《谁是中国氢能源之都?》

  • 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:2022-10-10
  • 氢都氢谷氢走廊,枢纽高地产业群——氢能源的风浩浩荡荡,氢能源的火燃遍神州大地。

    敏感的人或许已经留意到,全国34个省级行政区中,已有29个省(市、自治区)公布了涉氢政策。氢能相关企业超3900家,超过20%的企业是在一年之内成立。

    北京、上海、广州、深圳、苏州、嘉兴、郑州、张家口……越来越多的城市摩拳擦掌,争夺这场氢能源革命的C位。

    浪潮,还从一二线城市向小县城蔓延。如皋、常熟、张家港、南海、定州……听都没听过的十八线县城,也在百亿级氢能产业的梦想上蒙眼狂奔。

    各地打造氢能源的野心,从不断膨胀的产业园数量中可见一斑。

    截至2022年7月,中国60%的省份已着手打造氢能产业园,规划在建或已开园运营的氢能产业园约56座。

    政策接踵而至,企业大步跟上,投资者蠢蠢欲动。

    风口之上,氢都四起。遵义的酒、宁德的锂、赣州的矿,一个产业盘活一座城市的故事令人热血沸腾。而这一次,氢能源的造富故事,将要在什么地方上演?

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    2021年9月,财政部、工信部、能源局等联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》。

    通知要求,申报城市“在全国范围内选择产业链上优秀企业所在城市进行联合”,这意味着各申报城市能够打破行政区域限制,按需组建战队。

    经多轮专家评审,北京、上海、广东三个城市群率先脱颖而出,于2021年9月获批,河南、河北两个城市群也在2021年底获批。

    随后各地“呼朋引伴”组建“氢能朋友圈”,北京拉上了天津、河北,上海喊上了江苏、浙江,佛山带上了一众大湾区兄弟。

    一个有趣的细节是,山东淄博,竟然默默登上了五大城市群名单,成为全国唯一一个受此争抢的城市。

    如果说,淄博与北京、河南、河北还有些许位置优势,但连上海、广东都要力邀淄博加盟,淄博到底藏着什么秘密?

    想知道淄博为什么抢手,就不得不提到困扰各地的“氢气焦虑”。

    发展氢能源,首先得有“氢气”。照理说,中国该不缺氢气。早在2020年,中国就已成为全球最大的氢气生产国,2021年氢气产量已经突破3300万吨。

    3300万吨是什么概念?一台氢能源燃料电池轿车百公里氢耗不过1公斤,公交车5-10公斤之间。3300万吨的氢气,足够1万辆氢能源公交车,跑上3300万公里,绕地球825圈。

    但“有”,并不代表“能”。

    可以看下我国氢气年产量超过300万吨的省份有哪些?内蒙、山东、新疆、陕西、山西。

    发现共同点了么?这些氢气产能大省,全都在西北和华北。

    再看看以氢燃料电池汽车为代表的下游应用市场在哪,就会发现其中的“错位”。

    截至2022年4月30日,新能源汽车国家监测与管理平台累计接入氢燃料电池汽车8198辆,其中广东、上海两大城市群,合计占比就达到了50%以上。

    未来,氢能源和燃料电池车的应用场景,或将进一步向华东、南方等发达城市集中。

    这种“产销分离”的氢能源格局,让有氢的地方考虑怎么用氢,没氢的地方纠结怎么找氢。

    此时,北上广摊开全国地图,终于发现了山东淄博是多么的宝藏。作为全国老工业基地,淄博过去的主要产业是石油化工。而石油化工产业,可以产生丰富且廉价的工业副产氢。

    根据官方统计口径,当前淄博年产氢气48万吨,富余氢气8.8万吨能够外供。而这富余的8.8万吨氢气,可满足2.2万—2.9万辆氢燃料电池车年用氢需求。

    考虑到当前全国的氢能源燃料电池车也不过8000余辆的规模,这么看,淄博乘风而上,成功逆袭也不足为怪了。

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    在“谁是中国氢能源之都”的问题上,上海是另一个被频繁提起的选项。

