《氢能再加速:行业多频共振,蓄势迎候裂变》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-09-12
  • 近一个月以来,氢能赛道大事不断,产业发展有望进一步提速。

    “双碳”时代,绿色优先,氢能因其蕴藏丰富、消耗时不产生温室气体、储存时间长等特性备受瞩目,被视为未来工业脱碳、能量长周期储运、商用车燃料电池等领域的主力。此前从未大规模商业化的氢能赛道,也被普遍认为具有“从零到一”的历史性机遇,根据钛媒体APP此前报道,中国科学院院士欧阳明高曾在“2023世界氢能技术大会”上预测氢能是有“10万亿”规模潜力的产业集群。

    近期,氢能赛道从政策端到企业端,出现了不少具有标志性意义的重磅事件,各方都明显加快了前进速度。

    政策、规划密集出台

    作为传统领域的“新兴势力”,氢能因成本高昂、技术不成熟等问题在起步阶段缺乏竞争优势,想要发展,政策支持必不可少,我国氢能产业发展的政策驱动效应尤其明显。

    2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确指出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,并分2025、2030、2035年三个节点设立了具体的阶段性目标。规划的发布引发了“风口”开启的预期,地方政策、投资方、企业形成了一波“赛跑式”入场的浪潮,但也同时在缺少清晰商业模式、市场化需求的情况下催生了大量难以消化的产能,并产生了盲目跟风、低水平重复建设、跑马圈地等问题。此后,在政策端“合理布局、有序发展”“稳慎应用,示范先行”等导向和入局者“碰壁”的前车之鉴下,行业“虚火”渐去,颇沉寂了一段时间。

    今年8月8日,又一国家层面政策出台,国家标准委与国家发展改革委、工信部、生态环保部、应急管理部、国家能源局联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》(以下简称《指南》),这是我国首份氢能标准体系顶层设计指南。根据能景研究的统计,《指南》出台前,我国氢能领域共发布各级标准292项,数量不少,但严重“偏科”,存在标准集中于产业链下游、企业主体参与较少、滞后于产业发展等问题,所以亟需国家出台顶层标准,健全完善全产业链体系,打破各环节固有壁垒。有业内人士指出,《指南》的意义不在于直接解决成本、需求等难题,而是通过推进标准的设计、出台,让规范走在产业前面,间接引领各方在同一体系内开展合作,逐步解决产业制、储、运、加、用各环节的问题。

    除《指南》外,近期氢能也在各行业、地方政府的政策规划中频频出现。近一个月来出台的《钢铁行业稳增长工作方案》《汽车行业稳增长工作方案》等方案中,数次提及加快氢能基础设施建设、氢能应用场景打造等相关内容。

    地方政府层面,浙江、新疆、广西、宁夏、吉林等地近期陆续出台氢能产业相关发展规划、行动方案。其中,新疆政策力度最大,先是于8月末印发《自治区氢能产业发展三年行动方案(2023-2025年)》,明确氢源开发、氢能应用充分联动等主攻方向,并对三年中每年的示范区建设进度、可再生能源制氢产量、氢燃料电池车产量等做了具体的目标规定。随后,有“氢十条”之称的《自治区支持氢能产业示范区建设的若干政策措施》紧跟而上,公布了对氢能企业在企业培育、推广应用、金融支持等10个方面的专项支持政策,并提出成立氢能产业发展联盟。

    省、市、自治区之外,西安、鄂尔多斯、包头、湖州等20余个副省级市或地级市也于8月至9月间纷纷发布了氢能产业发展行动方案或规划,形成集聚之势。

    政策密集出台对行业形成了利好预期,光大证券研报称,《指南》等政策的密集发布有利于行业形成共振,氢能产业发展有望进一步提速。

    制氢、用氢两头火热

    相比于政策,8月份还有让行业更兴奋的大事件发生。

    8月30日,中国石化宣布,其建设的新疆库车绿氢示范基地项目(以下简称“库车项目”)全面建成投产,电解水制氢能力2万吨/年,全部就近供应中国石化塔河炼化公司,用于替代炼化油加工中使用的天然气制氢,实现脱碳绿色发展。

    该项目是我国规模最大的光伏发电直接制氢项目,也是我国首个实现绿氢规模化工业应用的项目。消息发布后,不少媒体以“零的突破”“业界沸腾”形容项目投产的意义和引起的反响。

    一个项目的投产缘何能让行业如此关注?主要原因有三:

    一是规模突破。这主要是指库车项目的投产将可再生能源制氢的产能、规模快速提升到了2万吨/年的数量级。所谓可再生能源制氢,即通过风、光、水等可再生能源直接发电制取氢,与目前仍占主流的化石能源制氢相比,生产过程中不产生温室气体,因此产出的氢被称为“绿氢”。绿氢是国家氢能规划中明确的未来重点方向,但目前受到制取成本高、电源不稳定等问题影响,产能、规模一直上不去,国家规划中,2025年可再生能源制氢量目标定为10-20万吨/年,新疆行动方案中2023年全年可再生能源制氢量设定为2万吨/年以上,与库车项目的年产能相同,可见该项目规模的突破意义;

