练“氢”功的时代来了

国内“氢”功正火热,氢能源如何成为电能的“接班人”?

文 | 探客Tanker 彭辉

编辑 | 蛋总

随着“碳中和、碳达峰”与清洁能源被写入政府工作报告及各项发展政策中,练“氢”功正成为国内最火热的风口。

氢能源,被认为是继电能后的下一代“接班人”。如今,碳达峰、碳中和的发展蓝图日益明朗,属于清洁能源的氢能再次被推到了潮头浪尖。

12月22日,“爱德曼氢能”获得近2亿元B轮融资,由元禾重元领投,建信信托等知名机构跟投;“锋源氢能”也于近日宣布完成超亿元融资,由飞图创投、雷神资本及多家产业战略投资人共同参与。

不仅一级市场看好氢能风口且重金投入,二级市场的投资人也对相关企业颇为青睐——12月22日,氢燃料电池概念股持续走高,如雪人股份涨停,濮阳惠成、南都电源、雄韬股份等股价也大幅拉升。

事实上,在“双碳”目标下,我国氢能产业发展确实正加速进入快车道。

属于氢能产业的顶层设计也呼之欲出:在地方层面上,已有50多个地级市发布氢能产业规划,包括北京、上海、河北、四川等地出台了专项氢能整体产业发展政策。其中,上海市提出到2023年实现加氢站千亿产值规模,推广万辆氢燃料汽车的目标,温州、大连、郑州、佛山、芜湖等城市也相继出台氢能产业发展相关政策。

此外,围绕氢能源产业链的制备、储存、运输、加注以及终端利用,相关上市公司也在纷纷加码。

但氢能源是否已经具备大规模普及的条件?围绕它的应用,为何一直“只听楼梯响,不见人下来”?国内氢能源的发展情况到底如何?相关企业如何才能练好“氢”功?新一轮围绕氢能源的热潮会持续多久?

1、示范应用“遍地开花”

位于北京市延庆区庆元街的中石化加氢站试运营已经有了一段时间,这个为冬奥会氢燃料大巴提供新能源补给的站点,每天要服务车身有“祥云”符号的大巴六七十辆次。

这是2022年冬奥会新能源示范应用场景的一个缩影。冬奥会正式举办期间,包括延庆赛区和张家口赛区将有700余辆氢燃料大巴车投入使用,保障交通服务。

“在延庆,目前已有3座加氢站,还有一座马上就要建设完工。”中石化庆元街加氢站杨站长对「探客Tanker」表示,庆元街加氢站目前具备35MPa(兆帕)和70MPa(兆帕)的加注能力,若给9米35MPa(兆帕)的大巴车加注,6到10分钟就可以加满;若给12米的大巴一次性加满则需要18分钟左右,一次性加满(约38公斤),可以跑600公里。

这些给大巴加注的氢气都是提纯的绿氢,由中石化子公司燕山石化制作,再运到加氢站。据「探客Tanker」了解,燕山石化年生产量达30万吨。

“我们目前是在试运营,等到冬奥会开始就正式投入使用。”按照杨站长的说法,目前中石化在氢能源使用上已经在全国铺开,并计划在2025年前,在全国建设1000座加氢站。

作为一种可实现能源跨区域、长距离、不定向转移的新能源,氢能具有清洁无污染、燃烧热值高(是汽油发热值的3倍)、可储能、利用形式多等特点。

“中石化以净零排放为终极目标,推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化。”杨站长向「探客Tanker」透露,中石化正在构建“一基两翼三新”产业布局,其中“三新”的新能源以氢能发展为最高优先级。根据集团公司“十四五”氢能发展规划,中石化要构建产业链条完整、供应网络完善、规模效益领先的“中国第一氢能公司”。

事实上,类似中石化加氢站这样的示范性质的运营,近期已是“遍地开花”。

早在2020年9月,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局(以下简称五部委)联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,提出将在国内开展燃料电池汽车示范应用工作,最终五部委批准了京津冀、长三角、珠三角的三大城市群。

不久前,五部委联合发布了《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》,明确批复同意北京市、上海市和广东省报送的城市群启动实施燃料电池汽车示范应用工作。规定在4年示范期内,每个城市群最高可获得17亿元中央财政资金,且采取“以奖代补”方式。