    目前来看,虽然淄博拥有掌握氢燃料电池核心部件“质子交换膜”技术的企业东岳集团,也在发力布局氢能源全产业链,但上海在氢能源方面的先发优势,却不是淄博可以比拟的。

    2001年,光伏在国内刚刚冒头,施正荣在无锡市政府的支持下创办尚德。而不远处的上海,上汽集团、同济大学等企业、高校、研究机构便已组成项目组,聚焦更具未来感的氢能源燃料电池轿车项目。

    短短两年后,全中国第一辆燃料电池汽车“超越一号”在上海研制完成,这是一辆外形平凡的桑塔纳,却由时任上海市常务副市长的蒋以任亲自驾驶。

    不过这款车比起实用性,更偏向概念性。当时,对于氢燃料电池汽车何时才能真正“走上大街”,人们心里还没有明确答案。

    20年后的今天,上海氢能源产业链已今非昔比。上海城市群内氢燃料电池汽车累计接入量超1500辆,全上海已建成 10 座加氢站和近30公里的输氢管道,并计划在2025年实现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。

    工信部列出的氢燃料电池汽车需要取得突破的八大核心零部件,上海已经实现了完整布局,不仅燃料电池系统处于国内第一梯队,电堆、膜电极、双极板等核心部件,在国内均具有较强竞争力。

    而在应用端,上海上汽集团、申龙、万象等车企,基本实现燃料电池乘用车、客车、货车等车型全覆盖。

    但“资优生”上海,却被狠狠卡在了上游制氢环节。

    今年6月份发布的《上海市氢能产业发展中长期规划(2022—2035年)》中,首次披露了上海的氢气“家底”——工业产氢供氢能力近50万吨/年。

    若以全国3300万吨的氢气年产能计算,上海的供氢能力约占到全国的1.5%。虽然算不上家底殷实,但也不能算是一无所有。

    50万吨的氢气,起码也能供应10万辆氢燃料电池车奔跑在上海的道路上。但理想很丰满,现实很骨感——关键就在于,这些氢气,并不能完全用于氢燃料电池领域。

    氢气制备方式按照原料来源,主要分为化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢。但目前全球生产数千万吨氢气中,绝大部分是作为工业原料进行使用。

    因为氢气是重要的化工原料,合成氨、合成甲醇、原油提炼等等均离不开氢气,在电子工业中,芯片生产也需要用高纯氢气作为保护气,多晶硅的生产需要氢气作为生长气。

    “十二五”以来,节能减排与环保政策从严,绝大多数企业都上马了工业副产气回收利用装置。此前上海石化此前曾在回复投资者提问时披露,“公司氢气年产量在23万吨左右,以自用为主。”

    理论上,我国可用于制氢的工业副产气每年有数千亿立方米,但“自用”往往成为这些工业副产气的归途。

    即使是曾被寄予厚望的氯碱行业副产氢,也因制备工艺不同,在产氢能力上存在极大差异。缺氢也不会是上海一地面临的困境。

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    在氢能源燃料电池车产业链方面,广东其实也颇具优势。

    广东的汽车产业本就发达。中国汽车产业的制高点就在长三角和大湾区,这里的产业链条完善。江浙沪和广东四省聚集着中国一半以上的汽车电子企业。

    此外,广东布局氢能源时间也很早。2009年,佛山便着手建设佛山(云浮)产业转移工业园。

    2015年,佛山(云浮)产业园和广东鸿运氢能源成立广东国鸿氢能源科技,并于2016年正式引入燃料电池巨头加拿大巴拉德,共同制造和组装9SSL燃料电池堆。

    引进国外技术的同时,佛山还在大搞创新。不到5年的时间,佛山完成了氢能产业链各环节的整体布局。

    如今,佛山已形成了从制氢设备、燃料电池及核心部件、整车研发制造、氢能产业检测、加氢站设计建设等环节的自主产业链。

    天眼查数据显示,目前我国有氢能相关企业超3900家,其中超15%的企业位于广东,而这些企业大多立足深圳、广州、佛山三地,广东的氢能源产业集中程度超越上海、北京。

    产业链飞增的同时,广东还在落地端发力。截至2022年3月底,全国共建成264座加氢站,广东、山东、江苏三地分别以36座,24座与18座的数量位居全国加氢站数量前三甲。

