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氢能,一场不能输的全球竞赛
作者:官方 来源:中国工业报 所属栏目:财经报道 发布时间:2021-09-14 15:36
[ 导读 ]今年氢能迎来布局热潮,一些光伏企业纷纷进入这一领域。与其他能源相比,氢能清洁环保,能量密度高,被一些人视为“终极能源”。...

今年氢能迎来布局热潮,一些光伏企业纷纷进入这一领域。与其他能源相比,氢能清洁环保,能量密度高,被一些人视为“终极能源”。但是,要大规模开发氢能,还存在产业链长、技术复杂等多环节的生产、储存、运输、使用等环节的瓶颈。

近日,美国总统拜登签署行政命令,设定了2030年电动汽车占新车销量50%的目标。该目标对零排放汽车的内涵尤为明确。除了传统的纯电动汽车和插电式混合动力汽车,首次强调燃料电池电动汽车,或标志着美国新能源产业政策结构开始向燃料电池电动汽车倾斜。 ,而且氢能一直是美国推崇的清洁能源。

前不久,能源大国俄罗斯发布了《2024年前氢能发展行动计划》(以下简称《行动计划》),明确了2024年前建立氢能产业链。行动计划还提出,到2050年,俄罗斯氢能出口量将达到790万吨至3340万吨,出口收入将达到236亿至1002亿美元。

作为石油和天然气资源丰富的国家,俄罗斯为何突然决定大力发展氢能?有专家认为,这主要是因为俄罗斯两大能源出口市场欧盟和中国正在大力推进绿色低碳发展,这意味着传统化石能源出口可能会受到影响。以欧盟为例,去年煤炭进口量大幅下降近40%,未来油气进口量势必缩水。俄罗斯显然正在积极寻求能源转型。

对于为何选择氢能,中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学教授余卓平表示,与其他新能源相比,氢能有一大特点。“由于其不可储存性,电力实际上不能交易,包括可再生能源,它不是能源交易产品。但是,在将可再生能源转化为氢之后,氢可以成为大额交易的新能源载体。所以从交易的特点来看,这将为全球应对气候变化合作提供一个很好的平台。”

在俄罗斯以东,日本是世界上最早押注氢能的国家之一。众所周知,日本的氢燃料电池汽车技术独步全球。今年,日本将开始从澳大利亚进口液态氢,这标志着氢能商业化迈出关键一步。日本的邻国韩国最近宣布开发氢燃气轮机。开发成功后,将建设氢能火力发电厂,实现无碳发电。

事实上,使用氢能的方式远不止这些。

“比如在德国,产生的氢气混入天然气管道,按一定比例混合供居民使用,效果也很好,因为这相当于用氢气当天然气,有经济效益,大家研究过各种方法,也都有人试过,但不一定说哪一种特别好,应该因地制宜。“据相关业内人士透露。

据专家观察,随着能源革命在全球范围内蔓延,各国正在展开一场全球氢能竞赛。谁占了上风,谁就能抢占未来产业链的制高点。余卓平表示,虽然氢能技术不如其他清洁能源成熟,但世界上没有人愿意承担巨大的机会成本。余卓平说:“从国际大局来看,全球氢能产业发展势头非常强劲,在目前占全球GDP约52%的27个国家中,有16个国家全面制定了国家氢能发展战略,还有11个国家正在制定国家氢能战略。”

我国也是这11个正在制定氢能源战略的国家之一。目前,我国已有20多个省(区、市)出台了氢能规划和指导意见,众多市场主体正在迅速进入氢能产业链上下游。

值得一提的是,车载供氢系统70MPa加注问题正在逐步攻克。近日,中国电力中关村延庆园加氢站完成了首次70MPa加氢测试工作。2种车型、分5车次加注共计80公斤氢气。该加氢站是第一个完成国家科技部“科技冬奥”重点专项——“氢能出行关键技术研发与应用示范”建设任务的加氢站。具有35MPa和70MPa两种加注能力。容量高达1000公斤,是北京首座70兆帕加氢站。

然而,目前全球氢市场仍处于萌芽阶段。据估计,全球每年生产约7400万吨氢气。美国每年生产约1000万吨氢气,略高于欧盟,波兰生产约100万吨,并且已经在全球氢气生产地图上占有一席之地。

就目前的市场而言,有两个方面需要关注。首先,氢主要是用作化学和炼油过程中的资源,很少用作运输燃料。其次,目前约95%的氢气是通过化石燃料转化生产的。这些氢被称为黑氢、灰氢、蓝氢或绿松石氢。部分氢气生产使用CCS(二氧化碳捕获与封存)技术使生产过程中的燃料低碳化。也就是说,只有5%的氢是可再生能源生产的低碳绿色氢。在欧洲,氢在长途运输领域还没有完全的竞争力。

在产业链层面,虽然氢能市场主要受下游燃料电池需求驱动,但上游制氢技术研发的突破是产业链纵向联动的决定性因素。基于上述基本结构,在投资层面实施,主要有三个层面的机会:

上游制氢环节:我国PEM电解水制氢技术与国际先进水平还相差甚远,目前水平难以实现氢燃料电池对风能、光伏储能需求的完美匹配。上游制氢技术的研发突破可能是政策支持和企业投资的重点。

中游储运:为了兼顾氢储运技术的能效和安全要求,预计液氢和管道运输将成为未来氢储运的主流方式。其中,国内低温液氢储存产业化尚不充分,可能成为行业下一个增长点。

下游应用环节:类似于以动力电池为主要应用在锂电池产业链下游的FCEV(燃料电池电动汽车)氢燃料电池是氢能源产业链的重要发展方向。我国燃料电池电堆技术处于世界先进水平。国内燃料电池企业有望在BEV(电池电动汽车)/PHEV(插电式混合动力汽车)升级为FCEV的全球产业重塑浪潮中抢占更多市场份额。

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