    二是示范作用。工业领域脱碳是氢能应用的主阵地,根据中国氢能联盟的预测,到2060年工业领域氢气使用量将占到氢气总量的60%。但目前,工业用氢,尤其是钢铁、化工等行业,主要还是使用化石燃料燃烧制氢,这种氢气在制取过程中产生大量碳排放,因此被称为“灰氢”。工业领域对传统能源依赖性强,脱碳难度大、进展慢,绿氢也始终难以在主阵地批量取代灰氢。而库车项目是我国首次实现绿氢在工业领域的规模化应用,每年可减少碳排放48.5万吨,示范作用明显。此外,项目对于制-用一体化项目的建设、氢气就近应用的发展方向也都有示范作用;

    三是带动效应。氢能与更早进入发展轨道的储能相似,在初期面临成本高、需求弱、技术创新慢、商业模式不完善等问题,为了推动产业发展,都采用了央国企牵头打造大基地,创造产能和需求,刺激全产业链尽快创新技术、降低成本的方式,库车项目即是此中代表。根据中国石化介绍,库车项目突破性地解决了新能源波动电力场景下柔性制氢等技术难题,重大设备及核心材料全部实现国产化,其需求直接促进了国内电解槽等相关产业规模大幅提升。

    据钛媒体APP了解,中国石化早在2021年就提出了打造“中国第一氢能公司”的目标,近两年相关业务布局、建设明显加快,在2023年半年报中,中国石化称公司致力于大力开拓氢能应用场景,积极向“油气氢电服”综合能源服务商转型。

    除了库车项目投产,8月份氢能领域还有两大龙头亿华通与金风科技签订风氢一体化产业合作协议、中石油首个可再生能源制氢示范项目开工等重要企业动态,综观这些引起关注的事件,多与制氢、用氢相关,这也与我国目前氢能产业制、用“两头热”的现状相符。

    制氢方面,如前文所述,我国目前通过化石能源、工业副产制取的氢占多数,未来的方向是通过可再生能源电解水的方式制取绿氢。虽然受成本、技术制约,当前产出能力和商业化进程均较慢,但业内对该领域普遍给出了高预期,据中国氢能产业联盟预测,2060年我国氢能产量将达到1. 3 亿吨,而其中1亿吨都来自可再生能源电解水制氢,市场前景广阔。目前,国电投、隆基、阳光电源等龙头公司在电解槽等相关设备领域都有布局,而随着需求渐旺,入场者也越来越多。

    应用方面,主要用于工业、交通、电力、建筑四大能源消费领域,其中又以工业、交通为核心应用场景,具体如工业领域的炼钢、炼油等,交通领域的公交、重卡燃料电池。目前我国交通领域应用发展较快,工业领域也通过库车项目等示范项目渐渐显露出迭代趋势。得益于氢能在新旧能源间的耦合作用和世界范围内脱碳的大趋势,氢能应用需求在未来的增长空间较大,也是该产业被视为下一个“万亿风口”的基底所在。

    储存、运输仍有瓶颈

    制氢、用氢的“两头热”激发了上下游的热度和潜力,但也同时显示出中游储存、运输环节“中间冷”的现状。

    在目前的氢能产业链图景中,储、运环节嫁接着制、用两端,虽然初始阶段国家倡导的一体化项目、就近应用场景减缓了储、运压力,但长期来看,想要大规模商业化、实现产业长足发展,想要平衡我国中西部制氢产量大、东部沿海用氢需求多的差异格局,储氢、运氢必须跟上两端的发展速度。

    氢存在密度小、易燃易爆、在纯净状态下不易运输等自然属性,储运难度本就较大,目前相关环节发展相对较慢,当前的技术解决方案,普遍欠缺经济性。

    具体来说,我国氢能储运环节还存在三个比较明显的瓶颈:

    一是核心部件产量、性能相对较弱。目前,氢气的储存方式主要分为气态储氢、液态储氢和固态储氢三种,气态储氢主要通过储氢瓶实现,因其成本相对较低而发展较早,已产生了中材科技、中集安瑞科等年营收百亿以上的板块龙头。但目前我国储氢瓶始终受其核心部件(阀门、 内胆、高端碳纤维)等产量较低、性能参数较弱的制约,产品储存密度、效率较低,与国际先进制造工艺存在代差。而业态储氢目前处在示范阶段,固态储氢则仍在研究阶段,两者都亟待核心材料、制造工艺等取得突破性进展;

    二是储运成本居高不下。目前受到技术、基础设施等制约,我国运氢主要依靠长管拖车,但这种方式多适用于短距离运输,难以经济、高效地在长途运输中实现。运输方式的限制推高了成本,目前不少加氢站运营成本的7成都消耗在了储运环节。目前业内较多观点认为管道运氢是未来大势所趋,能够平抑运输成本,但我国在这一领域还处于示范阶段,无法规模化应用。

    三是安全隐患仍较大。氢的易燃易爆性质是行业老生常谈的话题,一旦泄露不仅可能形成喷火,还易引发爆炸,导致严重安全事故。此外,金属材料容易在接触氢的同时形成“氢脆” ,导致强度降低、寿命受损。目前无论相关材料技术还是配套的检测、预警等安全技术,都还不足以消除储运环节的安全性隐患。

