未来产业走向未来! 氢能,离商业化还有多远?

小夏 科技 更新 2024-03-05

中国小康网独家报道。

文丨“小康”,中国小康网记者袁帅。

打通氢能应用链,以碳中和为目标,从整体角度规划中国新能源体系,对适合氢能的区域和产业进行相应投资。

照片由受访者提供。

氢能产业是未来产业的重点发展方向。 2023年以来,在政策和市场的双重驱动下,氢能应用领域不断拓展创新,中石化等企业牵头的大型绿氢项目落地,绿氢正逐步替代传统灰氢,为钢铁、化工等行业脱碳转型提供有力支撑。 燃料电池汽车进入量化加速期,宇通客车等企业迎来了相关业务增长。 目前,我国氢能正迎来发展热潮,虽然相关产业发展晚于欧美、日韩,但发展速度较快,在产业链布局上已逐渐赶上西方国家。 作为“电能替代”,氢能的应用范围可涵盖交通运输、工业生产、能源传输、电网储能与部署等,使氢能产业有望成为能源转型的支柱产业。

利好政策继续加大力度。

2024年初,国家发改委、商务部、国家市场监督管理总局联合印发《关于支持广州南沙放宽市场准入加强监管体制改革的意见》,提出在南沙打造粤港融合绿色低碳示范区, 广州,并推广使用氢能等清洁能源。此前,国家发改委、国家能源局发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》指出,氢能产业是战略性新兴产业,是未来产业的重点发展方向。 以科技自力更生、自强为引领,加强氢能产业创新体系建设,加快突破氢能核心技术和关键材料瓶颈,加快产业升级壮大,实现产业链良性循环创新发展。 践行创新驱动,推动氢能技术装备突破,加快培育新产品、新业态、新模式,构建绿色低碳产业体系,打造产业转型升级新增长点,为经济高质量发展注入新动能。 《“十四五”新能源储能发展实施方案》首次将“氨”作为重要储氢载体纳入重点研究方向,并明确提出开展“氨氢储能”示范。

氢能产业政策从国家层面“自下而上”,地方政府也纷纷下功夫。 根据安徽省发改委印发的《安徽省氢能产业高质量发展三年行动计划》,到2025年,安徽省将初步实现氢能产业化应用,打造国内氢能产业发展高地。 《优化成都能源结构促进城市绿色低碳发展政策措施实施细则(试行)》提出,为城镇绿电制氢项目两级联动提供电费支持,对加氢站建设运营给予最高1500万元补贴。

作为全国重要的特种汽车生产基地,随州市委、市委按照“打好先行、抢占制高点、打造创新园、培育大产业”的总体思路,明确提出氢能产业发展要依托新能源智能特种汽车及零部件产业集群, 以新能源商用车为龙头,提升氢能商用车产业能级,通过申请国家燃料电池汽车推广应用示范城市群,加快氢能商用车产业化。

随州市委**厅副司长、市工商联党组书记杨明表示,随州致力于培育强链企业,建设氢能产业园,加快加氢站建设,构建场景闭环, 并规划布局了占地160亩的氢能产业园,为氢能产业的发展提供研发和生产基地。同时,随州将深挖新能源制氢资源禀赋,布局绿色制氢产业链。 “在上游制氢环节,目前我国的氢气主要来自灰氢,未来利用风能、太阳能发电等可再生能源电解水生产氢气(绿氢)将成为发展趋势。 随州是湖北省风光伏资源重镇,截至2023年10月,随州新能源并网装机容量为322个81万千瓦,占湖北新能源装机容量的1042%。未来,我们将充分利用风能和光伏资源优势,推动国家能源集团实施制氢项目,打造中部绿色氢能产业高地。 ”

