氢能产业再度掀起热潮,但需破解产业化难关,哪些企业值得关注?

能源之家 2022-11-24
3026 字丨阅读本文需 7 分钟

氢能产业再度掀起热潮,11月23日,上海市经济信息化委主任吴金城表示,上海计划到2025年氢能产业链产业规模突破1000亿元。一时间,市场对氢能的关注度再次提高。而据记者不完全统计,近期,湖南、安徽等多地也接连发布氢能产业发展规划,剑指千亿元级氢能市场规模。

这到底是一个怎样的行业?行业存在哪些“好”“坏”因素?哪些重点企业值得关注?

01

发展氢能的必要性

氢,是宇宙中最基本的物质和能量元素,利用氢作为能量来源,是最广泛、最清洁、最灵活高效的二次能源,发展氢能正逐渐成为能源科技创新的焦点。

氢能的基本原理是将水电解后,得到氢气,通过设备将氢气储存起来,当需要电能时,将储存的氢气通过燃料电池等方式,再转换成电能。氢能可以真正实现零排放、无污染,这是目前已知的所有能源中最清洁的,因此,氢能有望成为能源使用的终极形式。

我国发展氢能有诸多必要性,首先是因为我国碳排放量位居全球第一,在所有领域碳排放中,电力领域碳排放占比约45%,因此在双碳目标下,改变传统供电方式、发展绿色清洁能源成为必经之路。

其次,发展氢能可降低能源供给结构性风险。在一次能源消费中,我国化石能源消费占比接近85%,远高于世界平均水平;在原油消费中,70%的原油都依赖进口;在天然气供给中,这两年进口依赖程度超过40%,受俄乌局势影响,天然气价格在持续增加。

再次,我国拥有发展氢能的优越条件。我国每年氢气产能约4100万吨,产量约3342万吨,在制氢及利用上位居全球前列,已初步掌握制氢、储氢、加氢、燃料电池等主要技术。

综合来看,尤其在双碳背景下,发展氢能是推进能源体系变革的方向,保障我国能源安全的重要环节。

02

政策支持氢能加速发展

氢能正在驶入发展的快车道。近期,多地频繁出台政策支持氢能产业发展。

11月23日,上海市经济信息化委主任吴金城介绍,上海将全力打造未来能源产业集群,在氢能领域,上海计划到2025年建设各类加氢站70座左右,建成3到5家国际一流的创新研发平台,燃料电池汽车保有量突破1万辆,氢能产业链产业规模突破1000亿元。

事实上,不止上海,自11月中旬以来,就有湖南省、安徽省、宁夏(自治区)三个地区接连发布了氢能产业发展专项规划。

安徽省提出,到2025年,力争燃料电池整车产能达到5000辆/年,加氢站(包括合建站)数量达到30座。宁夏(自治区)提出,到2025年,氢燃料电池重卡保有量500辆以上,建成加氢站10座以上。湖南省提出,到2025年,推广应用氢燃料电池汽车500辆,建成加氢站10座。

市场认为,氢能产业的火热与国家的顶层设计密切相关。今年3月份,国家发改委和国家能源局出台《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分和战略性新兴产业的重点方向。此后,各地也纷纷给出更为明确的规划目标和支持政策,带动氢能产业快速发展。

据香橙会研究院统计,截至目前,全国已有22个省(自治区、直辖市)发布了省(自治区、直辖市)级氢能发展规划,而其他没发布省级氢能规划的省(自治区),也基本上出台了发展氢能产业方面的政策文件。

除了省级层面外,各个城市也在加快氢能产业布局。目前已有超过60个地级市出台氢能发展规划。

03

储氢的两大技术方向

氢能虽然还处于发展初期,但长期来看,氢能是有确定性发展前景的产业,因此对氢能的研究热度越来越高。在氢储能涉及环节中,储氢是关键环节。储氢技术方向主要有两种,一是物理储氢,二是化学储氢。

先来看物理储氢,这有三种技术路径,分别是高压气态储存技术、低温液态储存技术、地质储氢技术。其中,高压气态储存技术是在高压下,将氢气压缩,以高密度气态形式储存在特定容器中,这是目前应用最广泛的储氢方式,成本比较低、能耗低,缺点是储氢容器比较难研制;另一种低温液态储存是将氢气冷却,液化储存于低温绝热液氢罐中,这种方式成本相对较高、能耗比较大。

第三种地质储氢技术是通过盐穴、废弃矿井、油气井和含水层储存压缩氢气,和前面两种相比,这种方式能大规模储存氢能,并且能长期储存,相对来看是比较好的选择,但这种技术路径也有不足,就是受地理条件限制较大,不太灵活方便。

