江欣屏
氫能產(chǎn)業(yè)新賽道開啟了!
自2021年初,氫能被納入國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要以來,氫能產(chǎn)業(yè)就越來越受各地政府和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計,今年以來,北京、上海、山東、廣東、湖北、河北等20余個省市陸續(xù)發(fā)布了氫產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃,并出臺了氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)扶持政策。2021年或?qū)⒊蔀橹袊鴼淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展元年。
在“十四五”規(guī)劃綱要中,氫能與儲能被列為前瞻謀劃的六大未來產(chǎn)業(yè)之一。在碳達(dá)峰、碳中和的時代大背景下,能源行業(yè)需要一場革命,作為終極能源之一的氫能產(chǎn)業(yè)迅速站上了“風(fēng)口”。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計,到2025年,我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬億元;到2050年,氫氣需求量將接近6000萬噸,實現(xiàn)二氧化碳減排約7億噸,氫能在我國終端能源體系中占比超過10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬億元,成為引領(lǐng)經(jīng)濟發(fā)展的新增長極。
氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗哂小扒鍧?、高效、安全、可持續(xù)”的特點,被譽為未來世界能源架構(gòu)的核心。
氫能應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在燃料領(lǐng)域,氫能能量密度高,是大型運輸場景下減排的經(jīng)濟選擇。氫能電池電動汽車每公里僅排放60-70克二氧化碳,是排放最低的方案。
在電力方面,氫能作為多功能載體,可以實現(xiàn)可再生能源體系的整合,不僅用于清潔發(fā)電,還能平衡電力需求和可再生能源之間的波動。在可再生能源能力不足或需求高峰時期,氫氣成為清潔能源的來源,在發(fā)電中起到脫碳的作用。
在供暖方面,氫氣可以與天然氣混合使用,未來是少數(shù)能與天然氣競爭的低碳能源方案之一。通過與天然氣混合,借助基于燃?xì)廨啓C或燃料電池的電熱聯(lián)產(chǎn)(CHP)技術(shù),提供靈活連續(xù)的熱能電能,進而有望取代化石燃料。低百分比的氫氣,可以安全地混合到現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)絡(luò)中,無需對基礎(chǔ)設(shè)施或設(shè)備進行重大調(diào)整。
在原材料領(lǐng)域,氫作早已被作為工業(yè)原料。為了更好達(dá)到減排目標(biāo),經(jīng)濟高效地使用綠色氫氣成為下一步努力的方向。
當(dāng)前,全球能源行業(yè)都在經(jīng)歷以低碳化、無碳化、低污染為方向的第三次能源革命,氫能將成為第三次能源變革的重要媒介,氫能源是全球大勢所趨。據(jù)國際氫能委員會預(yù)測,到2050年,全球氫能占能源比重將達(dá)到18%,氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元。隨著技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)資本的持續(xù)投入,未來10—20年全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。
在這樣的趨勢下,歐美發(fā)達(dá)國家紛紛將氫能規(guī)劃上升到國家能源戰(zhàn)略高度。2020年以來,歐盟、加拿大等30多個國家和地區(qū)發(fā)布了氫能戰(zhàn)略。根據(jù)《歐盟氫能戰(zhàn)略》,歐盟計劃未來十年內(nèi)向氫能產(chǎn)業(yè)投入5750億歐元。
中國也在積極進行布局。今年年初,氫能被納入國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要,一系列政策加速落地。不久前,國家五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于啟動燃料電池汽車示范應(yīng)用工作的通知》,北京、上海、廣東報送的城市群成為首批示范城市,4年示范期內(nèi),每個城市群最高可獲得17億元中央財政資金獎補。
不管是工業(yè)副產(chǎn)氫,還是風(fēng)光核電制氫,中國都具有豐富的氫資源,且有大規(guī)模發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。中國是全球最大的商用車和新能源汽車生產(chǎn)國,應(yīng)用場景十分廣闊,中國氫能產(chǎn)業(yè)具有彎道超車的條件。中國氫能聯(lián)盟報告顯示,當(dāng)前中國氫氣年產(chǎn)能約4100萬噸、產(chǎn)量約3342萬噸,是世界第一產(chǎn)氫國。
