上海政飛電子科技有限公司

氫能發(fā)展階段:未來(lái)3-5年單個(gè)企業(yè)的規(guī)劃超過(guò)全行業(yè),是進(jìn)入爆發(fā)期?

時(shí)間:2021-12-2 閱讀:1646
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2020年,全球加氫站553座,中石化計(jì)劃到2025年建成1000座;2021年全國(guó)電解槽產(chǎn)能1GW,隆基股份計(jì)劃未來(lái)五年建成5-10GW;我國(guó)氫氣產(chǎn)量約3300萬(wàn)噸,其中綠電制綠氫約14.5萬(wàn)噸,可再生能源直接制氫對(duì)全球來(lái)說(shuō)是示范項(xiàng)目,寶豐能源和中石化光伏制氫單個(gè)項(xiàng)目分別達(dá)到2.14萬(wàn)噸和2萬(wàn)噸……

 

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就像我原來(lái)研究機(jī)械制造業(yè)一樣,寫(xiě)行業(yè)和上市公司的報(bào)告,給行業(yè)雜志和報(bào)紙供稿,開(kāi)各種各樣的行業(yè)會(huì)議,不知不覺(jué)就有了歸屬感,感覺(jué)自己屬于中國(guó)機(jī)械制造業(yè)?,F(xiàn)在我又在氫能行業(yè)里重復(fù)著相似的事情,所不同的是,這個(gè)時(shí)代已經(jīng)不需要給媒體供稿,自己就可以建一個(gè)交流平臺(tái),聚集的同行多了,就感覺(jué)自己屬于氫能行業(yè)了。于是,我似乎有義務(wù)回答投資人的問(wèn)題:“中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)到底處于什么發(fā)展階段?我們現(xiàn)在進(jìn)入是不是合適的時(shí)機(jī)?

 

迫于溝通的效率需求,我將我國(guó)氫能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化探索劃分成兩個(gè)階段:階段是燃料電池產(chǎn)業(yè)化探索階段;第二階段是氫能供應(yīng)的效率突破階段。

階段:從1998年-2020年,燃料電池產(chǎn)業(yè)化探索

人類(lèi)對(duì)燃料電池的研究有180多年的歷史,我們今天討論的是中國(guó)對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)化探索的發(fā)展階段,其實(shí)是一個(gè)投資人關(guān)心的話(huà)題。也就是說(shuō),不僅要把東西做出來(lái),而且要預(yù)期能夠成為商品。我們今天不講從0到1的過(guò)程,這一過(guò)程太漫長(zhǎng),今天市場(chǎng)關(guān)心的是從1到10的過(guò)程和從10到100的可能性。
1998年上海神力科技成立是中國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化探索的起點(diǎn),2000年由神力配套的輛燃料電池游覽車(chē)裝機(jī),2004年燃料電池游覽車(chē)出口韓國(guó),此后2008年的北奧會(huì)和2010年的上海世博會(huì)都有燃料電池汽車(chē)示范運(yùn)營(yíng)。

 

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2001年,新源動(dòng)力股份有限公司、上海燃料電池汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)有限公司分別在大連和上海成立,上海汽車(chē)也開(kāi)始了燃料電池的研究,成為我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)化幾個(gè)非常重要的發(fā)源地,今天的上汽捷氫、未勢(shì)能源都源自這個(gè)起點(diǎn)。

 