此外,随州利用氢气储运设备生产的耦合条件,布局氢能装备产业链。 随州拥有多家具有压力容器生产能力的企业,全市危化品罐车生产企业20余家,年产危化品罐车10000余辆,占全国60%以上,相关零部件与当地配套率较高,具备量产储氢罐储备能力, 储氢瓶研发正在突破。随州将高起点规划建设氢能产业园,围绕光伏绿氢生产、储氢运氢、氢燃料电池、氢商用车等项目,通过氢能装备的完整闭环“串成链”,构建“氢能生产”全产业链, 储存、运输、加工和使用”。

氢能汽车在战场上。 在氢能落地和商业化模式中,氢能汽车成为较为成熟的车型之一。 2022年北京冬奥会上,示范叠加燃料电池汽车示范城市群项目,让氢能成为燃料电池产业关注的焦点。 其中,英博新能源作为北京市大兴区引进的重点氢能高新技术企业,直接与整车运营平台合作,在北京投放了一批30辆燃料电池客车,承担了北京市日常防疫工作和奥运会、残奥会通勤支持的部分工作。

作为“国家队”,已为冬奥会投入了200辆氢能公交车。 为加快氢能汽车发展,国家电力投资集团氢能技术开发首席技术官柴荣茂,为加快氢能汽车发展,在开发电池质子交换膜和碳纸的同时,成立了发动机开发团队, 并开始在跨境机械领域取得进步。柴荣茂对《小康》杂志社和中国小康网记者表示:“冬奥会创造了历史上的几个第一:首次1000多辆燃料电池汽车集中运行,氢燃料电池汽车首次在大型国际大赛中大规模使用为主要产能, 国产自主技术与国际一流品牌首次同场竞技,也是新能源汽车首次在寒冬数月(含热身赛)投入现场服务。”

湖北新驰丰汽车有限公司凭借氢能转型,从濒临破产的绝望境地迈入了产业转型的前沿阵地,并于去年11月发布了全球首款超前研发的1000公里气态氢能重卡。 针对燃料电池商用车的发展需求,新呼峰新增加氢站、氢燃料发动机试验台、焊接机器人等设施设备,具备氢燃料电池商用车的研发、生产和验证能力。

据中国汽车工业协会统计,2022年新能源汽车年销量为688辆7万辆,氢燃料电池汽车年销量为3367辆,占比约0049%。2023年1-11月,新能源汽车销量为830辆4万辆,氢燃料电池汽车销量为3996辆,占比约0048%。造成这种情况的重要原因之一是氢燃料电池的技术成熟度不如锂电池,目前氢燃料电池的成本高于锂电池。

与锂电池、镍氢电池等其他新能源电池相比,氢燃料电池具有能量密度高、零污染零排放、补给速度快、续航时间长、整车重量轻等优点。 氢气储量丰富,可以从海水中开采。 氢气的热值大约是石油的三倍,但产物只有水,可以再次分解氢气。 “氢燃料电池在其使用寿命结束时不会污染环境。 锂离子电池含有大量的重金属,如果使用不当,会对环境造成污染。 直接加氢大约需要5分钟,电池寿命一般在500公里以上,锂电池充电时间长,电池寿命短。 在低温环境下,锂电池的续航里程大大减少,而氢燃料电池则不受影响。 广州海特科技***首席营销官段庆泉说。

因此,随着技术的进步和燃料电池“八大部件”(电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、复写纸、空压机、氢循环系统)的补贴等政策的推动,氢燃料电池汽车将在交通运输领域发挥更大的作用。 柴茂荣建议,我国应加快乘用车市场自由化,通过大规模降本和技术迭代提高安全性和可靠性,这一点非常重要。 “只有开发乘用车,才能增加销量,降低成本。 燃料电池汽车、乘用车是绕不开的道路,因为它有电动汽车的电子化和燃油汽车的逆变器,等于前部是电动汽车,后部是燃油车,就是这样一套装置,所以它具有安全性高的优点, 燃油车成本低,加油速度快,而电动汽车的可靠性和寿命长,环境适应性高,从零下40度到零下60度,整个工作范围很广,而且加速、起步非常快,这是最大的特点。同时,他指出,我国交通运输前景将以重卡、客车为突破口,建立“柴油”到“氢”产业示范,布局加氢站,扩大氢能的使用,并逐步扩展到乘用车领域,并在船舶上开发新的用途。

