11月下旬，北京初冬的寒意難掩氫能源市場的火爆。在延慶區延慶鎮慶園街919路公交總站，加氫站員工正在將氫氣注入新能源大巴車。這是中國石化最新建成的一座加氫站。
在政策推動下，氫產業站上風口。業內人士透露，氫能頂層設計檔案有望在近期出臺。中國證券報記者調研發現，化石能源制氫是我國主要制氫來源，佔比六成以上，但其存在高碳排放量的“灰氫難題”。伴隨清潔能源產業快速發展，電解水制“綠氫”迎來曙光。
政策鼎力支援
“延慶區還有兩座加氫站正在抓緊建設，加上此前建成投產的中國電力中關村延慶加氫站以及距慶園街約5公里的北京石油王泉營加氫站，5座加氫站將共同承擔冬奧會的氫能保障工作，屆時可實現日加註氫氣6.2噸。”上述加氫站負責人介紹，慶園街加氫站每天可為80輛12米公交巴士提供加氫服務，日供氫能力可達1500公斤。
中國石化董事長馬永生告訴中國證券報記者，公司將氫能作為新能源核心業務加速發展，未來五年初步計劃總投資超過300億元。“十四五”期間，中國石化規劃建設加氫站1000座，加氫服務能力達到20萬噸/年。中國石化擁有3萬座加油站，擁有發展氫能業務的網路優勢。
政策推動充電、加氫等設施建設，引導鼓勵氫燃料電池產業發展。同時，為深入打好汙染防治攻堅戰，將實施清潔柴油車(機)行動，推動氫燃料電池汽車示範應用，有序推廣清潔能源汽車。
11月18日，交通運輸部印發《綜合運輸服務“十四五”發展規劃》，提出加快充換電、加氫等基礎設施規劃佈局和建設。北京、山東等地紛紛出臺氫能產業發展規劃及實施方案，並制定了具體建設目標。根據《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》，2025年前培育10家至15傢俱有國際影響力的產業鏈龍頭企業，京津冀區域累計實現氫能產業鏈產業規模1000億元以上。
中國氫能聯盟資料顯示，到2025年我國氫能產業產值將達1萬億元，氫氣需求量將接近6000萬噸，實現二氧化碳減排約7億噸。
氫能被認為是極具發展前景的二次能源，具有清潔低碳、高熱值、高轉化率等優勢。發展氫能對於能源領域節能減排、深度脫碳、提高利用效率意義重大。氫能產業鏈涉及廣泛，包含上游制氫、中游儲運及下游應用等環節。
發展“綠氫”成共識
在寶豐能源光伏制氫工廠，標有“綠氫H2”“綠氧O2”的大型儲氣罐在陽光下矗立，車間裡多個氫分離器、氫氣純化裝置有序排列，而距離工廠1公里的地方一片片光伏發電板鑲嵌在曠野裡。
寶豐能源氫能專案負責人王箕榮告訴中國證券報記者，成片的光伏發電板組成20萬千瓦光伏發電裝置，加上產能為每小時2萬標方氫氣的電解水制氫裝置，共同組成寶豐能源氫能產業專案。
“以光伏產生的電能作為動力，使用電解槽製取‘綠氫’和‘綠氧’，進入寶豐能源的烯烴生產系統，替代過去的煤。‘綠氫’綜合製造成本僅為0.7元/標方。”王箕榮預計，該專案年底前將有30臺電解槽投產，全部投產後可年產2.4億標方“綠氫”和1.2億標方“綠氧”，每年減少煤炭資源消耗約38萬噸，減少二氧化碳排放約66萬噸。未來，公司將向制氫儲能、氫氣儲運、加氫站建設方向綜合發展，並透過與城市氫能源示範公交線路協作等方式拓展應用場景，實現氫能全產業鏈一體聯動。
“綠氫”是指透過可再生能源轉化的電力電解水所製備的氫氣。電解水技術主要包括鹼性水電解技術、質子交換膜(PEM)電解水技術以及固體氧化物電解槽技術。
今年3月，隆基股份與朱雀投資合資成立氫能公司。隆基股份總裁李振國對中國證券報記者表示，發展“綠氫”需從降低電解水製取裝置以及光伏發電成本方面著手。同時，提高電解槽效率，降低電耗。隆基股份的“光伏+制氫”模式，選擇鹼性水電解作為發展方向。