另外兩個(gè)分支是佛山的云浮和南通的如皋,地方政府尋求對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)的布局選擇了燃料電池這個(gè)產(chǎn)業(yè),并有點(diǎn)帶面逐步形成了燃料電池產(chǎn)業(yè)集群。今天佛山已經(jīng)形成了全國(guó)大規(guī)模的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈區(qū)域市場(chǎng),而如皋培育的種子則播撒到了長(zhǎng)三角。
到2020年,我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)形成了一定的基礎(chǔ):
(1)形成了幾個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)集群。包括財(cái)政部等五部委批準(zhǔn)的批“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”的三個(gè)示范城市群京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳城市群,科技部批準(zhǔn)的“氫進(jìn)萬(wàn)家”山東示范城市群以外,湖北省、河南省、成渝地區(qū)對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)也有比較完整的產(chǎn)業(yè)布局。
(2)燃料電池產(chǎn)業(yè)龍頭初步形成。在近20年的發(fā)展中,來(lái)自國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)界、投資界的各方力量經(jīng)歷過(guò)流動(dòng)、整合,形成了以上海重塑和北京億華通為龍頭的專(zhuān)業(yè)第三方燃料電池體系,和以整車(chē)企業(yè)投資的上海捷氫、濰柴動(dòng)力、長(zhǎng)城汽車(chē)未勢(shì)能源構(gòu)建的燃料電池-整車(chē)生態(tài)。目前,排名靠前的企業(yè)主要技術(shù)來(lái)自大連化物所、清華大學(xué)、加拿大巴拉德、武漢理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)及上海交通大學(xué),還有一個(gè)融合日本專(zhuān)家與國(guó)內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司也非常值得期待。
目前,主要企業(yè)都已經(jīng)完成了燃料電池電堆或系統(tǒng)完整的研發(fā)體系、生產(chǎn)體系和檢測(cè)體系的建設(shè),具備批量化生產(chǎn)和持續(xù)研發(fā)的能力。
表1 2016年-2021年6月國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)累計(jì)銷(xiāo)量排名

 

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數(shù)據(jù)來(lái)源:香橙會(huì)(因?yàn)槠髽I(yè)成立時(shí)間有先后,累計(jì)銷(xiāo)量不代表當(dāng)前行業(yè)地位,但重塑和億華通兩大企業(yè)地位比較穩(wěn)定。)

(3)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善。燃料電池是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),涉及多種基礎(chǔ)科學(xué),核心零部件制造難度非常高,經(jīng)過(guò)20年的產(chǎn)業(yè)化探索,在燃料電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)上培育和構(gòu)建了從質(zhì)子交換膜、催化劑、膜電極、雙極板、電堆、空壓機(jī)、氫泵、DCDC、氫氣瓶等核心零部件國(guó)內(nèi)供應(yīng)商,目前,國(guó)家“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”涉及的八大核心零部件除碳紙還處于測(cè)試階段以外,其他零部件基本上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

(4)燃料電池核心技術(shù)指標(biāo)不斷優(yōu)化,比肩歐美、追趕日韓。目前世界燃料電池發(fā)展主要集中在亞洲、歐、美,中國(guó)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱,但經(jīng)過(guò)過(guò)去20年的產(chǎn)業(yè)化探索,核心技術(shù)指標(biāo)不斷優(yōu)化,單堆功率從40kW到100kW,目前已經(jīng)超過(guò)200kW,功率密度達(dá)到4.2-5.1kW/L,電池壽命達(dá)到1.5-3萬(wàn)小時(shí),可在零下30℃啟動(dòng),這些指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到前衛(wèi)水平,相關(guān)續(xù)航里程和運(yùn)行成本主要受制于國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶和加氫站等標(biāo)準(zhǔn)還達(dá)不到國(guó)外的水平。技術(shù)上我國(guó)燃料電池與日韓先進(jìn)水平比較還有一些差距,但基本上可以與歐美媲美。

目前燃料電池汽車(chē)技術(shù)指標(biāo)由日本豐田保持,第二代豐田Mirai燃料電池堆峰值功率為128 kW,體積功率密度高達(dá)5.4 kW/L(不包括端板),一次加氫5kg以上,續(xù)航里程達(dá)到650公里。今年10月28日,上海捷氫科技發(fā)布M4技術(shù)指標(biāo):“基于全新M4電堆平臺(tái)所打造的燃料電池產(chǎn)品,功率范圍將全面覆蓋30kW-230kW,擁有超過(guò)15,000hrs的超長(zhǎng)壽命,額定功率密度達(dá)4.2kW/L,峰值功率密度達(dá)5.1kW/L。”

(4)加氫站,產(chǎn)業(yè)生態(tài)基本實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。今年行業(yè)內(nèi)有一件非常重要的事情就是重塑股份IPO被暫停,主要原因是關(guān)聯(lián)交易,但不得不說(shuō),在燃料電池企業(yè)發(fā)展初期,不是一個(gè)市場(chǎng)化的生態(tài)模式,而是燃料電池企業(yè)去“創(chuàng)造”的“市場(chǎng)”,為了讓燃料電池能夠裝車(chē)運(yùn)行,燃料電池企業(yè)不得不自建生態(tài)模式,“關(guān)聯(lián)交易”實(shí)際上是這個(gè)行業(yè)自求發(fā)展的一個(gè)必經(jīng)過(guò)程,是燃料電池技術(shù)指標(biāo)和性能自我驗(yàn)證的過(guò)程。所以,早期很多的加氫站都是燃料電池企業(yè)在自己的生產(chǎn)園區(qū)建起來(lái)的配套設(shè)施。

