近年來，我國氫能產業快速發展。在一系列利好政策支持下，技術不斷取得突破，應用場景日益多元，尤其是綠氫產能規模不斷增長，產用兩端持續發力，推動氫能成為我國能源綠色低碳轉型、構建新型能源體系的重要支點。
《中國氫能源及燃料電池產業發展報告2022》顯示：我國制氫路線正在變“綠”
記者 仲蕊
由中國氫能聯盟編著的《中國氫能源及燃料電池產業發展報告2022》（以下簡稱《報告》）近日發布。《報告》顯示，2022年我國氫能產業發展形態和發展路徑進一步清晰，逐步進入可持續健康發展通道，氫氣供需規模穩步提升，綠氫產能實現倍增，綠氫裝備電解槽產能規模大幅增長。
當前，我國可再生能源裝機規模居全球第一，綠氫產業發展潛力巨大，以綠電制綠氫成為氫能產業可持續發展的行業共識。業內認為，雖然目前我國煤制氫、天然氣制氫和工業副產氫產量仍占比較多，但隨著可再生能源制氫項目的加速推進，我國制氫路線綠色化趨勢將不斷加強。
綠氫產能實現倍增
《報告》指出，2022年，我國氫氣產能約為4882萬噸/年，同比增長約1.2%。其中，綠氫產能實現倍增，在“三北”地區的綠氫項目密集落地。
可再生能源制氫項目加速推進，西北、華北地區引領大型綠氫基地示范工程規劃建設。截至2022年底，我國已規劃超過300個可再生能源制氫項目，建成運營項目達36個，累計可再生氫產能約5.6萬噸/年；新增建成運營可再生氫項目23個，新增產能約3.3萬噸/年，同比增長超過140%。其中，內蒙古自治區能源局于2022年公布7個風光制氫一體化示范項目，產能達6.3萬噸/年；寧夏規劃建設11個可再生能源制氫項目，力爭2025年實現綠氫生產規模8萬噸/年。
“發展氫能特別是綠氫，是實現碳達峰碳中和目標的必由之路。”清華大學車輛學院氫能與燃料電池學科責任教授楊福源對記者表示，未來隨著可再生能源電解水制氫穩定性經濟性的進一步提高，綠氫將成為氫源的重要發展方向。
全球范圍內，氫氣供需規模穩步提升，低碳清潔氫占比持續提高。2022年，全球清潔氫項目密集落地，已投運電解水制氫項目數量及規模持續擴大。截至2022年底，項目總數達277個，同比增長約13.5%，總規模達585.6兆瓦，同比增長約21%。在營項目以堿性電解水制氫和質子交換膜電解水制氫技術路線為主，占比分別約65%和32%。
電解槽市場規模大漲
電解水制氫規模的提升，使電解槽市場迅速增長。《報告》指出，2022年，在全球清潔氫示范項目加速部署以及核心技術逐步成熟的背景下，上游制氫環節成為全球范圍內的發展熱點，推動電解槽產能和出貨量大幅增長。
具體來看，全球主流廠家各類電解槽產能部署超過15吉瓦，同比增長超過80%，中國占比過半，出貨量超過1吉瓦，同比增長約120%。其中，堿性電解槽占比超過70%。多國企業發力電解槽賽道，啟動電解槽及配套零部件全自動化和規模化產線建設。
“‘雙碳’目標下，越來越多的大型能源企業開始將目光投向氫氣，大舉布局制氫產業線，主動利用可再生能源發電制氫，替代煤化工制氫、天然氣裂解制氫等傳統制氫方式，以降低碳排放。”中國船舶集團有限公司第七一八研究所高級工程師李海鵬指出，隨著可再生能源發電成本越來越低，制氫經濟性初步顯現。多重因素影響下，制氫端獲得更多重視，氫氣需求飆升，電解槽等制氫設備市場需求進一步擴大。
值得關注的是，隨著產業規模的逐步擴大，綠氫相較于化石能源制氫已在局部區域顯現出一定的替代潛力。《報告》顯示，2022年，受化石原料價格攀升影響，我國煤制氫和天然氣制氫整體成本約為13元/公斤和25元/公斤。以鄂爾多斯、寧東為代表的部分資源優勢地區的綠氫評估成本降至約20元/公斤，已與化石能源制氫成本基本相當，為綠氫耦合化工等領域試點示范提供有力支撐。