隨著技術(shù)的突破和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,會發(fā)現(xiàn)氫能的前景遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎人們的想象。氫能將帶來一場真正的能源革命,氫能行業(yè)橫跨能源、工業(yè)、運輸、智慧城市等多個領(lǐng)域,將催生萬億級市場。
在這條“史詩級的賽道”上,全球競爭一觸即發(fā),誰能搶占先機,誰就能在競爭中贏得主動。
當(dāng)前,各地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的熱情高漲。全國已有20多個省、50余個城市開始搶抓機遇,進行戰(zhàn)略布局。氫能示范城市群的申報更是競爭激烈,媒體稱申報流程堪比IPO。隨著減碳壓力越來越大,接下來還會有更多地方搶抓新賽道。
從各地發(fā)布的氫能發(fā)展規(guī)劃來看,“十四五”將是氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時期,但各地發(fā)展的路徑和側(cè)重點有所不同。
以北京為例,根據(jù)《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案(2021-2025年)》,北京市重點瞄準(zhǔn)行業(yè)龍頭企業(yè)。2023年前,培育5至8家具有國際影響力的氫能產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破500億元,減少碳排放100萬噸。2025年前,產(chǎn)業(yè)體系、配套基礎(chǔ)設(shè)施相對完善,培育10至15家具有國際影響力的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),建成3至4家國際一流的產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng)新平臺,京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上,減少碳排放200萬噸。
從重點領(lǐng)域來看,北京市氫能產(chǎn)業(yè)的突破口集中在交通運輸和分布式供能兩大領(lǐng)域。在交通運輸領(lǐng)域,2023年前,北京市將推廣加氫站及加油加氫合建站等靈活建設(shè)模式,力爭建成37座加氫站,推廣燃料電池汽車3000輛;2025年前,探索更大規(guī)模加氫站建設(shè)的商業(yè)模式,力爭完成新增37座加氫站建設(shè),實現(xiàn)燃料電池汽車?yán)塾嬐茝V量突破1萬輛。
在分布式供能領(lǐng)域,2023年前,在京津冀區(qū)域開展氫能與可再生能源耦合示范項目,推動在商業(yè)中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等場景分布式供電、熱電聯(lián)供的示范應(yīng)用;2025年前,在京津冀范圍探索更多應(yīng)用場景供電、供熱的商業(yè)化模式,建設(shè)“氫進萬家”智慧能源示范社區(qū),累計推廣分布式發(fā)電系統(tǒng)裝機規(guī)模10MW以上。
作為超前布局氫能產(chǎn)業(yè)的地區(qū)之一,廣東在打造氫能產(chǎn)業(yè)集群方面占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。截至目前,包括佛山、廣州、深圳、茂名等多個城市均已制定出臺了氫能規(guī)劃。廣東日前公布的2021年重點建設(shè)項目計劃中,涉及氫能產(chǎn)業(yè)的5個項目合計投資超600億元。
廣東在氫燃料電池電堆等研發(fā)制造方面處于全國領(lǐng)先地位,在培育新能源汽車發(fā)展方面也有著得天獨厚的優(yōu)勢。如果能發(fā)揮在氫能產(chǎn)業(yè)集群方面的優(yōu)勢,廣東氫能產(chǎn)業(yè)有望在5年內(nèi)走向成熟。
不僅是地方政府,企業(yè)層面也在競相布局。根據(jù)有關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計,目前有2200多家氫能相關(guān)企業(yè),其中僅2020年的注冊量就達(dá)到477家。
從區(qū)域分布來看,廣東省的氫能相關(guān)企業(yè)數(shù)量遙遙領(lǐng)先,共計382家。江蘇、山東分別以180家和174家排在第二、三名。河北、湖北、浙江等省份的氫能相關(guān)企業(yè)均超過100家。
從城市分布來看,深圳、北京和上海的氫能相關(guān)企業(yè)數(shù)量排在第一梯隊,分別為194家、131家和128家。蘇州、武漢以及張家口的數(shù)量也相對較高,均超過了50家。
值得關(guān)注的是,這些企業(yè)中有相當(dāng)數(shù)量是央企巨頭。根據(jù)國資委披露,目前已有超過三分之一的央企,制定了包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。
