被譽為“21世紀(jì)終極能源”的氫能,最近作為“前沿新興產(chǎn)業(yè)”首次進入政府工作報告,成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要引擎,引起廣泛關(guān)注。
氫能是典型新質(zhì)生產(chǎn)力
從要素構(gòu)成來看,氫能的“新”主要表現(xiàn)為新型勞動者、新型勞動資料和新型勞動對象。
首先,新型勞動者是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。氫能產(chǎn)業(yè)涉及制氫、儲運、加注、用氫等多個環(huán)節(jié),鏈條較長,需要具備高技能和專業(yè)知識的復(fù)合性新型人才。
其次,新型勞動資料在氫能生產(chǎn)過程中扮演著重要角色。氫能生產(chǎn)使用的設(shè)備、工具和技術(shù)需要具備高效節(jié)能、可再生能源兼容性、智能控制、環(huán)保及安全可靠等特點,這些要求推動了在氫能生產(chǎn)過程中使用高效的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、先進的綠色能源技術(shù)等新型勞動資料。
第三,新型勞動對象凸顯了氫能的應(yīng)用前景。隨著頂層設(shè)計的落地和氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,氫能的應(yīng)用場景范圍正在不斷擴大。如,在交通領(lǐng)域,除了氫燃料電池車輛,火車、船舶、飛機等交通工具也逐漸引入氫能技術(shù);在工業(yè)領(lǐng)域,氫能正在被廣泛應(yīng)用于高溫?zé)崮堋⒒ぴ虾秃铣扇剂系阮I(lǐng)域;在建筑領(lǐng)域,微型燃料電池、燃料電池供暖等應(yīng)用也是氫能的新方向。這些“新”的應(yīng)用領(lǐng)域展示了氫能的前景和潛力。
氫能的“質(zhì)”主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
一是新本質(zhì)。氫能是實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體,推動交通、工業(yè)等用能終端的能源消費轉(zhuǎn)型和高耗能、高排放行業(yè)綠色發(fā)展,減少溫室氣體排放,推動經(jīng)濟發(fā)展方式由傳統(tǒng)要素驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動。
二是高質(zhì)量。氫能作為優(yōu)質(zhì)的二次能源,可替代汽油、柴油等能源,與鋰動力電池形成互補。相比傳統(tǒng)燃料,氫燃燒或電化學(xué)產(chǎn)物僅為水,無碳排放和污染物,且具有更高的能量密度。與鋰電動汽車相比,氫燃料電池車續(xù)航更長,加注迅速,無需充電。在供給側(cè)能源安全方面,氫可以以水為原料制取,儲量豐富,可循環(huán)制取;此外,采用風(fēng)電、光伏電解水制氫可以解決棄風(fēng)棄光的消納問題,進一步推動可再生能源的應(yīng)用。通過加速培育氫能相關(guān)的新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式有助于構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系,打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點,為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。
新質(zhì)生產(chǎn)力必然是環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的生產(chǎn)力,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力客觀上就是在發(fā)展綠色生產(chǎn)力。作為先進的綠色生產(chǎn)力,氫能主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
一是技術(shù)先進。氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都需要先進的技術(shù)支持。如,氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展使得氫能能夠在交通、儲能等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)備和重大產(chǎn)品的技術(shù)也在不斷進步,以滿足更高的效率和安全性要求。
二是產(chǎn)業(yè)先進。氫能產(chǎn)業(yè)正在逐步形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系,包括工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫等多種制氫方式。此外,氫能產(chǎn)業(yè)還涉及交通、儲能、工業(yè)等多個應(yīng)用領(lǐng)域,形成了多元化的氫能應(yīng)用生態(tài)。
我國已成為
全球第一產(chǎn)氫國
近年來,美國、日本等發(fā)達國家紛紛將氫能上升為國家戰(zhàn)略地位,搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機和制高點,我國也緊跟全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿,2022年出臺《氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》,為氫能產(chǎn)業(yè)提供國家層面的頂層設(shè)計。截至目前,北京、江蘇、天津、山東、四川、河北等20多個省、自治區(qū)和直轄市均陸續(xù)出臺了省級氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,加速培育氫能產(chǎn)業(yè)。
根據(jù)制取及碳排放量不同,制氫可分為灰氫、藍氫和綠氫三種類型。其中,目前市場上綠氫占比還很低,不過未來隨著電力成本下降,綠氫將成為主流。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院統(tǒng)計,2022年我國氫氣產(chǎn)量約為3533萬噸,占全球氫氣總產(chǎn)量的三分之一以上,穩(wěn)坐全球第一大產(chǎn)氫國的寶座。