    新兴制造业在地理上具备很强的集聚效应。“扎堆”不仅可以节约材料和中间投入的运输成本,而且同行聚集在一起,更有极强的“外溢效应”,有利于知识和技术的交流和扩散。

    而产业链一旦形成,还有进一步自我完善和加强的趋势,这种正向循环很难被外力打破,最后将走向“强者更强”的发展路径。这也是产业发展早期,各地争相培育产业集群的原因。

    具备产业链优势的佛山,的确有望成为“氢能之都”。但相比上海,作为传统制造重镇的佛山,面临着更为迫切的氢气焦虑。

    数据显示,佛山全市已开通29条氢能公交线路,建成加氢站25座,其中已投入运营16座,总计约1500辆的氢燃料电池车,真正跑起来的其实不到1/3。

    巧妇难为无米之炊,闲置的原因无外乎缺氢。当氢气产销矛盾日益突出,于是就有了“佛山有车无氢,山东有氢无车”的说法。

    很多人肯定觉得奇怪,广东交通也很发达,即使自身的生产能力有限,为何不能从产氢的地方运送点氢气过来?

    这就涉及当前制约氢能源产业发展的另一重因素——运输。

    就氢气运输而言,当前最成熟的方式为气氢拖车运输。而据东吴证券测算,当前我国长管拖车单车运氢量约300kg,在氢源距离100km的情况下,长管拖车运氢成本为 7.79 元/kg。

    这意味着,从淄博拉氢气到佛山,单单一车运费就超过了4.5万元。

    而佛山1500辆的氢燃料电池汽车,一天至少需要50车的氢气,才能满足每日16~18吨的氢气需求量。

    而广东省内氢气分布较为分散,偏远地区也不具备运氢经济性。考虑到高昂的运输成本,大部分氢车被放在仓库里吃灰,也可以理解了。

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    但中国的建设能力毕竟不容质疑,为了解决好氢气来源问题,制氢项目已在全国遍地开花。

    据“氢云链”数据,2022年一季度,新开工和开标的氢气项目超过了40项,总产能超过了70万吨/年,其中用于氢能产业用途的项目产能超过了20万吨/年。

    而在用于氢能应用的新增氢气产能中,山西、广东、山东位居前三,为未来氢能大规模应用提供了良好支撑。

    从环保和可持续性角度来看,化石燃料制氢和工业副产制氢并非制氢的最优选项,却是目前相对便宜的选项。

    据头豹研究院数据,当前煤制氢的成本约为1.08-1.21元/立方米,天然气制氢的成本为1.81-3.42元/立方米,工业副产制氢的成本为2.46-2.69元/立方米。

    而电解水制氢的成本,却达到了3.30-5.15元/立方米。

    电解水制氢设备简单,产生的氢气纯度高,生产过程实现零碳排放。而电解水制氢73%的成本,源于电力。

    数据显示,当制氢电价控制在0.25元/kWh以下时,可再生能源电解水制氢成本与化石能源接近。

    考虑到光伏风电等弃电现象一直存在,若能借助西北地区光伏风电资源和产业集群优势,将光伏风电制氢用于化工原料或燃料,打通“风光制氢”生态链,可谓降低氢气生产成本的绝佳途径。

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    但利用可再生能源集群生产的氢,仍要面对如何输送到氢能源消费市场的问题。