直到2018年,才逐步有了第三方的加氫站,目前,中石化已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)加氫站的主力,據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2021年9月底,國(guó)內(nèi)累計(jì)建成加氫站190座,其中147座已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)。

表2  國(guó)內(nèi)加氫站建成情況

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資料來(lái)源:氫氣未來(lái)網(wǎng)《重磅 | 中國(guó)加氫站建設(shè)數(shù)量已經(jīng)超越日本,正式躍居世界前位》。


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有人說(shuō),燃料電池一出生就是一個(gè)健壯的嬰兒,無(wú)論是性能指標(biāo)還是環(huán)保指標(biāo)都優(yōu)于燃油動(dòng)力和鋰電,但其成長(zhǎng)卻因?yàn)檎疹櫜恢?、營(yíng)養(yǎng)不良而異常艱難,這怨不得別人,怪只怪燃料電池太挑食,身體“精貴”不說(shuō),還要吃“精糧”。燃料電池的應(yīng)用不僅受制于本身的性能指標(biāo)和成本指標(biāo),還受制于各種苛刻的基礎(chǔ)建設(shè),特別是氫氣的來(lái)源和成本。

 

2009年科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部啟動(dòng)了“十城千輛”的新能源汽車(chē)發(fā)展計(jì)劃,這意味著中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段,也意味著鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化條件,而彼時(shí)的燃料電池仍然成本高懸,探索了十年左右的燃料電池企業(yè)進(jìn)入寒冬期,就連國(guó)際市場(chǎng)早期開(kāi)發(fā)過(guò)燃料電池概念車(chē)的很多企業(yè)也暫停了燃料電池汽車(chē)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā),直到2014年豐田推出Mirai,并宣布成本降到2008年的1/20,燃料電池產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員才重拾信心。
然而,無(wú)論是日本還是國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)推廣并不順利,其中主要的瓶頸是氫氣供應(yīng)的基礎(chǔ)建設(shè)和氫氣成本。

第二階段:2019年——,氫氣規(guī)模化供應(yīng)及成本探索

(1)氫氣被納入能源體系
2017年11月22日,聯(lián)合國(guó)波恩氣候變化會(huì)議(COP23)舉辦之際,國(guó)際氫能源委員會(huì)(Hydrogen Council)發(fā)布了首份氫能源未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)調(diào)查報(bào)告,該報(bào)告指出:“氫能源是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要方式,并且能夠催生相當(dāng)于2.5萬(wàn)億美元的商業(yè)價(jià)值并同時(shí)創(chuàng)造3000多萬(wàn)人的就業(yè)機(jī)會(huì)。”并明確氫能源未來(lái)愿景的題為“Hydrogen, Scaling up(氫能源市場(chǎng)發(fā)展藍(lán)圖)”的調(diào)查報(bào)告,介紹了氫能源正式普及和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面的發(fā)展藍(lán)圖。
在2050年之前,通過(guò)更大規(guī)模的普及,氫能源將占整個(gè)能源消耗量的大約20%,全年的CO2排放量能夠較現(xiàn)在減少約60億噸,能夠承擔(dān)將全球變暖控制在2℃以?xún)?nèi)所需CO2減排量中的約20%。到現(xiàn)在已經(jīng)有30多個(gè)國(guó)家制定了氫能發(fā)展計(jì)劃。

 

在2019年11月份印制的《能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》里,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局要求,氫氣和煤炭、天然氣、原油、電力、生物燃料等一起,納入2020年能源統(tǒng)計(jì),一些敏感的人注意到了這一具有歷史意義的變化,這可以看做是我國(guó)氫氣作為能源的一個(gè)起點(diǎn)。

(2)能源企業(yè)大舉投資綠氫

我國(guó)是全球的產(chǎn)氫大國(guó),目前全球氫氣產(chǎn)量約7000萬(wàn)噸,我國(guó)目前氫氣產(chǎn)能大概有4100萬(wàn)噸,產(chǎn)量有3300多萬(wàn)噸。其中石化能源是主要的制氫途徑。工業(yè)副產(chǎn)氫氣有708萬(wàn)噸。電解水制氫很少,只有50萬(wàn)噸,大概占1.52%左右。按照我國(guó)2020年的電力結(jié)構(gòu)(火電占71%,風(fēng)電、水電、核電、光伏合計(jì)29%),綠電制綠氫的產(chǎn)量大約14.5萬(wàn)噸。