從制氫結(jié)構(gòu)來看,目前以化石能源制氫為主,2022年煤制氫產(chǎn)量達到1985萬噸,占比56%;其次為天然氣制氫,占比21%。
從區(qū)域分布來看,西北、華東、華北位居國內(nèi)氫氣產(chǎn)量的前三名,合計占比達到74%,這主要是由于西北、華北地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富,而華東地區(qū)化工園區(qū)聚集,均在制氫方面存在優(yōu)勢。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù),到2050年,若要實現(xiàn)凈零排放,全球?qū)錃獾男枨罅繉⑦_到6.6億噸,其中中國約為1.95億噸,占比近30%。從增速看,2020年~2050年間每10年中國氫氣需求量平均復(fù)合增速為4.8%、10.6%、5.9%。
國內(nèi)企業(yè)加速布局
氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備
電解槽、儲氫瓶、加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)中不可或缺的設(shè)施,分別承擔(dān)著氫氣生產(chǎn)、儲存和供應(yīng)的重要功能。
1.電解槽
電解槽是綠氫賽道的核心設(shè)備。據(jù)勢銀公司統(tǒng)計,國內(nèi)已布局或規(guī)劃堿性電解槽的企業(yè)近200家,具備質(zhì)子交換膜電解槽生產(chǎn)能力的企業(yè)和機構(gòu)有30家左右。2023年國內(nèi)電解槽企業(yè)產(chǎn)能為11.5GW,且在2025年均有擴產(chǎn)計劃,預(yù)計2025年全國產(chǎn)能超40GW。
電解槽行業(yè)仍處于群雄逐鹿階段,根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計,2023年出貨量前三企業(yè)為派瑞氫能、隆基氫能(隆基綠能子公司)、考克利爾競立。
國內(nèi)獨立第三方產(chǎn)能規(guī)模居前的企業(yè)包括隆基氫能、陽光氫能(陽光電源子公司)、派瑞氫能、天津大陸、國富氫能、三一氫能(三一集團子公司)等公司。國內(nèi)終端客戶亦培育出多家成規(guī)模的電解槽企業(yè),如中石化體系的石化機械、康明斯恩澤,華電體系的華電重工,中能建體系的北京電力設(shè)備公司,以及國電投體系的長春綠動等企業(yè)。
2.儲氫瓶
根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)選取材料不同,儲氫瓶主要分為純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶(III型)及塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶(IV型)。其中,IV型儲氫瓶具備高儲氫質(zhì)量密度和低成本的優(yōu)勢,未來具有較大應(yīng)用潛力。目前主流儲氫瓶企業(yè)如中材科技、中集氫能、天海工業(yè)(京城股份子公司)等正加緊推進IV型瓶產(chǎn)品的生產(chǎn)驗證和產(chǎn)能建設(shè)。
3.加氫站
加氫站是氫燃料電池汽車等用氫技術(shù)推廣的必備基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)香橙會研究院數(shù)據(jù),2023年全國新建成加氫站62座,累計建成407座,數(shù)量全球第一。按各地區(qū)提出的氫能發(fā)展目標(biāo),到2025年,我國將建成加氫站超1000座,未來兩年加氫站將進入加速建設(shè)期。中石化、厚普股份、上海舜華等企業(yè)在氫能產(chǎn)業(yè)及加氫站建設(shè)方面積極布局。
交通及電力領(lǐng)域
應(yīng)用潛力大
氫能下游有交通、電力、化工、冶金等應(yīng)用場景。其中,氫能在交通及電力領(lǐng)域具備較大潛力,主要設(shè)備包括氫燃料電池和氫燃氣輪機。
1.交通
目前,燃料電池汽車的商業(yè)化運營集中在公交和物流領(lǐng)域,這與現(xiàn)階段燃料電池汽車的中長途、中重載、固定路線運載定位相符。在400km~800km的中長途里程中,燃料電池汽車的續(xù)航優(yōu)勢較純電動汽車更為明顯。此外,燃料電池及儲氫系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度遠高于純電動汽車的動力電池,大幅提升了中型和重型貨車的載貨能力。
據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2023年全年燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為5710輛、5843輛,同比增長分別為55.3%、72%,產(chǎn)銷成績創(chuàng)出歷史新高;其中,12月燃料電池汽車產(chǎn)量1298輛、銷量1512輛,分別同比增長98.8%、149.1%。后續(xù)隨著氫燃料電池汽車示范城市群政策持續(xù)實施及非城市群政策積極跟進,氫燃料電池汽車將實現(xiàn)穩(wěn)步增長。
2.電力領(lǐng)域
火力發(fā)電是當(dāng)前全球主要的發(fā)電來源之一,但其對煤炭和天然氣的依賴導(dǎo)致大量二氧化碳排放。采用氫為基礎(chǔ)的綠色氫或綠色氨,可以有效解決火電行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的問題。通過煤電摻氨燃燒至純氨燃燒和氣電摻氫燃燒至純氫燃燒,實現(xiàn)火電向低碳調(diào)節(jié)電廠的轉(zhuǎn)變。
火電摻氨主要有燃氣輪機摻氨和鍋爐摻氨兩種形式,其中燃氣輪機摻氫為實現(xiàn)碳中和的重要技術(shù)路徑。國內(nèi)外公司在燃氣輪機摻氫領(lǐng)域持續(xù)取得突破。目前通用電氣(GE)在全球已有超過100臺采用低熱值含氫燃料機組在運行,累計運行小時數(shù)超過800萬小時,其中部分機組的燃料含氫量超過50%,積累大量實踐經(jīng)驗。GE將零碳排放的燃氣技術(shù)分為五步,目標(biāo)在2030年前GEHA燃氣機具備100%的燒氫能力,最終實現(xiàn)零碳排放。國內(nèi)開展氫燃氣輪機相關(guān)項目的公司包括上海電氣、杭汽輪集團、國家電投等企業(yè)。
轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)環(huán)球網(wǎng),原文鏈接:https://capital.huanqiu.com/article/4H8waVtrO7s