑫集團董事長朱共山向能見介紹稱，未來，“可再生能源+水電解制氫”將成為大規(guī)模制氫發(fā)展趨勢。
“硅-光-氫”的新組合將帶來很大發(fā)展空間，利用光伏電解水制備氫氣，實現(xiàn)以綠氫為代表的“氣體能源”的無碳化生產(chǎn)、傳輸、消費和多次利用，也將成為復合型清潔能源供給的主流模式之一。
6月16日，四川甘孜州正斗一期200MW光伏基地開標顯示，有5家企業(yè)投出了低于0.2元/千瓦時的價格，國家電投則以最低價0.1476元/千瓦時預中標，國內光伏電站上網(wǎng)電價再創(chuàng)最低記錄。
可見，盡管今年光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游價格暴漲帶來了成本反彈，但長期來看，新能源度電成本下降是大趨勢。
而對于中國石化等傳統(tǒng)能源企業(yè)來說，雙碳目標是一個挑戰(zhàn)，布局清潔能源是其必然選擇。
中國石化既是氫的生產(chǎn)大戶，也是氫的使用大戶，不管是原材料生產(chǎn)，還是能源的分配，都需要氫的導入。
而從氫的使用角度來看，中國石化有大量材料可以用于氫燃料電池的生產(chǎn)。另外，中國石化在全國有3萬座左右加油站，天然具有無可比擬的氫能使用場景。
目前，只要制氫電力成本低于0.2元／度，便可基本其低碳和經(jīng)濟性的雙重需求。
而國家電投作為綜合能源企業(yè)，在氫能產(chǎn)業(yè)有得天獨厚的優(yōu)勢。目前其煤化工板塊年產(chǎn)超過400 萬噸氫氣，已具備能供應4000萬輛燃料電池乘用車的制氫能力，世界排名第一。
同時，國家電投擁有裝機規(guī)?？捎^的風電、光伏等可再生能源，利用可再生能源制氫可進一步降低成本和碳排放量。
挑戰(zhàn)與機遇
國家的政策扶持，大型能源集團跑馬圈地，活躍的初創(chuàng)公司的技術突破，以及氣候變化問題和清潔能源發(fā)展的大趨勢，都給氫能發(fā)展帶來了機遇。但挑戰(zhàn)也無處不在。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括氫的制備、儲運、加注、綜合應用和公共服務等多個環(huán)節(jié)。
具體來看，制備環(huán)節(jié)包括煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣提純制氫和電解水制氫等多種途徑；氫氣儲存包括氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種方式；氫氣運輸包括長管拖車、管道、輸電、液氫罐車、船運、火車等途徑；氫在交通領域的應用主要是質子交換膜燃料電池技術，涉及電堆、空壓機、循環(huán)泵、質子交換膜、催化劑等多種零部件和關鍵材料；氫在發(fā)電領域應用技術有質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池，固體氧化物燃料電池涉及電池片、電堆等零部件；公共服務涉及氫安全與檢測認證等裝備。
新中國成立70多年來，我國工業(yè)實現(xiàn)了歷史性跨越。10年前，我國制造業(yè)增加值超過美國，成為世界第一制造業(yè)大國。而我國制造業(yè)在取得巨大發(fā)展的同時，仍存在卡脖子問題。
在氫能領域，幾大環(huán)節(jié)皆有受制因素。
如電解水制氫中的ALK電解水制氫裝備，我國已實現(xiàn)國產(chǎn)化率95%，但氫氣閥門與儀表仍要進口。國產(chǎn)化的核心電解槽部件中，隔膜和電極技術水平與國外仍有差距。
儲運方面，如液氫儲罐蒸發(fā)率仍高于國外。
此外，氫能的材料學存在提升空間。材料學是一個傳統(tǒng)科學，但是在氫燃料電池中，對材料有更高的要求，需要進一步提升。
曾經(jīng)，我國有關部門總結了八項關鍵技術，這八項技術里氫燃料電池占了六項，分別是催化劑，擴散層，質子交換膜，膜電極，雙擊板，還有電堆。而系統(tǒng)中還有兩項技術，這兩項技術就是空氣壓縮機和氫循環(huán)泵。
當前這八項技術既制約了整個氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展，同時也對于上游新電解水制氫的技術路線和整個裝備構成制約。
而要解決這些問題，唯有自主創(chuàng)新。目前國內在氫能研發(fā)方面投入較大，每一個領域都有很大的突破。八項技術已基本上解決了自主問題。
國家電投旗下氫能科技公司董事長李連榮認為，中國發(fā)展氫能的當務之急，是解決三個問題。
第一大任務就是把自主化的研發(fā)體系建立起來，使國內資源能夠得到合理應用。產(chǎn)業(yè)鏈每一個環(huán)節(jié)都有人干，而且都有一個有效的組織。
第二，以自主技術為基礎，解決卡脖子之后，支持自主產(chǎn)業(yè)鏈。自主產(chǎn)業(yè)鏈在沒有形成之前，成本是降不下來的。一旦自主產(chǎn)業(yè)鏈形成了，可保證產(chǎn)業(yè)安全。在這個基礎上形成規(guī)模，最后才能解決成本問題。這是解決整個產(chǎn)業(yè)鏈的自主化的問題，產(chǎn)業(yè)鏈的安全問題。
第三，就是在自主技術支持下，在保證自主產(chǎn)業(yè)鏈的安全的情況下，推進整個規(guī)?；l(fā)展。因為氫能經(jīng)濟是一個規(guī)模經(jīng)濟，它是下一個萬億級的風口，但是畢竟現(xiàn)在還在醞釀的階段，在這個階段要拓展解決這個問題。
“必須得我們自己努力不可。非要這么做，在每一個環(huán)節(jié)上下大工夫，才能真正解決問題?！崩钸B榮說。