例如,國家能源集團是中國氫能聯(lián)盟的理事長單位,發(fā)起設(shè)立了百億國能新能源產(chǎn)業(yè)投資基金,并以加氫供應(yīng)為切入口,逐步向全產(chǎn)業(yè)鏈布局;國家電投集團2017年成立國家電投氫能公司,圍繞制氫、燃料電池完成技術(shù)積累和儲備,在催化劑、質(zhì)子膜、雙極板等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了自主化;中國石化的加氫站布局已經(jīng)全面展開,目標(biāo)是打造中國“第一氫能企業(yè)”。
另外,中國能建、中海油、東方電氣、華能集團等也都在積極布局。央企“國家隊”的全面布局,對推動氫能“制運儲用”全鏈條發(fā)展有著重要的引領(lǐng)作用,將極大助推中國在氫能新賽道上加速趕超。
盡管各路資本紛紛看好氫能產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)前景機遇無限,但總體上看,目前全球氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展的初期階段和商業(yè)模式探索階段。
按照制取方式和碳排放量的不同,氫氣可以分為“灰氫”“藍(lán)氫”和“綠氫”三類。“灰氫”是指來自煤或天然氣等化石燃料的氫,制氫成本較低但碳排放量最高;“藍(lán)氫”是以化石燃料為來源,輔以二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和儲存技術(shù)制得的氫,碳強度相對較低但成本較高;“綠氫”則是利用清潔能源和可再生能源制取的氫,例如電解水制氫,零碳排放,但成本很高。
目前,中國氫氣主要來源于灰氫。藍(lán)氫基于生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)勢,作為一種“過渡清潔能源”現(xiàn)階段正在推廣應(yīng)用階段。未來,氫能產(chǎn)業(yè)要真正成熟,產(chǎn)氫方式必須從灰氫、藍(lán)氫過渡到綠氫。在這個過程中,突破關(guān)鍵技術(shù),降低制氫、儲能和運輸成本非常重要,這也是當(dāng)前制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。
從技術(shù)上來看,雖然中國氫能發(fā)展的技術(shù)在不斷突破,但與國際先進水平相比,在關(guān)鍵技術(shù)上仍有差距,需要加速突破關(guān)鍵材料和核心技術(shù)裝備。
特別是儲能技術(shù)有待進一步開發(fā)。將波動性、間歇性的風(fēng)能、太陽能轉(zhuǎn)換為氫能,具有零排放、零污染和可持續(xù)的優(yōu)勢,是理想的制氫方式,但電解槽、膜電機、膜材料等關(guān)鍵技術(shù)卻有待突破。
同時,氫能的生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用等也有很多技術(shù)問題需要解決。目前,我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)主要分布在燃料電池零部件以及應(yīng)用環(huán)節(jié),氫能儲運及加氫基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展薄弱。儲運方面,氫氣主要以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)等方式存儲和運輸,未來氣態(tài)、高壓、液體、固態(tài)儲氫各種技術(shù)需要齊頭并進;加氫站方面,數(shù)量少、匹配不均衡,供需體系還不完善。
除了制氫成本高外,“卡脖子”關(guān)鍵就在儲運和加氫環(huán)節(jié)。京津冀、長三角、珠三角等發(fā)達(dá)地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)率先發(fā)展,也是出于避免長距離運輸以節(jié)省成本的現(xiàn)實需求。
瓶頸往往意味機遇。過去,石油、天然氣等傳統(tǒng)能源誰占有資源,誰就擁有話語權(quán);未來氫能時代誰占有技術(shù),誰具有創(chuàng)新的能力,誰就會占據(jù)主導(dǎo)地位。
2021年10月,為貫徹落實中央有關(guān)部署,推動氫能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,國家發(fā)改委組織召開氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展系列座談會,邀請了工信部、財政部、自然資源部、住建部、交通運輸部、國家能源局等十多個部委,以及市場機構(gòu)和專家學(xué)者與會,圍繞氫能制備、儲存、運輸、加注以及終端利用等全產(chǎn)業(yè)鏈,分析研判產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢,深入探討了氫能產(chǎn)業(yè)合理布局、有序推進多元化示范應(yīng)用、構(gòu)建清潔低碳供給體系、制定完善行業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)等事宜。
座談會標(biāo)志著國家層面的頂層設(shè)計已經(jīng)展開,國家將從“強化頂層設(shè)計、加快技術(shù)創(chuàng)新、完善政策體系”三個方面進行推動,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的號角已經(jīng)吹響。
(作者單位:浙江財經(jīng)大學(xué)新經(jīng)濟研究院)