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    氫能產業新賽道

      作者:江欣屏  來源:決策網時間:2022-01-19
    在這條“史詩級的賽道”上,全球競爭一觸即發,誰能搶占先機,誰就能在競爭中贏得主動。

    氫能產業新賽道開啟了!

    自2021年初,氫能被納入國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要以來,氫能產業就越來越受各地政府和產業界的關注。據不完全統計,今年以來,北京、上海、山東、廣東、湖北、河北等20余個省市陸續發布了氫產業戰略規劃,并出臺了氫能及燃料電池產業相關扶持政策。2021年或將成為中國氫能產業發展元年。

    在“十四五”規劃綱要中,氫能與儲能被列為前瞻謀劃的六大未來產業之一。在碳達峰、碳中和的時代大背景下,能源行業需要一場革命,作為終極能源之一的氫能產業迅速站上了“風口”。根據中國氫能聯盟預計,到2025年,我國氫能產業產值將達到1萬億元;到2050年,氫氣需求量將接近6000萬噸,實現二氧化碳減排約7億噸,氫能在我國終端能源體系中占比超過10%,產業鏈年產值達到12萬億元,成為引領經濟發展的新增長極。

    第三次能源革命

    氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源,具有“清潔、高效、安全、可持續”的特點,被譽為未來世界能源架構的核心。

    氫能應用領域廣泛。在燃料領域,氫能能量密度高,是大型運輸場景下減排的經濟選擇。氫能電池電動汽車每公里僅排放60-70克二氧化碳,是排放最低的方案。

    在電力方面,氫能作為多功能載體,可以實現可再生能源體系的整合,不僅用于清潔發電,還能平衡電力需求和可再生能源之間的波動。在可再生能源能力不足或需求高峰時期,氫氣成為清潔能源的來源,在發電中起到脫碳的作用。

    在供暖方面,氫氣可以與天然氣混合使用,未來是少數能與天然氣競爭的低碳能源方案之一。通過與天然氣混合,借助基于燃氣輪機或燃料電池的電熱聯產(CHP)技術,提供靈活連續的熱能電能,進而有望取代化石燃料。低百分比的氫氣,可以安全地混合到現有的天然氣網絡中,無需對基礎設施或設備進行重大調整。

    在原材料領域,氫作早已被作為工業原料。為了更好達到減排目標,經濟高效地使用綠色氫氣成為下一步努力的方向。

    當前,全球能源行業都在經歷以低碳化、無碳化、低污染為方向的第三次能源革命,氫能將成為第三次能源變革的重要媒介,氫能源是全球大勢所趨。據國際氫能委員會預測,到2050年,全球氫能占能源比重將達到18%,氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元。隨著技術研發和產業資本的持續投入,未來10—20年全球氫能產業將迎來快速發展的重大機遇期。

    在這樣的趨勢下,歐美發達國家紛紛將氫能規劃上升到國家能源戰略高度。2020年以來,歐盟、加拿大等30多個國家和地區發布了氫能戰略。根據《歐盟氫能戰略》,歐盟計劃未來十年內向氫能產業投入5750億歐元。

    中國也在積極進行布局。今年年初,氫能被納入國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要,一系列政策加速落地。不久前,國家五部委聯合發布《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》,北京、上海、廣東報送的城市群成為首批示范城市,4年示范期內,每個城市群最高可獲得17億元中央財政資金獎補。

    不管是工業副產氫,還是風光核電制氫,中國都具有豐富的氫資源,且有大規模發展的產業基礎。中國是全球最大的商用車和新能源汽車生產國,應用場景十分廣闊,中國氫能產業具有彎道超車的條件。中國氫能聯盟報告顯示,當前中國氫氣年產能約4100萬噸、產量約3342萬噸,是世界第一產氫國。

    隨著技術的突破和應用領域的擴展,會發現氫能的前景遠遠超乎人們的想象。氫能將帶來一場真正的能源革命,氫能行業橫跨能源、工業、運輸、智慧城市等多個領域,將催生萬億級市場。

    在這條“史詩級的賽道”上,全球競爭一觸即發,誰能搶占先機,誰就能在競爭中贏得主動。

    全面布局、加速趕超

    當前,各地發展氫能產業的熱情高漲。全國已有20多個省、50余個城市開始搶抓機遇,進行戰略布局。氫能示范城市群的申報更是競爭激烈,媒體稱申報流程堪比IPO。隨著減碳壓力越來越大,接下來還會有更多地方搶抓新賽道。

    從各地發布的氫能發展規劃來看,“十四五”將是氫能產業快速發展的時期,但各地發展的路徑和側重點有所不同。

    以北京為例,根據《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》,北京市重點瞄準行業龍頭企業。2023年前,培育5至8家具有國際影響力的氫能產業鏈龍頭企業,京津冀區域累計實現產業規模突破500億元,減少碳排放100萬噸。2025年前,產業體系、配套基礎設施相對完善,培育10至15家具有國際影響力的產業鏈龍頭企業,建成3至4家國際一流的產業研發創新平臺,京津冀區域累計實現氫能產業規模1000億元以上,減少碳排放200萬噸。

    從重點領域來看,北京市氫能產業的突破口集中在交通運輸和分布式供能兩大領域。在交通運輸領域,2023年前,北京市將推廣加氫站及加油加氫合建站等靈活建設模式,力爭建成37座加氫站,推廣燃料電池汽車3000輛;2025年前,探索更大規模加氫站建設的商業模式,力爭完成新增37座加氫站建設,實現燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛。