氫氣被納入能源體系的同時(shí),“碳達(dá)峰,碳中和”目標(biāo)使得大型能源企業(yè)和工業(yè)企業(yè)面臨現(xiàn)實(shí)的排放壓力,相關(guān)能源企業(yè)紛紛布局氫能,今年7月16日,國(guó)資委秘書(shū)長(zhǎng)彭華崗曾經(jīng)表示,超過(guò)三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)布局氫能。目前,國(guó)家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)、國(guó)電投集團(tuán)、三峽集團(tuán)、國(guó)家電網(wǎng)、中廣核、大唐、中石化、中石油、能建集團(tuán)等能源企業(yè)都在氫能上做了大量的研發(fā)投入,并進(jìn)入大規(guī)模項(xiàng)目的示范階段。

中石化2025年要建成1000座加氫站,今年就要建成100座,預(yù)計(jì)今年全年全國(guó)加氫站數(shù)量超過(guò)200座。

事實(shí)上,不僅是傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),可再生能源的發(fā)展也需要?dú)鋪?lái)作為大規(guī)模儲(chǔ)氫平抑波動(dòng),隆基股份、協(xié)鑫集團(tuán)、陽(yáng)光電源等可再生能源企業(yè)也大舉投資于綠氫產(chǎn)業(yè)。

(3)大型項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)

 

綠氫的大規(guī)模生產(chǎn)是寶豐能源開(kāi)啟的,該公司于2019年開(kāi)始建設(shè)全球單廠(chǎng)規(guī)模很大的太陽(yáng)能電解水制氫項(xiàng)目,并于2021年4月*裝置成功投產(chǎn),項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后可年產(chǎn)2.4億標(biāo)方綠氫和1.2億標(biāo)方綠氧。1公斤氫氣為11.2立方米,公司2.4億方氫氣即為2.14萬(wàn)噸;1公斤氧氣為0.7立方米,公司1.2億標(biāo)方綠氧即為17.14萬(wàn)噸。
2020年1月21日,福建省漳州市政府與中國(guó)華能集團(tuán)有限公司(下稱(chēng)“華能集團(tuán)”)簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。華能集團(tuán)計(jì)劃在漳州投資1000億元,建設(shè)漳州外海千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電能源基地和古雷開(kāi)發(fā)區(qū)綜合能源基地等。
2020年10月,由三峽集團(tuán)負(fù)責(zé)投資建設(shè),康明斯提供裝備的烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范項(xiàng)目是全球規(guī)模很大的源網(wǎng)荷儲(chǔ)示范項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)。

 

2021年3月9日,四川公司與彭州市政府簽訂《華能彭州水電解制氫科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目投資協(xié)議書(shū)》,彭州水電解制氫科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目將建設(shè)2600標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)水電解制氫站、高密度儲(chǔ)氫設(shè)備和充氫站、華能四川綠氫技術(shù)創(chuàng)新研究院、氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)綜合示范基地,1300Nm3/h堿水電解槽由競(jìng)立與華能聯(lián)合開(kāi)發(fā),計(jì)劃于2021年建成。

 

2021年8月18日,陜西咸陽(yáng)秦都區(qū)與國(guó)家能源集團(tuán)陜西電力有限公司簽訂光儲(chǔ)氫綜合應(yīng)用一體化項(xiàng)目,總投資20億元,規(guī)劃建設(shè)分布式光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量300MW、新型集中式儲(chǔ)能電站容量300MWh、電解水制氫站及配套加氫站容量500-2000Nm3/h。

 

2021年11月30日,中國(guó)石化宣布我國(guó)萬(wàn)噸級(jí)光伏綠氫示范項(xiàng)目——中國(guó)石化新疆庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目正式啟動(dòng)建設(shè)。公司稱(chēng),這是全球在建的光伏綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目,投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬(wàn)噸。項(xiàng)目總投資近30億元,主要包括光伏發(fā)電、輸變電、電解水制氫、儲(chǔ)氫、輸氫五大部分。項(xiàng)目將新建裝機(jī)容量300兆瓦、年均發(fā)電量6.18億千瓦時(shí)的光伏電站,年產(chǎn)能2萬(wàn)噸的電解水制氫廠(chǎng),儲(chǔ)氫規(guī)模約21萬(wàn)標(biāo)立方的儲(chǔ)氫球罐,輸氫能力每小時(shí)2.8萬(wàn)標(biāo)立方的輸氫管線(xiàn)及配套輸變電等設(shè)施。項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年6月建成投產(chǎn)。

