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實(shí)現氫能的商業(yè)化還需要等待一個(gè)時(shí)機。
氫能是一種應用場(chǎng)景豐富的二次能源,具備清潔環(huán)保、熱值高等特點(diǎn),氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游制氫、中游氫儲運、加氫站,以及下游多元化的應用場(chǎng)景,可大規模應用于交通、工業(yè)、建筑及儲能領(lǐng)域。
中歐美日韓等全球主要經(jīng)濟體很早就將發(fā)展氫能提升到國家能源戰略層面,出臺相應發(fā)展規劃、路線(xiàn)圖以及產(chǎn)業(yè)政策。
按照各地規劃,到2025年,全國的氫燃料電池汽車(chē)將超過(guò)11.64萬(wàn)輛、加氫站將超987座,產(chǎn)值將達到萬(wàn)億元級別。
8月8日,國家標準委等六部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南(2023版)》,這是國家層面首個(gè)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設指南,明確了近三年國內國際氫能標準化工作重點(diǎn)任務(wù)。這被業(yè)內認為將極大推動(dòng)氫能規范化、規?;l(fā)展。
但從商業(yè)化的角度來(lái)看,制氫、儲運、加氫、用氫等產(chǎn)業(yè)鏈尚未完善,在經(jīng)濟性、技術(shù)等層面還需要進(jìn)一步突破,氫能商業(yè)化之路該怎么走?除了燃料電池外,氫能的應用前景還有多寬廣?
界面新聞特邀請了兩位行業(yè)專(zhuān)家就氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)議題進(jìn)行討論,他們分別是畢馬威中國能源及天然資源行業(yè)主管合伙人蔡忠銓 、氫楓(中國)首席財務(wù)官曹俊。
國外產(chǎn)業(yè)進(jìn)程如何?
近年來(lái),全球氫能政策正在逐漸加碼。
根據國家能源局數據,目前全球已經(jīng)有42個(gè)國家和地區發(fā)布了氫能政策,中國、美國、日本、德國、澳大利亞等國家已經(jīng)明確將氫能規劃上升到國家能源戰略高度,另有36個(gè)國家和地區正在籌備氫能政策。
“歐美等發(fā)達國家較早意識到了氣候問(wèn)題與能源危機,并對氫能等二次能源有了比較成熟的認知,”曹俊表示,“中國的氫能產(chǎn)業(yè)認知與認同還需要一定時(shí)間培養?!?/p>
海通國際報告指出,美國是最早將氫能及燃料電池作為能源戰略的國家,其對氫能源的關(guān)注可以追溯到上世紀70年代的石油能源危機時(shí)期,早在1970年便提出“氫經(jīng)濟”概念。
2019年,美國燃料電池與氫能協(xié)會(huì )(FCHEA)發(fā)布《氫能經(jīng)濟路線(xiàn)圖》,目標到2025年,各種應用的氫需求總量將達到1300萬(wàn)噸,將有12.5萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē);2020年美國發(fā)布《氫能計劃發(fā)展規劃》,制定多項關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟指標;2022年美國通過(guò)《通脹削減法案》,為綠氫生產(chǎn)提供最高3美元/kg的稅收抵免,并計劃到2030年成本降至2美元/kg,2035年降至1美元/kg。
日本也在2021年發(fā)布《第六次能源基本計劃》,計劃到2030、2050年實(shí)現氫氣年供應量300萬(wàn)噸、2000萬(wàn)噸,2030年實(shí)現制氫成本從目前的100日元/Nm3降至30日元/Nm3。
韓國及歐盟等國家和地區也明確發(fā)布了氫能戰略,提出了綠氫需求、產(chǎn)量、費用減免等方面的舉措。
蔡忠銓表示, 全球主要國家和地區在氫能建設方向上,基本一致偏向開(kāi)發(fā)綠氫,但由于資源稟賦和基礎條件差異較大,各國在發(fā)展模式、技術(shù)路線(xiàn)、國際貿易合作方面都各有側重。
他指出,中國作為能源消費大國和全球唯一具備完善工業(yè)體系的國家,氫能產(chǎn)業(yè)基礎配套能力強,市場(chǎng)需求潛力大,從頂層設計到產(chǎn)業(yè)落地正在全力推進(jìn)氫能規?;l(fā)展。
“從空間角度看,氫能可以分為出口國、進(jìn)口國或者使用國?!辈芸”硎?,出口國是指擁有豐富可再生能源資源的國家,比如中東地區有豐富的光照可以通過(guò)光電制取氫氣,提供便宜的氫氣出口,蘇格蘭北部地區北海擁有世界上最大的風(fēng)電自然資源。
除此之外,智利依托長(cháng)距離海岸線(xiàn),通過(guò)大規模海上風(fēng)電制氫并實(shí)現了低成本出口;澳大利亞憑借太陽(yáng)能、風(fēng)能資源以及土地利用強度低等優(yōu)勢,實(shí)現大規模開(kāi)展可再生能源制氫。
曹俊指出,氫輔助可再生能源電力的發(fā)展成為了未來(lái)人類(lèi)可再生能源領(lǐng)域轉型的一個(gè)最重要的指標。
國內是怎樣的發(fā)展節奏?