    在分布式供能領域,2023年前,在京津冀區域開展氫能與可再生能源耦合示范項目,推動在商業中心、數據中心、醫院等場景分布式供電、熱電聯供的示范應用;2025年前,在京津冀范圍探索更多應用場景供電、供熱的商業化模式,建設“氫進萬家”智慧能源示范社區,累計推廣分布式發電系統裝機規模10MW以上。

    作為超前布局氫能產業的地區之一,廣東在打造氫能產業集群方面占據了先發優勢。截至目前,包括佛山、廣州、深圳、茂名等多個城市均已制定出臺了氫能規劃。廣東日前公布的2021年重點建設項目計劃中,涉及氫能產業的5個項目合計投資超600億元。

    廣東在氫燃料電池電堆等研發制造方面處于全國領先地位,在培育新能源汽車發展方面也有著得天獨厚的優勢。如果能發揮在氫能產業集群方面的優勢,廣東氫能產業有望在5年內走向成熟。

    不僅是地方政府,企業層面也在競相布局。根據有關機構統計,目前有2200多家氫能相關企業,其中僅2020年的注冊量就達到477家。

    從區域分布來看,廣東省的氫能相關企業數量遙遙領先,共計382家。江蘇、山東分別以180家和174家排在第二、三名。河北、湖北、浙江等省份的氫能相關企業均超過100家。

    從城市分布來看,深圳、北京和上海的氫能相關企業數量排在第一梯隊,分別為194家、131家和128家。蘇州、武漢以及張家口的數量也相對較高,均超過了50家。

    值得關注的是,這些企業中有相當數量是央企巨頭。根據國資委披露,目前已有超過三分之一的央企,制定了包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產業鏈的布局。

    例如,國家能源集團是中國氫能聯盟的理事長單位,發起設立了百億國能新能源產業投資基金,并以加氫供應為切入口,逐步向全產業鏈布局;國家電投集團2017年成立國家電投氫能公司,圍繞制氫、燃料電池完成技術積累和儲備,在催化劑、質子膜、雙極板等領域實現了自主化;中國石化的加氫站布局已經全面展開,目標是打造中國“第一氫能企業”。

    另外,中國能建、中海油、東方電氣、華能集團等也都在積極布局。央企“國家隊”的全面布局,對推動氫能“制運儲用”全鏈條發展有著重要的引領作用,將極大助推中國在氫能新賽道上加速趕超。

    從“灰氫”“藍氫”到“綠氫”

    盡管各路資本紛紛看好氫能產業,產業前景機遇無限,但總體上看,目前全球氫能產業處于發展的初期階段和商業模式探索階段。

    按照制取方式和碳排放量的不同,氫氣可以分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”三類?!盎覛洹笔侵竵碜悦夯蛱烊粴獾然剂系臍?,制氫成本較低但碳排放量最高;“藍氫”是以化石燃料為來源,輔以二氧化碳副產品捕獲、利用和儲存技術制得的氫,碳強度相對較低但成本較高;“綠氫”則是利用清潔能源和可再生能源制取的氫,例如電解水制氫,零碳排放,但成本很高。

    目前,中國氫氣主要來源于灰氫。藍氫基于生產成本低、技術成熟等優勢,作為一種“過渡清潔能源”現階段正在推廣應用階段。未來,氫能產業要真正成熟,產氫方式必須從灰氫、藍氫過渡到綠氫。在這個過程中,突破關鍵技術,降低制氫、儲能和運輸成本非常重要,這也是當前制約氫能產業發展的關鍵瓶頸。

    從技術上來看,雖然中國氫能發展的技術在不斷突破,但與國際先進水平相比,在關鍵技術上仍有差距,需要加速突破關鍵材料和核心技術裝備。

    特別是儲能技術有待進一步開發。將波動性、間歇性的風能、太陽能轉換為氫能,具有零排放、零污染和可持續的優勢,是理想的制氫方式,但電解槽、膜電機、膜材料等關鍵技術卻有待突破。

    同時,氫能的生產、運輸、應用等也有很多技術問題需要解決。目前,我國氫能產業鏈企業主要分布在燃料電池零部件以及應用環節,氫能儲運及加氫基礎設施發展薄弱。儲運方面,氫氣主要以高壓氣態、低溫液態等方式存儲和運輸,未來氣態、高壓、液體、固態儲氫各種技術需要齊頭并進;加氫站方面,數量少、匹配不均衡,供需體系還不完善。

    除了制氫成本高外,“卡脖子”關鍵就在儲運和加氫環節。京津冀、長三角、珠三角等發達地區氫能產業率先發展,也是出于避免長距離運輸以節省成本的現實需求。

    瓶頸往往意味機遇。過去,石油、天然氣等傳統能源誰占有資源,誰就擁有話語權;未來氫能時代誰占有技術,誰具有創新的能力,誰就會占據主導地位。

    2021年10月,為貫徹落實中央有關部署,推動氫能產業健康有序發展,國家發改委組織召開氫能產業發展系列座談會,邀請了工信部、財政部、自然資源部、住建部、交通運輸部、國家能源局等十多個部委,以及市場機構和專家學者與會,圍繞氫能制備、儲存、運輸、加注以及終端利用等全產業鏈,分析研判產業發展形勢,深入探討了氫能產業合理布局、有序推進多元化示范應用、構建清潔低碳供給體系、制定完善行業基礎標準等事宜。

    座談會標志著國家層面的頂層設計已經展開,國家將從“強化頂層設計、加快技術創新、完善政策體系”三個方面進行推動,氫能產業發展的號角已經吹響。

    (作者單位:浙江財經大學新經濟研究院)

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