表3 部分能源企業(yè)氫能布局

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(4)電解水產(chǎn)能大幅擴(kuò)張

 

自今年3月隆基成立氫能公司以來(lái),電解槽成為今年投資領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn),10月16日,隆基氫能*堿性水電解槽下線(xiàn),公司當(dāng)天宣布今年將具備500MW的能力,未來(lái)五年內(nèi)產(chǎn)能將達(dá)到5-10GW。

 

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這個(gè)產(chǎn)能是什么概念呢?500MW是2020年全國(guó)的產(chǎn)能,2021年大約1000MW,也就是1GW,我近期跟業(yè)內(nèi)幾家企業(yè)溝通下來(lái)到明年年底的產(chǎn)能,隆基大約1.5GW,競(jìng)立大約1GW、中電豐業(yè)1GW,于是我按照行業(yè)發(fā)展階段及行業(yè)地位競(jìng)爭(zhēng)的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè),國(guó)內(nèi)明年年底的產(chǎn)能可能到達(dá)10GW。

因?yàn)閴A性電解槽是一個(gè)相對(duì)比較成熟的產(chǎn)業(yè),產(chǎn)能擴(kuò)張的門(mén)檻不高,而規(guī)模擴(kuò)張一方面是為未來(lái)幾年的需求做準(zhǔn)備,另一方面,企業(yè)的規(guī)模也一定程度上顯示了企業(yè)的行業(yè)地位,所以,如果隆基到1.5GW、競(jìng)立大和中電豐業(yè)到1GW,大陸和718的規(guī)模也不會(huì)低于1GW,除了這些傳統(tǒng)電解槽企業(yè),我們還看到深圳還有凱豪達(dá)、瑞麟也在布局堿性電解槽,預(yù)計(jì)2022年還會(huì)有新的進(jìn)入者。

圖1 2022年電解槽產(chǎn)能預(yù)測(cè)

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(5)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步

 

電解槽不是一項(xiàng)新技術(shù),但過(guò)去主要作為工業(yè)原料,行業(yè)位置靠前的企業(yè)也不過(guò)幾千萬(wàn)的營(yíng)業(yè)規(guī)模,沒(méi)有什么研發(fā)投入,預(yù)計(jì)未來(lái)5年這個(gè)行業(yè)的規(guī)模超過(guò)100億元,大量的資金進(jìn)入將推動(dòng)行業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步。
11月26日,我參加了華能和競(jìng)立聯(lián)合開(kāi)發(fā)的1300Nm3/h堿水電解槽的生產(chǎn)下線(xiàn)儀式。目前,蘇州考格利爾競(jìng)立基本上代表了這個(gè)行業(yè)(堿性電解槽)的高水平,這與他們的基礎(chǔ)以及華能集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)都分不開(kāi)。下面是競(jìng)立發(fā)給媒體的一份通稿,作為這個(gè)行業(yè)重要的歷史資料,我也將這些數(shù)據(jù)留在本文:

 

一是突破了高效催化劑合成的關(guān)鍵“點(diǎn)”,構(gòu)建了新型鎳基多元合金催化層,有效提升了工作電流密度,降低了析氫電位。

二是突破了三相關(guān)鍵界“面”的解析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化,改變了傳統(tǒng)極板流場(chǎng)結(jié)構(gòu),優(yōu)化了電解小室橫縱維度空間布局,實(shí)現(xiàn)了熱量、物質(zhì)的高效傳遞。

三是突破了大型高電密電解槽的整“體”可靠組裝,提升了電解槽的高壓密封性、性能均一性和運(yùn)行可靠性。

點(diǎn)、面、體三維突破與創(chuàng)新,成功實(shí)現(xiàn)了1300Nm3/h堿水電解槽的生產(chǎn)下線(xiàn),并在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上創(chuàng)造了國(guó)際、國(guó)內(nèi)前衛(wèi)和行業(yè)前衛(wèi)