安全有序推動工程示范
值得注意的是，目前，我國綠氫的應用成本仍然相對較高。“對產業而言，綠氫成本只要降下來，整個氫能產業就活了，成本降不下來，補貼多少最后都沒有出路。”楊福源直言。
對此，《報告》進一步指出，2023年，氫能產業要在頂層設計指導下，統籌產學研用資源，加快技術創新和重點場景示范應用，持續完善氫能產業政策體制和發展環境，統籌謀劃供應鏈基礎設施，適度超前開展試點示范，聚焦安全穩定有序發展，推動氫能應用成本快速下降。
“在保障氫能產業鏈和供應鏈安全、穩定、有序發展的前提下，圍繞綠氫耦合煤化工、氫電融合等領域部署一批‘可再生能源制氫+儲運+綜合應用’全鏈條重大工程示范，以解決上下游聯動不足、消納場景不明確等問題，探索市場化運作商業模式。”《報告》認為，可圍繞電價等方面制定補貼政策，降低可再生能源制氫項目運營成本。同時，著眼未來發展需求，超前探索“沙戈荒”和“深遠海”等場景可再生能源制氫示范布局；依托項目布局推動氫氣管網、氫液化設施以及高速、國道等重點區域加氫站建設，持續優化基礎設施網絡布局。
有研科技集團首席專家蔣利軍認為，近期應以源端電氫協同就地利用模式多元用氫，提高經濟競爭力和能源效率；同時，可采用受端電氫協同模式發展分布式能源系統，充分利用源端低電價和受端谷電的支撐作用，有效降低綠氫運行成本。
《全球氫能產業發展白皮書》預測：清潔制氫有望取得長足進展
記者 張勝杰
“氫能的廣泛應用，核心在于氫能生產成本與傳統能源逐步拉平。”9月14日，在中國（西部）氫能大會上發布的《全球氫能產業發展白皮書》（以下簡稱《白皮書》）顯示，藍氫可作為補充過渡能源，可再生綠氫才是終極目標。
氫能產業是全球戰略性新興產業和未來終極能源的發展方向，世界主要經濟體均在加速推進氫能產業發展。
《白皮書》顯示，全球氫能市場持續擴容，2021年全球氫能產量已達9400萬噸，約占全球終端能源消費總量的2.5%，市場規模約為1250億美元。從氫能項目的市場分布結構來看，在投項目多分布在工業和運輸領域。截至2022年，氫能產業鏈上的不同國家共宣布228個大型氫能項目。其中，規模化工業利用的氫能項目達90個，氫能運輸項目53個，大型制氫項目17個。
中國汽車技術研究中心有限公司資深首席專家黃永和在發布《白皮書》時分析稱，全球氫能主要應用于化工領域，在交通領域主要應用于氫燃料電池汽車。其中，韓、美、中、日、德五國在氫燃料電池汽車應用領域處于全球前列。
《白皮書》指出，我國是全球氫產量最大的國家；氫能的主要應用場景為工業用氫，占比超80%，其中交通領域應用占比提升空間很大。
目前，我國已開展燃料電池示范城市群試點推廣。截至2022年底，全國燃料電池車保有量為12682輛，累計建成加氫站358座，其中在營245座。
在氫能產業相關政策方面，自2021年以來，我國各級政府共發布300余項支持政策，主要集中在廣東、江蘇、上海、山東等東南沿海發達地區。
在“雙碳”目標驅動下，氫能需求量和在能源消費端的占比均大幅增長。到2030年，國內氫能年需求量預計將達到3715萬噸，到2060年可達到1.3億噸，終端消費占比將達到20%。在應用端，交通領域氫能使用量也將大幅提升，預計占比將超過30%，增量主要集中在氫燃料電池汽車產業。