在“碳中和+能源安全”的戰略目標下,中國也在近些年推出氫能戰略政策,完善頂層設計,輔助完整產(chǎn)業(yè)鏈的形成。
從國內政策看,2019年氫能首次被寫(xiě)入《政府工作報告》,此后氫能相關(guān)支持政策加速出臺。國家專(zhuān)門(mén)發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》,且氫能作為前沿科技和新興產(chǎn)業(yè)被寫(xiě)進(jìn)國家“十四五”規劃。截至去年底,已有22個(gè)省市制定并發(fā)布本地氫能產(chǎn)業(yè)規劃。
蔡忠銓表示,中國氫能產(chǎn)業(yè)總體處于市場(chǎng)導入期,體現在氫能落地項目多以示范應用項目為主、商業(yè)模式仍需進(jìn)一步探索、氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未全面建立,未來(lái)市場(chǎng)需求主要受下游行業(yè)脫碳進(jìn)程、技術(shù)成熟度、政策支持力度三方面因素影響。
自2019年以來(lái),至少有12個(gè)省(自治區、直轄市)制定了到2025年的氫能發(fā)展量化目標。在氫能將迎來(lái)廣泛應用的確定趨勢下,各地對氫能發(fā)展普遍持積極態(tài)度。蔡忠銓同時(shí)指出,國家發(fā)改委也針對氫能發(fā)展規劃提出明確的方向,要科學(xué)評估本地產(chǎn)業(yè)基礎和發(fā)展空間,嚴防“跑馬圈地“、“互相攀比”。
具體來(lái)看,主要涉及三個(gè)方面,一是從中央到地方政策制定的協(xié)調合作機制還需要加強,堅持根據產(chǎn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況制定更詳盡的階段性目標和具體路徑;二是區域性的具有針對性的氫能產(chǎn)業(yè)政策還需要加強,地方政府應有限考慮打造區域內的產(chǎn)業(yè)生態(tài);三是在預算有限情況下,不斷提高氫能產(chǎn)業(yè)補貼的運行效率。
曹俊對此表示:“若統計所有地方政府的規劃總數,實(shí)際數據并沒(méi)有達到規劃目標,核心原因在于技術(shù)和成本這兩個(gè)點(diǎn)尚未突破,但政策導向能夠發(fā)揮核心的帶頭作用?!?/p>
他舉例稱(chēng),2016年國內只有三個(gè)加氫站,2023年全國已經(jīng)有超過(guò)300座的加氫站,接近百倍的增長(cháng)。但由于加氫站基數較少,再高的年復合增長(cháng)率也無(wú)法說(shuō)明整體發(fā)展已經(jīng)很快了。
,從燃料電池系統成本這一方面看,2017年佛山地區一公交線(xiàn)采購了國內第一批氫能公交車(chē),一輛氫能公交車(chē)的價(jià)格接近600萬(wàn)元,現在最貴的車(chē)僅需一半價(jià)格。
曹俊表示,“中國整體氫能發(fā)展節奏是‘小步快走’,并不像鋰電產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年一飛沖天,而是更理性地尋找突破口,等待技術(shù)、成本優(yōu)化到更好的階段?!?/p>
他認為,鋰電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的崛起路徑不太可能復制到氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè),最終要通過(guò)市場(chǎng)化的方式,讓氫能行業(yè)在未來(lái)逐步體現出優(yōu)勢。
各環(huán)節如何更快商業(yè)化?
氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游氫能制取,中游氫能儲存運輸,下游交通領(lǐng)域、儲能領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域應用等。
其中,上游制氫包括化石能源制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等;儲運環(huán)節分為液氫儲運、高壓儲運、固態(tài)儲運、有機液態(tài)儲運;下游利用包括交通運輸、儲能、工業(yè)應用等。
針對氫能制取環(huán)節來(lái)看,根據生產(chǎn)來(lái)源和制備過(guò)程的碳排放情況,將氫能分為灰氫、藍氫和綠氫三種主要類(lèi)型,灰氫是通過(guò)化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣,在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )有二氧化碳等排放;藍氫是在灰氫的基礎上,應用碳捕集、利用與封存技術(shù),實(shí)現低碳制氫;綠氫,是通過(guò)使用再生能源制造的氫氣,
“氫的制備方式中,最簡(jiǎn)單、最直接的是用傳統化石能源制氫,”曹俊表示,未來(lái)一定是用可再生能源的方式來(lái)制取氫氣,即綠氫,目前有堿性電解水制氫、質(zhì)子交換膜、固態(tài)氧化物等多種方式。
火石創(chuàng )造數據顯示,2022年化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫、電解水制氫的產(chǎn)值規模分別為3271億元、1120億元、435億元;占比分別為68% 、23%、9%。由此可見(jiàn),化石能源制氫依然是當前規模最大的制氫方式。
曹俊認為,把綠氫作為制氫的支柱并不是現在要考慮的事情。應先通過(guò)藍氫或者灰氫實(shí)現降本,將整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)環(huán)境打造好,再把未來(lái)的綠氫技術(shù)嫁接進(jìn)來(lái),最終形成綠氫可持續發(fā)展形態(tài)。
蔡忠銓對此表示認同并指出,長(cháng)遠看綠氫技術(shù)仍要加大投入。無(wú)論是堿性電解水的可再生能源電力耦合問(wèn)題,還是質(zhì)子交換膜電解槽對稀有金屬銥的依賴(lài)等,都會(huì )隨著(zhù)市場(chǎng)參與者的擴大,技術(shù)路線(xiàn)得到逐漸完善。
相較于氫能產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節,儲運是產(chǎn)業(yè)鏈中最令人關(guān)注的環(huán)節?!皻淠墚a(chǎn)業(yè)最有瓶頸的地方就是儲運?!辈芸”硎?,目前市面上主要有高壓氣、液氫、固態(tài)儲運三種方式。
他表示,長(cháng)管拖車(chē)高壓氫氣是最簡(jiǎn)單且工藝成熟的方式,適用于終端用量較小的情況;液氫受制于液化和運維成本問(wèn)題,溢價(jià)過(guò)高,目前僅適用于如航天等特殊場(chǎng)景;固態(tài)儲氫是目前看相對容易產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。固態(tài)儲氫產(chǎn)品不僅適用于運輸,也可以在未來(lái)完美解決儲能領(lǐng)域的安全性和成本問(wèn)題。
蔡忠銓對此補充稱(chēng),未來(lái)氫的管道運輸也有望得到進(jìn)一步發(fā)展,比如西氫東輸,“這需要與氫能產(chǎn)業(yè)的大規模商業(yè)化相輔相成,國家戰略層面也會(huì )有一定準備?!?/p>
針對未來(lái)的氫能應用,蔡忠銓表示根據中國氫能聯(lián)盟預測,到2060年工業(yè)領(lǐng)域和交通領(lǐng)域氫氣使用量分別占比60%和31%。短期看,氫燃料電池車(chē)保有量有望在2025年達到5萬(wàn)輛,保持樂(lè )觀(guān)高速增長(cháng)的預期。
“氫能作為解決雙碳、解決氣候問(wèn)題的重要抓手之一,是高碳排放企業(yè)低碳轉型的剛需,在‘雙碳’目標下對此有迫切的需求,”曹俊表示,“未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)的蛋糕非常大,或許各行各業(yè)都將與氫有所關(guān)聯(lián)。