1. 單槽產(chǎn)氫能力國(guó)際:在1.6MPa運(yùn)行壓力下,電解槽的額定產(chǎn)氫量達(dá)到1300Nm³/h,產(chǎn)氫量可達(dá)1500Nm³/h,同時(shí),具備20%-115%寬頻調(diào)諧制氫能力。

2. 電流密度指標(biāo)前列:電解槽的電流密度達(dá)到6000A/㎡,是首套實(shí)現(xiàn)6000 A/㎡高電流密度的商業(yè)化堿性水電解槽。

3. 直流能耗前衛(wèi):電解槽的直流能耗低于4.2kWh/Nm3H2,顯著優(yōu)于國(guó)家大型電解槽一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)。

4. 體積產(chǎn)能比國(guó)內(nèi)最小:與國(guó)內(nèi)其它產(chǎn)氫量1000Nm³/h的堿性水電解制氫設(shè)備相比,1300Nm³/h電解設(shè)備的體積縮小超三分之一,體積產(chǎn)能比由0.95下降到0.73,單位產(chǎn)氫量設(shè)備投資減少25%。

5. 系統(tǒng)集成控制前衛(wèi)采用全國(guó)產(chǎn)化分散控制系統(tǒng)(DCS),集成一鍵啟動(dòng)、無(wú)人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備互聯(lián)等智能化控制技術(shù)。

 

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可以預(yù)期,隨著資金、人才以及應(yīng)用的不斷反饋,制氫技術(shù)將會(huì)得到快速進(jìn)步。

 

(6)儲(chǔ)運(yùn)方式多元化
運(yùn)輸方式也是這兩年討論的一個(gè)重要話(huà)題,因?yàn)槟壳岸际菂^(qū)域性的試點(diǎn),短距離、小規(guī)模示范,氫氣主要運(yùn)輸方式還是高壓運(yùn)輸,但液氫項(xiàng)目也在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)中,航天101所、中集圣達(dá)因、中科富海、國(guó)富氫能都在液氫儲(chǔ)運(yùn)上做儲(chǔ)備。不過(guò),由于遠(yuǎn)距離運(yùn)氫的成本比較高,化合物儲(chǔ)氫包括甲醇制氫、鎂基儲(chǔ)氫、氨儲(chǔ)氫、甲苯儲(chǔ)氫方案都有一些探索,中集安瑞科與大化所合作建造的冬奧會(huì)的站內(nèi)制氫項(xiàng)目就是甲醇制氫。
運(yùn)氫的方式固然還需要技術(shù)進(jìn)步,但如果說(shuō)技術(shù)是生產(chǎn)力的化,這個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)關(guān)系更重要,這個(gè)生產(chǎn)關(guān)系包括國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),也包括資源的優(yōu)化配置。也就是說(shuō),目前比生產(chǎn)力更落后的是生產(chǎn)關(guān)系,這將是氫能時(shí)代需要突破的一個(gè)非常重要的認(rèn)知。

未來(lái)3-5年:氫氣成本隨規(guī)模擴(kuò)張和技術(shù)進(jìn)步下降

如果說(shuō)我們預(yù)測(cè)電解水制氫產(chǎn)能從2021年的1GW到2022年的10GW有一點(diǎn)突兀,那也只能怪隆基做了未來(lái)五年內(nèi)5-10GW的規(guī)劃,這樣一來(lái),其他公司也就只好跟進(jìn)了。但這就是業(yè)內(nèi)人對(duì)這個(gè)行業(yè)的預(yù)期與行動(dòng),一個(gè)企業(yè)的規(guī)劃超過(guò)全行業(yè)的靜態(tài)產(chǎn)能,設(shè)備如此,制氫項(xiàng)目亦是如此。
到2020年,全球加氫站553座,而中石化一家在未來(lái)五年內(nèi)要建1000座加氫站(含油氫混合站)。
按照各大能源公司啟動(dòng)的綠氫項(xiàng)目,也可以推測(cè)未來(lái)幾年綠氫項(xiàng)目的進(jìn)度也將很快超過(guò)目前50萬(wàn)噸電解水(約14.5萬(wàn)噸綠電制綠氫)的存量規(guī)模。
氫能發(fā)展的階段是創(chuàng)業(yè)資本和科研人員主導(dǎo),以交通領(lǐng)域?yàn)闋恳陌l(fā)展模式,這一階段,燃料電池系統(tǒng)和電堆企業(yè)通過(guò)構(gòu)建閉環(huán)生態(tài)鏈、培育供應(yīng)商探索出燃料電池清晰的產(chǎn)業(yè)化路徑:企業(yè)完善的研發(fā)體系形成了技術(shù)持續(xù)進(jìn)步、核心零部件基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、清晰的工藝路線(xiàn)和規(guī)?;a(chǎn)的自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)。過(guò)去4-5年,燃料電池綜合成本下降了80%,未來(lái)可以預(yù)見(jiàn)系統(tǒng)成本將以每年20-30%的速度下降。
第二階段是由能源企業(yè)主導(dǎo)、以氫氣的制備、儲(chǔ)能、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站的能源體系發(fā)展模式,這一階段,能源企業(yè)通過(guò)綠氫制造、儲(chǔ)運(yùn)和加氫站建設(shè)來(lái)快速推進(jìn)基礎(chǔ)建設(shè)。預(yù)期大量的資金和人才的涌入將使得氫氣的成本快速下降。