值得注意的是，《白皮書》指出，氫能的廣泛應用，核心在于氫能生產成本與傳統能源逐步拉平。當可再生能源電價降至0.16元/千瓦時，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與藍氫成本相當，預計可在2040年實現；當可再生能源電價降至0.13元/千瓦時，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與現階段的灰氫成本相當，預計可在2060年實現。
“發展氫能是未來保障國家能源安全和產業轉型升級的重要舉措，在國家頂層設計全力推動下，近年來我國氫能產業熱度持續攀升，已初步邁入商業化階段。”黃永和說。
對于我國氫能供應體系今后發展趨勢，《白皮書》預測，“未來，在多方的共同努力下，清潔制氫有望取得長足進展。”
記者了解到，目前，主要發達國家和地區均提出支持氫能產業發展的相關規劃和政策。比如，美國《通貨膨脹法案》提出在10年內對氫能給予3690億美元的財政補貼；歐盟EHB計劃提出到2040年建設3.97萬公里氫氣網絡，聯通21個主要歐盟國家；日本計劃未來10年投入3700億日元扶持氫能產業，以大幅提高氫能供給能力，降低單位終端使用成本；韓國提出力爭2050年實現氫能對傳統化石能源的大幅替代。
《白皮書》從產量、能源占比、制氫方式和成本四個維度測算未來氫能產業發展，預計到2050年，全球綠氫產量可達3.23億噸，藍氫產量達到2.04億噸；氫能在全球能源總需求中的占比達13%。到2030年，化石能源+碳捕捉技術制氫規模可達6899噸，電解水制氫規模可達7972噸。到2060年，可再生能源電解水制氫相比現在的制氫成本有望下降一半，達到1.3—3.3美元/千克。全球范圍內，綠氫和藍氫有望在10年內實現生產成本持平。
黃永和認為，能源安全、低碳環保和氣候問題的內生驅動力將加快全球各主要經濟體完善氫能產業頂層設計，并加大資本投入。
《白皮書》強調，氫能產業的發展依賴全球能源結構從傳統化石燃料向清潔低碳能源發展。作為終極清潔能源，未來，氫能將逐步實現對電力系統的配套和補充。
氫能交通“質”“量”雙升
記者 仲蕊
“交通、工業和建筑是能源的三大應用場景，其中交通是能源價值最大的應用領域。相信隨著燃料電池汽車示范城市群政策的推進，2025年燃料電池汽車產業將進入半市場化階段，并在2030年進入全面市場化階段。”清華工研院副院長朱德權在近日召開的氫能碳中和論壇暨H2-Eco第三屆國際氫生態峰會上指出。
近兩年，在我國燃料電池汽車示范城市群政策的推動下，氫能在交通領域的應用得到快速發展，目前氫燃料電池汽車保有量超萬輛，預計到2025年將達數萬輛。與會專家指出，目前燃料電池技術已相當成熟，未來應著力加快儲運和基礎設施建設速度，助力燃料電池汽車應用推廣，加速場景落地。
核心零部件國產化成果可觀
北京億華通公司常務副總經理于民指出，從零部件的發展歷程來看，燃料電池汽車產業經歷了三個階段，2016年以前是技術探索階段，2016年-2021年是技術示范階段，2021年開始商業示范。在不同階段，產業都解決了不同的技術難題。
具體來看，2016年前，氫能產業處于技術路線探索與確定階段，逐步確定了氫電混合技術路線。2016年-2021年的技術示范階段，推進燃料電池零部件國產化成為產業發展重點。于民舉例稱，當時，億華通需要從全球采購零部件來搭建燃料電池系統，并嘗試把所有的燃料電池零部件進行國產化。在這個初期階段，雖然國產化產品還不成熟，部分零部件企業也并不積極，但在產業的持續努力下，部分零部件國產化進程持續加速。
