本報記者 龔夢澤
2025年1月1日起,我國首部《中華人民共和國能源法》(以下簡稱《能源法》)正式施行。《能源法》明確將氫能納入能源管理體系,首次從法律層面確立了氫能的能源地位。
在此背景下,氫能產業正在我國加速發展。制備、儲運、加氫、燃料電池等主要技術不斷突破,基礎設施建設加快進行,產業規模和應用場景日益壯大。
根據《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》,氫能產業的發展目標被明確劃分為三個階段:到2025年,期望氫能產業建立起成熟的政策環境,能夠顯著提高產業創新能力;到2030年,氫能產業技術創新體系要更加完備,可再生能源制氫將得到廣泛應用,有效推動碳達峰目標的實現;到2035年,氫能產業將形成一個高度成熟的體系,建立起一個多元化的氫能應用生態系統。
然而,熱望背后,行業仍面臨“叫好難叫座”的尷尬:氫價高企、基礎設施薄弱、商業模式尚未閉環……但轉折點正在逼近,隨著業內關于“2028年氫能有望重構能源版圖”的聲音漸隆,這一預判的背后,不僅是技術與成本的突破,更是一場橫跨化工、冶金、儲能與交通的產業革命。
那么,如何構建這一前景廣闊的清潔能源體系?產業化進程面臨哪些隘口?下一步該如何有效降低制、運、儲成本?近日,《證券日報》記者深入產業鏈上下游企業,探尋氫能產業發展狀況。
自主產業鏈漸趨完善
穿梭于北京街頭巷尾的冷鏈配送車,奔波于天津港碼頭的重卡運貨車、河北保定“氫”裝上陣的氫能物流車……京津冀三地,都閃現著氫能車輛忙碌的身影。
在北京大興國際氫能示范區,駕駛員王師傅先用靜電夾夾住車身釋放靜電,再操作控制面板并用加氫槍加注——這個過程和加油相似。位于該示范區西南角的海珀爾加氫站,占地7000余平方米,日加氫量可達4.8噸,能同時滿足500輛到600輛車輛的用氫需求。
據記者了解,占地約20公頃的北京大興國際氫能示范區,匯聚了200多家企業,園里有北京清馳科技有限公司(以下簡稱“清馳科技”)這樣的潛力企業,也聚集了國氫能源科技有限公司、北京億華通科技股份有限公司等龍頭企業,帶動了產業鏈上下游協同落地發展,成為了北京氫能產業發展、氫能應用的“樣板間”。
據清馳科技CEO張晶介紹,公司生產的質子交換膜厚度僅為12微米,相當于頭發絲直徑的十分之一。但這看似單薄的膜片,實則是氫氣進行能量轉換的重要場所,猶如氫燃料電池的“芯片”。
如今,清馳科技高精度萬級潔凈生產線,可年產15萬平方米質子交換膜。正是這一張張薄如蟬翼的質子交換膜,支撐起了氫能產業的高質量發展。
目光轉到河北保定,走進未勢能源科技有限公司(以下簡稱“未勢能源”)的生產車間,一排排機械手臂精準地進行著零部件的抓取與組裝,一層膜電極、一層雙極板,在定位桿的“引導”下交替疊放,最終層層堆疊的膜電極與雙極板,就是氫燃料電池系統的關鍵部件——電堆。
在電堆膜電極產線上,一臺臺精密的涂布設備將催化劑均勻地涂覆在質子交換膜上,旁邊的檢測設備實時監測著涂布的厚度與均勻度,一旦發現微小的偏差,便會自動調整參數。工作人員身著無塵服,在設備間穿梭觀察——這里生產的電堆膜電極,如同氫燃料電池的“心臟”,其性能直接影響著整個燃料電池的效率與壽命。
車間負責人告訴《證券日報》記者,電堆與空氣壓縮機、氫氣循環泵、水泵以及直流轉換器共同構成了氫燃料電池系統。以往國內企業做系統時,關鍵零部件全部依賴進口,不僅技術上被“卡脖子”,價格還非常昂貴。為解決關鍵痛點問題,國內氫能企業紛紛走上全自研道路。
“拆解燃料電池發動機,電堆最貴,電堆中膜電極最貴,膜電極中催化劑最貴。據此我們從催化劑端做起,將成本最高且技術壁壘最高的環節,牢牢掌握在自己手中。”在未勢能源董事長張天羽看來,實現關鍵材料的自主可控,不僅整體效率高,質量匹配好,更是控制成本的最佳路徑。此外,在全球范圍內,中國已建立起完備且自主的氫能產業鏈。因此,產業爆發的最佳土壤就在中國,這將給中國氫能企業帶來絕佳的發展機遇。
脫碳與儲能領銜
從全球氫能發展現狀看,作為兼具能源和原料雙重屬性的能源品種,氫能以其零排放、高能量密度和儲能特性,對構建清潔低碳、安全高效的能源體系,實現國家“雙碳”目標具有重要意義。在我國,發展氫能尤其是“綠氫”(可再生能源電解水制氫)在工業減碳方面的關鍵作用愈發受到重視。
氫能的“綠化”程度取決于制取方式。相比于煤、天然氣制取的“灰氫”和工業副產氫等“藍氫”,用可再生能源發電制取的“綠氫”更清潔,但獲取成本也更高,電力成本就約占到制氫總成本的70%。