再来看化学储氢,这也有三种技术路径,分别是固态储存技术、有机液态储氢和液氨储氢技术。其中,固态储存是利用氢气和储氢材料之间发生物理或化学反应,转化为固溶体或氢化物进行氢气储存,固态储氢体积密度较大,运输也比较方便,并且安全性高,但可惜的是,目前还处于实验室阶段,还没有实现产业化应用。

有机液态储氢是通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应,从而实现氢能储存,这种储氢方式密度高,安全性高,而且能长期储存,远距离运输,但缺点也很明显,有机液态储氢成本比较高,大规模应用有难度,并且氢气的纯度也不高。

液氨储氢技术是氢与氨气在催化剂作用下合成液氨,以液氨的形式储存,这种储存方式能耗低,运输效率和安全性高,并且实现难度也低,但不足是对设备的要求比较高。

可以看到,氢储能技术路线有很多,每种技术都有优劣,总体来看,目前产业化程度偏低,因此短期内还会偏重于受政策影响。

04

成本制约氢储能产业化

氢储能目前还没有大规模落地应用,很大原因是成本较高。在制氢环节,最理想的方式,是通过可再生能源电解水制氢,碱水制氢技术成熟,目前也初步实现了商业化,但在制氢过程中,耗电量大、成本高是突出问题。

在储存环节,如上文所述,目前还未找到最佳方案;在加氢站环节,目前单站储氢量比较小,而且部分设备及零部件依然依赖进口,综合来看,各项成本都高。

在终端应用环节,从国内来看,目前还多用于氢燃料电池车,但要知道的是,国内燃料电池车辆本身就很少,市场销量有限,生产规模很小,这导致整车成本较高,其中电池系统在成本中占比高达一半以上。

这是氢能在产业化应用时本身面临的问题,此外,从外部来看,虽然全国各地都在积极研究和发展氢能,但对于部分地区而言,受限于自身条件,也许并不适合发展氢能。

长期来看,发展氢能是未来能源利用的理想方向,但就目前而言依然面临诸多挑战,这也需要多方持续努力,共同推动产业化。

05

哪些重点企业值得关注?

1.中石化

前身是成立于1983年7月的中国石油化工总公司,2018年经过公司制改制为中国石油化工集团有限公司,目前是中国最大的成品油和石化产品供应商、第二大油气生产商,是世界第一大炼油公司、第二大化工公司,加油站总数位居世界第二,在2021年《财富》世界500强企业中排名第5位。中石化是参与氢储能的代表性国央企,中石化曾计划要打造中国第一氢能公司。

中石化在新疆投产了一个大工程,就是新疆库车光伏制绿氢项目的施工现场,整个光伏项目占地达到了9500多亩,相当于900多个足球场的大小,全年预计产绿氢2万吨,中国石化塔河炼化公司副总经理曹杰透露,光伏电解水制氢成本大概是每公斤18元。

而1公斤氢气在标准状况(0℃,一标准大气压)下的体积约为11.2立方米,换算下来制氢成本大约是1.6元每标准方。而以丰田MIRAI为例,每百公里消耗氢气0.55公斤,换算下来, 每公里的氢气成本仅仅只有1毛钱,当然,这里只算了氢气制取成本,没有计算运输和运营成本,但是随着氢气的制取成本不断下降,未来氢燃料汽车的行驶成本,低到和电动汽车相当是完全有可能的,再加上3分钟满血复活的充能速度,相比电动汽车,优势明显。

2.中材科技

中材科技成立于2004年,隶属于中国建材集团,专业从事新能源储运装备制造、车用复合气瓶的研发生产和销售,2008年起研发高压储氢气瓶。在氢能储运上,研发了加氢站站用瓶、长距离运氢长管以及车载供氢系统备等产品,是国内少数可实现385L储氢气瓶批量供应的企业,客户包括宇通客车、南京金龙、北汽福田、三一重工等头部企业。2021年,中材科技车载储氢瓶出货量在国内排名第二。

3.国富氢能

成立于2016年,业务涉及氢能产业链上中下游,研发有高压氢瓶与车载供氢系统等产品,是国内氢能装备头部企业,客户包括燃料电池系统集成厂商、整车厂、能源公司等,比如中国石化、美锦能源、奇臻科技、上海捷氢、上海至塑等。2021年,国富氢能车载储氢瓶出货量市场占有率达35.63%,市占率在行业中位居第一。

文章来源: 出新研究,证券日报,老司机侃侃车儿

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