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        氫能源,一場輸不起的全球競賽

        氫能今年迎來布局熱潮,一些光伏企業紛紛進入這個領域。對比其他能源,氫能清潔環保,能量密度大,被一些人看作“終極能源”。但要大規模發展氫能,還面臨制、儲、運、用多個環節產業鏈長、技術復雜等瓶頸。

        近期,美國總統拜登簽署行政命令,設定2030年電動車占新車銷量比例達到50%的目標。目標中特別明確零排放汽車內涵,除傳統的電池電動汽車、插電式混合動力汽車外,首次強調了燃料電池電動汽車,或標志著美國新能源產業政策結構重心向燃料電池電動車傾斜的開始,而氫能一直是美國推崇的清潔能源。

        能源大國俄羅斯不久前發布《2024年前氫能發展行動計劃》(以下簡稱行動計劃),明確2024年前全面建立氫能產業鏈。行動計劃還提出,到2050年,俄羅斯氫能出口量將達790萬-3340萬噸,出口創收將達236億-1002億美元。

        作為石油和天然氣資源富集的國家,俄羅斯為什么突然決定大力發展氫能源?一些專家分析,主要是因為俄羅斯兩大能源出口市場——歐盟和中國都在大力推動綠色低碳發展,這意味著傳統化石能源出口可能將受到影響。以歐盟為例,煤炭進口去年大幅下降接近40%,油氣進口接下來也勢必萎縮。俄羅斯顯然是在積極尋求能源轉型。

        至于為什么選擇氫能,中國氫能聯盟專家委員會主任、同濟大學教授余卓平說,與其他新能源相比,氫能有一大特點。“電由于它的不可儲存性,實際上沒有辦法交易,包括可再生能源也不是能源交易產品。但是可再生能源轉換成氫氣以后,氫可以成為一個大宗交易的新型能源載體。所以從交易特征來看,它將為全球應對氣候變化的合作提供一個非常好的平臺。”

        在俄羅斯的東面,日本是全球最早押注氫能的國家之一。眾所周知,日本氫燃料電池汽車技術獨步全球。今年,日本將開始從澳大利亞進口液態氫,這標志著氫能商業化邁出關鍵一步。日本的鄰國——韓國最近則宣布研發氫能燃氣輪機,研發成功后將建設燃氫火電廠,做到無碳發電。

        實際上,氫能的利用方式遠遠不止這些。

        “像德國是把制的氫摻到天然氣管道里,摻一定比例,讓居民使用,效果也挺好,因為這樣相當于把氫氣當天然氣使用,有經濟上的效益。大家研究各種途徑,也都有人嘗試,但是并不一定說哪一種就一定特別好,要因地制宜。”相關業內人士介紹。

        據專家觀察,隨著能源革命在全球推開,各國正在就氫能展開一場全球競賽。誰占得先機,就能搶占未來產業鏈的制高點。余卓平說,雖然氫能技術目前并不像其他清潔能源那樣成熟,但各國誰也不愿承擔巨大的機會成本。余卓平說:“從整個國際形勢來看,全球氫能產業發展的勢頭非常強勁?,F在占全球GDP大概52%的27個國家里面,有16個國家已經全面制定了國家的氫能源發展戰略,另外還有11個國家正在制定國家的氫能源戰略。”

        我國也是這11個正在制定氫能源戰略的國家之一。目前,我國已經有20多個省(區、市)發布了氫能規劃和指導意見,不少市場主體正快速進入氫能產業鏈的上下游。

        值得一提的是,車載供氫系統70MPa加注難題正在逐步攻克。近日,中國電力中關村延慶園加氫站完成首次70MPa加氫測試工作,共對2種車型、分5車次加注總計重量80公斤氫氣。該站是科技部“科技冬奧"重點專項――“氫能出行關鍵技術研發和應用示范"課題中首個完成建設任務的加氫站,具備35MPa和70MPa兩種加注能力,日加氫能力可達1000公斤,是北京首座70MPa加氫站。

          

        然而,當前的全球氫市場仍處于胚胎期。據估計,全球每年生產約7400萬噸的氫氣。美國每年生產約1000萬噸的氫氣,略高于歐盟。波蘭生產約100萬噸,已經在全球氫生產地圖上占有一席之地。

        就目前的市場而言,有兩個方面需要關注。首先,氫主要用于化學和煉油過程中的資源,其作為運輸燃料的應用很少。其次,目前大約95%的氫是通過化石燃料轉化生產的,這些氫被稱為黑氫、灰氫、藍氫或綠松石氫。其中有部分氫的生產采用了CCS(二氧化碳捕獲與封存)技術,目的是使生產過程中的燃料低碳。也就是說,只有5%的氫,是由可再生能源生產的低碳綠氫。在歐洲范圍內,目前氫在長途運輸領域還沒有完全競爭力。

        產業鏈層面,盡管氫能源行情主要以下游燃料電池需求放量為驅動,但上游制氫技術的研發突破,才是產業鏈實現垂直聯動的決定因素?;谏鲜龌久娼Y構,落實在投資層面,主要有三個層次的機會:

        上游制氫環節:我國PEM電解水制氫技術距國際先進水平仍有一定差距,當前水平難以實現氫燃料電池對風光電儲能需求的完美匹配。上游制氫技術的研發突破或將是政策扶持與企業投資的重點方向。

        中游儲運環節:為兼顧氫儲運技術對能效性與安全性的要求,預計未來液氫和管道運輸將成為氫儲運主流方式。其中,國內低溫液態儲氫產業化尚不充分,或將成為行業下一個增長點。

        下游應用環節:與鋰電產業鏈下游以動力電池為主要應用類似,FCEV(燃料電池電動汽車)配套的氫燃料電池是氫能產業鏈的重要發展方向。我國燃料電池電堆技術處于世界先進水平,國內燃料電池企業有望在全球BEV(電池電動汽車)/PHEV(插電式混合動力汽車)向FCEV升級的產業重塑浪潮中搶占更多市場份額,中期景氣度可期。


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