“從裝置製造成本看，質子交換膜電解水的電極材料選用鉑、銥等貴金屬，裝置製造成本居高不下。而鹼性水電解選用鎳作為電極材料，成本大幅降低，可以滿足將來電解水制氫市場的規模化需求。”李振國表示，近10年來，鹼性水電解裝置的製造成本已降低60%，未來透過技術和生產裝配工藝升級，可進一步降低裝置製造成本。
在降低光伏發電成本方面，李振國認為主要包括兩部分：降低系統成本和提升生命週期發電量。“在全年光照1500小時以上地區，隆基的光伏發電成本技術上可以達到0.1元/度電。”
聯美控股計劃佈局氫氣儲存及加氫站建設運營等環節。聯美控股總工程師武海濱表示，氫能機會蘊藏在交通運輸、燃料電池以及儲能領域，氫能市場將是萬億元甚至十幾萬億元規模的大市場。
加氫站裝置供應商厚普股份董秘胡莞苓告訴中國證券報記者，厚普股份加大氫能源領域投資，已在加氫站裝置領域成功研發出多項核心零部件，填補了國內多項技術空白，且成本不斷下降。在加氫站建設領域，厚普股份已逐步形成從設計到部件研發、生產、成套裝置整合、加氫站安裝除錯和售後服務等覆蓋整個產業鏈的服務能力。“厚普股份與中國石化在加氫站建設方面有直接合作，將不斷深化完善產業鏈，目前正在研究開發低壓固態儲氫裝備及活塞式氫氣壓縮機等。”胡莞苓說。
中泰股份專注氫能儲運。公司董秘周娟萍表示，氫儲運需要將其液化。公司的板翅式換熱器已在大型制氫實驗裝置中採用。氫氣液化是深冷技術的制高點，也是公司研發的立足點。“‘綠氫’方面，將依託我們的工程能力，與電解水廠家合作，將氫液化後儲運。總體思路是降低提純、液化成本，解決運輸問題。”周娟萍說。
此外，美錦能源將把上游氫氣供應、中游裝備製造和下游運營打造成產業平臺，為後期的清潔能源產業發展提供支撐。
資源共享突破瓶頸
目前，氫能產業發展仍存諸多掣肘。
有研科技集團首席專家蔣利軍告訴中國證券報記者，從制氫環節看，目前比較成熟的制氫方法有鹼性水電解、水煤氣和重整制氫等，而PEM等新型電解水制氫方法正在加快推進。“我國鹼性水電解制氫裝備在成本上具有競爭力，但能效偏低，製取1立方米氫綜合能耗為5至5.5度電，而國外可以控制在5度電以下。”
儲氫是目前氫能產業發展的一大瓶頸。蔣利軍認為，理想的儲氫方式要求高儲氫密度、快速吸/放氫速度，同時要求使用壽命長、安全效能好、成本低。“目前，70兆帕下的高壓儲氫技術已在燃料電池汽車中廣泛使用。高壓車載儲氫技術已能滿足燃料電池汽車行駛500公里的要求，但仍需降低成本，提高儲氫密度。”而氫燃料電池的關鍵材料、氫氣迴圈泵等裝置依賴進口，存在技術壁壘，燃料電池可靠性也亟待提高。
氫能產業鏈長，涉及的關鍵核心技術多。中集集團總裁戰略顧問鄭賢玲表示，不少核心技術如燃料電池、PEM制氫、液態儲氫、碳纖維材料等與世界先進水平還存在差距。
國金證券分析師張帥認為，我國已在氫能產業鏈上取得不少進步。氫能產業發展是逐步推進的過程，包括“足夠量的氫”“足夠量且便宜的氫”以及“足夠量且便宜的‘綠氫’”。
蔣利軍建議，以應用為導向，以系統整合為主線，加快解決材料和部件的自供問題；以企業為主導，以資本為紐帶，集中國內優勢單位，建立協同創新聯盟，上下游密切結合，資源共享，快速研發；燃料電池汽車和分散式電站同步發展，分散式發電與可再生能源微電網密切結合。初期在示範車輛不足的情況下，加氫站宜建混合站，以油養氫。
“氫能核心關鍵技術已具備規模化生產條件，原理上實現了閉環。未來在物聯網體系下，PEM制氫、可再生能源與氫的耦合可以獲得更高的綜合效率。”鄭賢玲說。
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