11月11日,上海城市群燃料电池汽车示范应用工作首次启动,标志着我国燃料电池发展正式进入示范应用阶段。冬奥会期间,氢燃料电池车也将批量使用。

11月12日,丰田汽车公司向北京冬奥组委交付北京赛事服务车辆共计2200余辆,丰田旗下第二代MIRAI氢燃料电池车开始批量使用,截止11月15日,首批140辆已经到位。

而在继全国首座高速公路加氢站在山东淄博建成投用后,11月18日,搭载潍柴燃料电池的全系列商用车也在该加氢站亮相,成为第一批氢气快速加注的车辆。

随着氢能重卡实现潍坊-淄博跨城际高速运营,山东省氢能商用车高速物流配送规模化示范运营也宣布按下了加速键。

在不久前举办的第十九届广州国际车展上,包括上汽、广汽、长城等车企纷纷加码氢燃料电池汽车并有真车亮相,海马等地方车企也正在加速氢能配套设施建设。

12月16日,国家能源集团召开了氢能产业发展专题会。集团公司党组副书记、总经理刘国跃表示,要推进煤电机组“三改联动”,推进新能源发电与电解水制氢耦合发展,推进燃煤机组掺烧液氨探索综合减污降碳,推进新能源制氢与现代煤化工耦合发展。

“氢能源有很多优势,成本方面如果降下来,未来会取代目前存在污染的油气能源,很可能发展成以电和氢能源取代煤气、汽油的结构。”杨站长说。

2、未来能源的首选?

对于国家和企业而言,发展氢能到底有多重要?

“作为一种可再生可循环的绿色能源,发展好氢能,未来可能不亚于类似于工业革命或信息革命的浪潮。氢能很可能对整个国家产业的重塑都是非常关键的元素。”武汉一家氢能公司市场负责人程亮对「探客Tanker」说道。

“我国为什么要走电动的路径?一是因为自身能源不足,每年需要很多进口,其次作为工业革命时期的内燃机技术专利权不在我们手里,所以我们要走电动的路线,而且电动本身也是绿色的路线。”程亮补充道。

在他看来,氢能是公认的未来能源的首选,谁占领有关氢能技术的话语权,谁就是占领未来。

在减碳已成全球共识的情况之下,加注时间短、续航时间长、能量密度相对锂电池更高的氢能源,在包括长途重卡等商业车领域的优势相当明显。

(图 / 氢气储运示意图)

在现任上海大学可持续能源研究院院长、加拿大皇家科学院院士张久俊看来,人类未来的可持续能源主要是太阳能、风电、水电能、生物能、地热能等,而以氢气为载体的技术是未来发展的必然。

根据张院士引用的数据,到2025年氢能源的需求预计将是目前的10倍,2030年,使用氢能源燃料电池的交通工具将达到1000万-1500万辆,市场总额能达到万亿级别,发展氢能也顺理成章地成了解决未来能源安全问题并掌握国际能源领域制高点的重要举措。

中国氢能联盟预计,到2030年中国氢气需求量将达到3500万吨,在终端能源体系中占比5%,到2050年占比至少达到10%,产业链年产值约为12万亿元。

氢能产业发展空间的巨大前景,让各企业都争先恐后地抢滩登陆,唯恐落后于人。

国务院国有资产监督管理委员会秘书长、新闻发言人彭华岗透露,为统筹推动氢能的“制运储用”全链条发展,已有超过三分之一的中央企业在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。

例如中石油、中石化、国家能源集团这样的大型能源龙头企业,以及产业链上中下游相关上市公司,如在光伏制氢方面,宝丰能源、隆基股份、阳光电源等光伏行业龙头在争相布局。

而在氢燃料电池汽车方面,宇通客车、长城汽车、上汽集团、一汽集团、福田汽车等纷纷加码;在制氢、储运、氢燃料电池等环节,潍柴动力、亿华通、中集集团、中泰股份等上市公司也都有所布局。