在2021年-2025年的商業示范階段，產業開始致力于攻克所有關鍵零部件技術，同時降低成本。于民表示，目前，氫燃料電池汽車需要突破的八大關鍵核心零部件技術，已經有5項全部實現國產化，且性價比很高，壽命可觀。“2018年前，我們買國外100臺30千瓦空壓機，每臺要10萬塊錢，交貨周期為三個月，如果產品損壞送到國外修理，往返還需要3個月的時間。從2018年開始，業內開始加大研發國產零部件，整個生產節奏大大加快，成本也進一步下降。例如，空壓機每臺售價現已不到1萬元。”
廣州海珀特科技有限公司CEO孫營指出，燃料電池系統產業從2016年的技術成熟度不高，發展到了如今的逐步實現產業化、示范化。在此過程中，氫燃料電池系統上下游企業、從業者對工程的開發、產業的開拓，都給燃料電池汽車產業的發展打下堅實基礎。
產業配合默契度提高
氫能產業廠商間的配合與默契度逐步提升，營造出更好的產業狀態。“過去，開發一個燃料電池發動機可能需要兩年時間，而現在，開發時間已縮短一半甚至更多。過去，燃料電池產品生產出來就直接搭載到汽車上，而現在，則需要經過嚴格的車規級測試，真正滿足車規級要求后才能正式應用上車。”于民說。
美錦氫能科技董事長姚錦麗指出，目前來看，燃料電池在交通領域的應用已有5-6年的實踐。產業發展離不開眾多企業參與，我國氫能產業從整體上看，是和諧共生的狀態。
姚錦麗舉例稱，近段時間，億華通、重塑能源等燃料電池系統企業紛紛布局制氫端，契合和吻合行業發展現狀。“目前，即使是在示范城市群的城市內，氫源供應仍是卡脖子問題，尤其是低成本的氫源供應問題。制氫是燃料電池的逆反應，因此燃料電池系統商深度布局制氫行業，將有利于加速解決氫源問題，利好整個行業。”
產業發展狀態向好，進一步推動產品降本增效。于民表示，目前，國產零部件的性價比正成幾何倍數增長，產品效率、性價比較高，產品可靠性基本能滿足商業示范需求。“到2025年，在不需要補貼的情況下，零部件在燃料電池汽車上的成本，有望和鋰電池成本持平。”
北汽福田汽車股份有限公司副總裁秦志東認為，未來燃料電池汽車產業要實現更大規模應用，離不開產業鏈端協同。例如，國家電投等大型央企、國企共同構建綠色能源體系，從制儲運加用環節加大布局。現階段，應充分利用好燃料電池汽車示范城市群政策，在合作中進一步上規模、降成本，助推氫能產業加速發展。
儲運和基礎設施建設仍待加快
氫燃料汽車規模擴張的同時，加氫站等基礎設施建設也持續發力。“我們在全國主要城市示范區內布局加氫站網絡。目前，運營中的加氫站近30座，今年計劃布局40座。”姚錦麗表示。
需要注意的是，總體來看，我國氫能產業儲運端基礎設施建設仍較緩慢。“雖然氫能交通在我國示范城市群政策的推動下得到快速發展，目前氫能車保有量也超萬輛，并有望在2025年達到幾萬輛規模，但依然面臨諸多制約，例如儲運、基礎設施等。”國家電投氫能科技發展有限公司總經理張銀廣表示，氫能儲運和基礎設施建設需政府和國家層面推動，希望在氫能實現規模化應用前，能夠加快儲運和基礎設施建設速度，尤其是加氫站、儲運管道相關基礎設施的建設，為氫燃料電池汽車規模化運營奠定基礎。
此外，面對補貼退坡挑戰，張銀廣指出，建議將補貼改為政策支持的形式。比如，在燃料電池汽車路權或稅收等方面進行專門的政策扶持，引導更多用戶主動切換到綠色交通應用中。
“2025年到2035年將是氫能產業快速發展階段，需要技術的反復迭代更新。希望國家在技術方面，尤其是利用國家戰略科技力量，比如高校的國家實驗室等，推動基礎技術研究取得突破，讓氫能企業有更多精力關注面向產業化的產品研發。”張銀廣進一步指出。
轉自： 中國能源報
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