段庆泉分析,在全生命周期TVO最大化的前提下,“适用电就是电,适氢就是氢”的情景原则将在未来很长一段时间内得到坚持,燃料电池和动力电池路线将在商用车领域共存,但产值最大的公路物流, 尤其是高速、重载、长途公路干线物流是氢燃料电池应用场景的绝对优势。“2026年之前,以政策为主导,2027-2030年以政策和市场为主导,2030年后完全市场化。 保守估计,2030年氢能汽车年销量突破8万辆,保有量突破40万辆; 乐观估计,2030年年销量将超过40万台,拥有单位数量将超过100万台。 ”

氢的未来是充满希望的。

尽管氢能距离大规模产业化还很遥远,但其产业的发展,特别是在系统应用方面,呈现出令人振奋的态势。 在小型运输装备的产业化应用方面,广东蓝轩氢能科技近日取得重大突破,成功研发出全球首款400W水冷氢能两轮车。 据报道,该车单次续航力超过120公里,核系统的运行寿命超过150000小时,相关性能指标达到行业领先水平,可实现零碳排放,比锂电池更安全环保,比风冷氢能技术更稳定耐用。 国内领先的技术成果已进入量产准备阶段。 同时,可用于快递等行业的蓝轩水冷氢三轮车也研发成功。 该系列产品的技术特点和产业化前景得到了柴毛荣贤的高度评价。

根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,到2025年,我国将形成较为完整的氢能产业发展制度和政策环境,产业创新能力显著提升,基本掌握核心技术和制造工艺,初步建立起较为完整的链条和产业体系。 氢能示范应用取得显著成效,清洁能源制氢和氢能储运技术取得长足进步,市场竞争力大幅提升,初步建立了以工业副产氢为主的氢能体系和可再生能源制氢。 燃料电池汽车数量约为50,000辆,并将部署多个加氢站。 可再生能源制氢量将达到每年10万20万吨,成为新氢能消费的重要组成部分,实现每年二氧化碳减排1200万吨。

到2030年,氢能产业技术创新体系较为完善,形成清洁能源制氢和首个体系,产业布局合理有序,可再生能源制氢得到广泛应用,将有力支撑碳达峰目标的实现。 到2035年,形成氢能产业体系,构建覆盖交通、储能、工业等领域的多元化氢能应用生态圈。 可再生能源制氢在最终能源消费中的比重显著提高,对能源绿色转型发展起着重要的支撑作用。

如何实现这些目标? 柴茂荣认为,我国氢能发展的第一步,就是在10到15年内打通氢能应用链,提高氢能利用的经济性。 第二步是以减碳为目标,在10-15年内投入研发可再生电力制氢、热解制氢、光催化制氢等绿色制氢技术,从而降低这些技术路线的成本。 第三步,以碳中和为目标,从整体角度规划中国新能源体系,对适合氢能的地区和产业进行相应的投资。 “目前,中国在氢能普及方面落后于日本和德国,未来衡量中国氢能是否普及的指标,就是看氢能乘用车是否有很大的市场,因为氢能汽车续航里程远,氢能的成本会低于石油。 柴茂荣**,2060年前后,我国能源消费总量将比目前水平增长20%至30%,届时除电力、氢能外,热能也将是主要能源***

段庆泉分析,氢能商业化的关键是从上游制氢的角度来看,随着技术的发展,绿氢成本逐步降低,有望突破氢能产业化的关键环节; 从中游储氢运来看,要进一步推进产业化和技术创新,降低成本; 从下游氢能应用来看,应推动在交通、工业、发电等领域的应用。

小康“ • 中国小康网独家文章)。

本文刊登于2024年2月初的《小康》杂志。

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