根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况,氢能主要分为三种:灰氢、蓝氢、绿氢。

灰氢是通过化石燃料(煤炭、石油、天然气等)燃烧产生,是目前市面上占据绝大部分份额的氢气,缺点是在生产过程中会有二氧化碳等排放。

蓝氢是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成,在生产蓝氢时会产生温室气体。

绿氢是使用再生能源(例如太阳能、风能、核能等)制造的氢气,完全没有碳排放,是最理想的类型,但目前受制于技术和成本,份额相对较小。

“氢能源未来会取代电能和油吗?肯定会取代油。”在程亮看来,因为石油早晚会用完,除了大巴、航天领域、长途重卡等场景,原来需要用石油的地方在未来都有被替代的可能性。

作为清洁能源的一种,氢能源一直被认为是替代化石燃料的最佳候选之一,不过,因为运输和储存等方面存在的各种问题,一直没有得到大规模的应用和推广。

香橙会氢能数据库统计,截至2021年上半年中国累计建成146座加氢站(不含3座已拆除加氢站)。其中有136座已投入运营,待运营的有10座,投用比例为93%。

作为拥有全球第二、国内最大的交通能源营销网络的中石化,截至去年年底,已建成加氢站超过27座,但也是分布在广东、上海、浙江等多个省市。

3、氢能无限好,只是成本高?

在如今“八仙过海各显神通”的局面之外,有关氢能源的发展潜力和未来,也并非被所有人看好。

比如,特斯拉创始人马斯克就曾公开表示氢燃料电池“蠢得令人难以置信”,持同样观点的还有大众汽车首席执行官赫伯特·迪斯,其认为10年内不会看到任何氢气在汽车上的应用。不过,作为在氢能上布局最久的丰田来说,其CEO丰田章男会是另一种说法。

(图 / 氢气的优势展示)

在北京航空航天大学工程师杨炯看来,氢能适合局部应用,但不适合普及。撇开高压储气瓶我国还没掌握的技术问题,成本是最主要的障碍,而这些障碍在20年来也没有被跨越,其中一个是铂催化的高成本低效率,另一个是储运的成本也降不下来。

“日本已经搞了多少年了,到现在规模应用出来了吗?当年,氢能源在无人机圈子里也火了一阵,部分无人机使用氢能源电池,但这一发展路线也没火起来。”杨炯对「探客Tanker」说道。

他认为,目前最有效的绿氢制作手段,还是电解水。电解水就得用到电,电解水变成氢以后,还要经过储运,以及燃料电池的转换,至少从环节上来说,甚至比电动汽车复杂,与其如此倒不如直接用电。

在他看来,所谓新能源包含三个部分:一是低碳发电,二是高效输电,三是低污染的用电。电解水而成的氢气,不管是成本、便利度还是可靠性,其作为一种能源使用方式来说,相比用电能在各方面都要差一些。

那么,相比油车和电动车,氢能源车目前的使用成本到底如何?

有媒体报道显示,目前国内一公斤氢气的价格大约在80元左右。不过,就成本而言,程亮表示目前氢气的使用需要看补贴的情况,每个地方可能也不太一样,“如果补贴可以降到30块钱/公斤以内,那么跟油车的成本就会逐步拉近,但是目前跟电动的还不能比。”程亮说。

现在很多地方都出台了政策,无论是建站还是对外提供氢气,对于加氢站本身的运营跟加氢本身都有补贴。

目前,氢燃料电池汽车还处于示范阶段,成本大致是同配置燃油车或电动车的2-3倍,程亮以大巴为例表示,按照现在各地招标的情况看,成本可能要200万元左右。相较而言,油车的价格肯定更便宜。

在成本问题之外,发展氢能,未来会不会遇到“卡脖子”的情况?杨炯表示,在氢能方面,日本已经搞了十几年了,手里确实有大量的专利,不排除我们日后受限制的可能性。

“中国掌握的大部分还是电动汽车的专利,传统汽车的专利美国比较多,氢能源日本最多。所以,中国搞电动汽车不管是从策略上还是实际角度都是更好的方法。”杨炯对「探客Tanker」说。

不过,程亮认为虽然日本在燃料电池和核心技术方面领先,但它的产业链本身是有缺失的,技术优势并不意味着在产业链上有优势,而现在全球最好的产业链就在中国,且氢能成本要降下来,需要在国内形成规模化的应用。

针对目前业界一窝蜂地去做氢能源布局,程亮认为一个赛道处于风口当然是好事,但具体困难或者比较棘手的问题,主要还得看国家的政策。

“如果国家想把氢能源这个事情做起来,肯定就会起来,就像之前电动车的发展一样,刚起来的那几年,一些政策尚有漏洞,但等到国家政策调整完善后,这几年电动车就发展很快,做到了全球领先,我们要相信国家的决心和战略规划能力。”程亮说。

文中程亮为化名

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