“目前看來,綠色化工對氫的經濟容忍度是在13元/公斤以內。在此價位區間,綠氨、綠醇等產品便可與傳統工藝平價競爭。”張天羽告訴記者,這一臨界點的加速到來,與全國碳市場配額交易價格飆升密不可分。
張天羽表示,全國碳價已從2021年的60元/噸躍升至2024年的92元/噸。“結合目前歐洲接近100歐元/噸的高昂碳價,‘十五五’期間(2026年至2030年)國內將有巨量的增長空間,屆時‘綠氫’溢價空間將徹底打開。”
如果說化工是氫能環保提效的試驗田,那么鋼鐵行業就是檢驗其工業價值的試金石。鑒于全球7%的碳排放源自鋼鐵生產,氫冶金被視為唯一可能大規模替代焦炭的減碳、脫碳的路徑。據中國氫能聯盟預測,到2030年,清潔低碳氫將成為鋼鐵、化工等行業重要零碳原料,年消費量分別達到174萬噸和376萬噸,屆時氫能產業規模將超萬億元。
與此同時,作為長時儲能技術代表的氫儲能近年來熱度持續走高。業內普遍認為,當新能源發電量在一個國家和地區能源結構中的占比超過20%,4小時以上長時儲能將成為剛需。2024年我國可再生能源發電量占比已突破35%,但新型儲能4小時以上項目占比不足16%,平均時長僅2.3小時。
在緯景儲能科技有限公司董事長葛群看來,人們習慣性地將儲能與鋰電池直接畫上等號,可實際上儲能涵蓋的范疇極為廣闊。有些應用場景對儲能時長的要求僅僅只有幾十秒,飛輪儲能無疑是最為適配的技術路徑。而當儲能時長延伸至4個小時或更長時間,這恰恰是當下能源市場亟待填補的關鍵空白。
國家電力投資集團有限公司在內蒙古布局的吉瓦級“風光氫儲”一體化項目,正在驗證更優的儲能模式——風光電制氫后,可像天然氣一樣儲存數月,并通過管道、液氫罐車跨區域調配。以1000公里輸氫距離為例,管道運輸成本區間可達每公斤0.27元至13元之間,相較公路運輸每百公里12元至14元的成本優勢顯著。
“輸氫管道不僅僅是輸配裝置,更是一個超大容量的儲氫管網——通過加減壓力進行儲氣,不僅大大減少了儲能系統的造價,同時增強了調峰能力。”張天羽表示。
此外,隨著越來越多的大型數據中心在建,考慮到供能和冷卻的需求,其電源供應是不能切斷的。以往行業采用的多是柴油機作為備用電源,但氫能儲能憑借高能量密度、低損耗、低碳排,以及連接與形態的靈活性,愈發展現出“不可替代性”。
資本與技術雙驅動
近年來,氫能產業不斷有資本涌入,也在一定程度上體現出了其較高的社會認可度和可觀的發展前景。
作為氫能產業“國家先鋒隊”,央企氫能業務布局無疑是產業的風向標之一。據《證券日報》記者梳理,截至目前,在國務院國資委監管的98家央企中,涉及氫能相關業務的有45家,占比達47%。
另據國金證券研報,2024年約10個“綠氫”項目投產。其中,中國能源建設集團有限公司、中國石油化工集團有限公司等央企正陸續推進項目招標進度。目前來看,各大央企競逐氫能的示范效應逐步顯現,并在短期內加速催化國內氫能存量項目進度。
央企“群雄逐鹿”的同時,氫能領域內民企搶灘市場的步點也漸頻。天眼查APP數據顯示,2022年至今,我國每年平均新增氫能相關企業500家。
在眾多招投標項目中,依托于我國成熟的汽車工業體系,氫能在交通應用場景中先行一步。張天羽表示:“對于氫價容忍度最高的還是交通,氫能的商業模式大概率先誕生于交通領域。”
“氫能相較于其他車用能源的優勢在于,它不僅可以作用于交通行業,還可以延伸到更多的能源應用層面,包括飛機船舶、備用電源、固定式發電等。”張天羽表示,以氫能重卡為基礎,拓展到氫燃料電池的發電機組供電,再拓展到船舶飛機等領域。他認為,2028年,氫燃料電池將重構汽車交通與儲能產業的商業版圖。
事實上,這場“逆襲”的關鍵在于基礎設施的破局。氫能汽車的策略極具現實性:在氯堿廠、焦化廠等副產氫富集區建設低價加氫站,借助每公斤10元以下的氫氣快速盈利;在無氫源地區與中石化合作,布局“油電氣氫”綜合能源站,用油電收入反哺氫能業務。這種“農村包圍城市”的打法,已在京津冀和長三角等地區悄然鋪開,被探索應用于公交客運、城市配送、冷鏈運輸、干線物流等場景。預計到2035年氫燃料汽車保有量將達到100萬輛規模。
對于未來氫能市場前景,張天羽預測,2025年國內氫能產業呈現出應用場景繼續拓展、技術創新加速、市場競爭加劇等特點,在政策支持、技術進步和市場需求的共同推動下,2025年氫能市場將進入一個關鍵發展階段,“綠氫”項目和氫燃料電池汽車的爆發量級均有望翻倍起步。
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