 

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現(xiàn)階段,化工企業(yè)和冶金企業(yè)的工業(yè)副產(chǎn)氫是一個(gè)優(yōu)勢(shì),綠氫的產(chǎn)能迅速擴(kuò)張對(duì)發(fā)展燃料電池汽車(chē)來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音

不過(guò),供氫端與燃料電池的區(qū)別在于,燃料電池技術(shù)還沒(méi)有成熟,近年剛剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,而電解水中的堿性電解槽基本上屬于成熟技術(shù),所以,在氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)中,盡管燃料電池早于氫能開(kāi)始啟動(dòng),但兩者競(jìng)爭(zhēng)的要點(diǎn)有很大的不同,對(duì)燃料電池企業(yè)來(lái)說(shuō),競(jìng)爭(zhēng)的核心要點(diǎn)還是技術(shù),而對(duì)堿性電解槽來(lái)說(shuō),除了技術(shù)本身,源頭的資源也會(huì)變得非常重要,比如隆基股份等可再生能源企業(yè)可能就會(huì)利用更多離網(wǎng)光伏棄電變動(dòng)的更有競(jìng)爭(zhēng)力。

來(lái)自寶豐能源的公告稱(chēng),目前制氫成本還高于灰氫,但根據(jù)業(yè)內(nèi)多位專(zhuān)家預(yù)計(jì),隨著政策的強(qiáng)力推動(dòng)和技術(shù)的快速發(fā)展,未來(lái)有望達(dá)到0.7元/標(biāo)方,與化石能源制氫相當(dāng)并將優(yōu)于化石能源制氫;深圳凱豪達(dá)則稱(chēng),他們探索谷電和站內(nèi)制氫,以谷電價(jià)格0.211元/度,耗電量4.2度電/標(biāo)方,公司可以將制氫成本降到9.925元/kg。

 

但總體來(lái)看我國(guó)電解水普遍應(yīng)用的還是堿性技術(shù),而對(duì)于更加環(huán)保、更加高效的PEM制氫技術(shù)則還與*技術(shù)有比較大的差距,國(guó)內(nèi)能源級(jí)PEM電解槽產(chǎn)量還是個(gè)位數(shù)。而擁有70多年電解水經(jīng)驗(yàn)的康明斯,與其關(guān)聯(lián)公司向全球提供了600多套電解水設(shè)備,其中含PEM電解水設(shè)備70多套,目前由康明斯生產(chǎn)的20MWPEM電解水是世界上正在運(yùn)行的的PEM項(xiàng)目。
但進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化我國(guó)PEM制氫也進(jìn)入了兆瓦級(jí)時(shí)代,目前賽克賽斯生產(chǎn)的電解槽功率達(dá)到260Nm³/h,計(jì)劃明年做到500-1000Nm³/h。
今年以來(lái),氫氣可以預(yù)見(jiàn)的成本下降在制氫端,對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)端的成本來(lái)說(shuō),隨著大量氫氣產(chǎn)能的釋放,儲(chǔ)氫運(yùn)氫的需求將大大增加,運(yùn)輸方式也會(huì)不斷優(yōu)化,燃料電池應(yīng)用端成本有望在未來(lái)五年得到大幅改善。

 

 

文章來(lái)源:產(chǎn)業(yè)觀察者--公眾號(hào)   侵刪

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