    新兴产业想要完成“从零到一”的裂变,就总要一次又一次地蓄力加速,氢能制、用两端已在多方助推下崭露头角,或许,下一个实现突破的就会是储、运关键环节。

  • 原文来源:https://h2.in-en.com/html/h2-2428164.shtml
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
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    • 钢铁行业是最大的碳排放源之一,在双碳目标下,氢能作为高效清洁的绿色能源,十分契合钢铁企业节能与绿色低碳转型的诉求,同时钢铁企业涉足氢能,也有利于业务拓展和探索新的产业发展路径。近期,全球钢铁企业也在氢能领域不断收获进展,详情如下: 1、晋南钢铁推进氢能应用 11月18日,晋南钢铁举行首批氢能公交车投放仪式。此次投放的氢能公交车,运行效率高、续航长,单次加氢时间仅5-10分钟,续航里程可达600公里,是晋南钢铁继今年6月投运第二批100辆氢能重卡和50辆电动装载机后,再次向氢能物流领域发力的一项重要举措。 10月19日,由晋南钢铁集团与杭氧集团合作建设的杭沃氢能综合能源岛项目举行开工仪式。此次开工建设的综合能源岛项目,由卸车区、加氢区、加气区、充电区、站房区等组成,该项目集加氢、充电、加气功能于一体,设计加氢能力为每天9000公斤,最大加氢能力为12000公斤,计划明年4月15日建成投用。 2、阿联酋钢铁工业公司开发绿氢项目 11月22日,钢铁制造商阿联酋钢铁公司与能源供应商马斯达尔公司共同表示,将协作开发绿色氢项目,用于生产低碳钢铁。阿联酋钢铁公司的生产设施已开始安装相关设备,预计将于2024年投产使用,投产后,阿联酋钢铁公司将使用绿色氢代替天然气还原铁矿石。 3、水钢开辟氢能发展新赛道 11月8日,水钢与中集安瑞科签订“焦炉煤气高附加值利用项目”合作协议。双方将整合资源、发挥优势,共建焦炉煤气高附加值利用项目,同时水钢将依托丰富的焦炉煤气制氢资源,开辟氢能发展新赛道,助力六盘水市氢能产业建设和清洁能源城市创建。 4、唐钢首批超宽断面临氢管线钢成功下线 11月,唐钢公司定制生产的首批1930mm超宽断面临氢管线钢L245M成功下线,将用于国家输氢管道重点工程项目。唐钢通过优化成分设计,采用双联冶炼工艺和控轧控冷工艺,保证了带钢尺寸、板形、表面质量及温度等指标的精准控制,解决了钢材在富氢环境下易发生氢脆断裂的问题,实现超宽断面临氢管线钢一次轧制成功,为保证输氢管道运输安全、提高使用寿命做好材料支撑。 5、太钢燃料电池用不锈钢国内首发 11月消息,太钢超级超纯铁素体TFC22-X向国内燃料电池龙头企业完成批量交付,实现新能源领域用关键战略材料国内首发,解决燃料电池行业“卡脖子”关键战略材料问题。燃料电池连接体用TFC22一X超级铁素体不锈钢的成功研发,填补了国内空白,为国内战略新兴行业发展注入强劲动力。 6、德龙钢铁集团德鑫制氢项目开工 11月1日,德龙钢铁集团德鑫制氢项目在冀·津(涉县·天铁)循环经济产业示范区化工集中区正式开工。该项目采用变压吸附提氢等先进技术,以焦炉煤气为原料生产 LNG 和氢气,延伸了煤化工产业链,每年可减少CO2排放15万吨。 7、河钢集团与中国石化共建绿色氢能产业链 9月13日,河钢集团与中国石油化工集团在北京签署共建绿色氢能产业链战略合作框架协议,双方将充分发挥各自在氢能源产业资源、应用场景、关键技术等方面优势,进一步优化能源结构,提升能源保障能力,加快氢能产业可持续发展,共同为实现“双碳”目标作出新的更大贡献。 8、H2绿钢打造绿色钢铁厂 9月6日,H2绿钢从一个由Altor、GIC、Hy24和Just Climate牵头的投资集团筹集了约15亿欧元的资金。所得款项将用于H2绿钢在瑞典博登的旗舰大型绿色钢铁厂的建设和发展。与传统高炉技术生产的钢铁相比,该工厂生产钢铁的二氧化碳排放量将减少95%。这是通过在生产过程中用氢气取代煤炭而实现的,氢气由欧洲最大的电解槽现场生产,使用可再生电力。 9、德国钢铁巨头建设绿氢工厂 9月,德国钢铁巨头萨尔茨吉特公司宣布,他们已委托EPC承包商安德里茨公司建造一座100兆瓦的绿氢工厂,旨在为炼钢提供氢气。该氢气工厂计划自2026年起每年生产9000吨绿氢,到2033年将钢铁生产过程中的碳排放减少95%,其中包括通过替代燃煤高炉为氢气高炉来实现。