    氢能供应中心与氢能消耗中心相互分离,是当前制约中国相关产业发展的最大障碍。而这一点,与中国电力格局又颇有相似之处。

    我国76%的煤炭,80%的风能,90%太阳能都分布在西部和北部地区,80%的水能分布在西南地区,但70%以上电力消耗却集中在发达的东中部地区。

    从能源富足的西部,到高耗能的东部,距离长达1000到4000公里。如何解决长距离的电力输送问题,特高压开创了一种新思路。

    与传统超高压输电线路相比,特高压在输电的距离和输出的容量方面最高可提高三倍,电力损耗可降低45%,还可以节省60%的土地资源。

    特高压因此被形象的称为“电力领域超级高速公路”。

    而氢能源运输管网的建设,则为氢能源的利用提供了更多的想象空间。

    长管拖车输运氢气成本随距离的增加显著,适合短距离以内的输氢。管道输氢的初始投资大,建设成本高。但当距离超过300km时,管道输氢和液氢更合适。输氢量越大,这种趋势越明显。

    未来,建立多点供应的氢能管网,将彻底解决我国氢能行业“痛点”。

    当“氢能领域的超级高速公路”建成后,结合在清洁能源基地配备制氢产业,氢能源的产销矛盾将得到彻底缓解。

    能源体系的每一次重构,都会释放出巨大的力量,推动经济效率极大提升。而新一轮能源变革的主角,正是风光在内的清洁能源,以及氢这一终极版的清洁能源。

    随着氢都、氢谷、氢能小镇遍地开花,谁能借产业之风扶摇而上?

    当氢气从哪里来得到解决之时,谁具备了更完善的产业链和核心技术,谁才更有机会成为中国氢能之都。留给竞争者布局的时间已经不多了。

  • 原文来源:https://newenergy.in-en.com/html/newenergy-2415382.shtml
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    • 加氢站在氢能源产业链中扮演着重要的角色,是连接制氢端和用氢端的桥梁。透过国内目前加氢站的分布与运营情况,从一定程度可以略窥国内氢能产业发展的一二。 据机构统计,截至2022年8月15日,国内共建成加氢站289座(不含已拆除站)。国内已开建或进入招标阶段的加氢站数量达到88座,预计2022年底国内总建成加氢站或将突破300座。 从建站年份来看,2021年国内建成加氢站122座,为历年来建站数量最多的年份,主要原因是受到去年的中石化发布“百站计划”、示范城市群政策即将落地、北京冬奥会氢能应用等利好因素影响,建站速度提升效果明显。2022年开年至11月,国内建成加氢站数量为40座,受公共安全事件影响,建站速度较去年明显放缓,预计2022年建站总数超越2021年的可能性不大。   分省份看,目前国内运行的289座加氢站分布在29个省级行政区,其中广东、山东、江苏分别以51座、29座、24座的建成量位列前三,TOP10省份加氢站建成数量达到215座,国内占比74.4%。从各省建站总加注能力来看,前三名分别是广东、山东和上海。加氢站的建设分布以及运营情况与各地方的氢源分布、氢能企业技术实力、地方财政实力、政策支持等是紧密相关的,珠三角、长三角、京津冀、环渤海等区域的氢能产业发展集聚程度相对较高。   从加氢站类型来看,自2019年中石化建成国内第一座油氢合建站并成为加氢站主要建设力量以来,国内新建加氢站中合建站比例逐年提升,2022年油氢合建站的建站比例约占六成,加氢、加油、加气及充电的综合能源供应站已成为加氢站的发展趋势。此外,进入2022年以来制氢加氢一体站建设数量明显增多,可缓解部分地区供氢紧张及氢价过高局面,有助于燃料电池汽车的加快推广。   目前国内“3+2”燃料电池汽车示范城市群的4年任务期,将推广氢车约5万辆,加上示范群外地区的氢车推广,据预测,到2025年国内加氢站建站数量或将突破1000座,未来5~10年,中国加氢站市场成长空间广阔。