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今年氫能迎來布局熱潮，一些光伏企業(yè)紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域。與其他能源相比，氫能清潔環(huán)保，能量密度高，被一些人視為“終極能源”。但是，要大規(guī)模開發(fā)氫能，還存在產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜等多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)的瓶頸。
近日，美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署行政命令，設(shè)定了2030年電動(dòng)汽車占新車銷量50%的目標(biāo)。該目標(biāo)對(duì)零排放汽車的內(nèi)涵尤為明確。除了傳統(tǒng)的純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，首次強(qiáng)調(diào)燃料電池電動(dòng)汽車，或標(biāo)志著美國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)政策結(jié)構(gòu)開始向燃料電池電動(dòng)汽車傾斜。 ，而且氫能一直是美國(guó)推崇的清潔能源。
前不久，能源大國(guó)俄羅斯發(fā)布了《2024年前氫能發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》），明確了2024年前建立氫能產(chǎn)業(yè)鏈。行動(dòng)計(jì)劃還提出，到2050年，俄羅斯氫能出口量將達(dá)到790萬噸至3340萬噸，出口收入將達(dá)到236億至1002億美元。
作為石油和天然氣資源豐富的國(guó)家，俄羅斯為何突然決定大力發(fā)展氫能？有專家認(rèn)為，這主要是因?yàn)槎砹_斯兩大能源出口市場(chǎng)歐盟和中國(guó)正在大力推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，這意味著傳統(tǒng)化石能源出口可能會(huì)受到影響。以歐盟為例，去年煤炭進(jìn)口量大幅下降近40%，未來油氣進(jìn)口量勢(shì)必縮水。俄羅斯顯然正在積極尋求能源轉(zhuǎn)型。
對(duì)于為何選擇氫能，中國(guó)氫能聯(lián)盟專家委員會(huì)主任、同濟(jì)大學(xué)教授余卓平表示，與其他新能源相比，氫能有一大特點(diǎn)。“由于其不可儲(chǔ)存性，電力實(shí)際上不能交易，包括可再生能源，它不是能源交易產(chǎn)品。但是，在將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫之后，氫可以成為大額交易的新能源載體。所以從交易的特點(diǎn)來看，這將為全球應(yīng)對(duì)氣候變化合作提供一個(gè)很好的平臺(tái)。”
在俄羅斯以東，日本是世界上最早押注氫能的國(guó)家之一。眾所周知，日本的氫燃料電池汽車技術(shù)獨(dú)步全球。今年，日本將開始從澳大利亞進(jìn)口液態(tài)氫，這標(biāo)志著氫能商業(yè)化邁出關(guān)鍵一步。日本的鄰國(guó)韓國(guó)最近宣布開發(fā)氫燃?xì)廨啓C(jī)。開發(fā)成功后，將建設(shè)氫能火力發(fā)電廠，實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電。
事實(shí)上，使用氫能的方式遠(yuǎn)不止這些。
“比如在德國(guó)，產(chǎn)生的氫氣混入天然氣管道，按一定比例混合供居民使用，效果也很好，因?yàn)檫@相當(dāng)于用氫氣當(dāng)天然氣，有經(jīng)濟(jì)效益，大家研究過各種方法，也都有人試過，但不一定說哪一種特別好，應(yīng)該因地制宜。“據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露。
據(jù)專家觀察，隨著能源革命在全球范圍內(nèi)蔓延，各國(guó)正在展開一場(chǎng)全球氫能競(jìng)賽。誰占了上風(fēng)，誰就能搶占未來產(chǎn)業(yè)鏈的制高點(diǎn)。余卓平表示，雖然氫能技術(shù)不如其他清潔能源成熟，但世界上沒有人愿意承擔(dān)巨大的機(jī)會(huì)成本。余卓平說：“從國(guó)際大局來看，全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭非常強(qiáng)勁，在目前占全球GDP約52%的27個(gè)國(guó)家中，有16個(gè)國(guó)家全面制定了國(guó)家氫能發(fā)展戰(zhàn)略，還有11個(gè)國(guó)家正在制定國(guó)家氫能戰(zhàn)略。”
我國(guó)也是這11個(gè)正在制定氫能源戰(zhàn)略的國(guó)家之一。目前，我國(guó)已有20多個(gè)省（區(qū)、市）出臺(tái)了氫能規(guī)劃和指導(dǎo)意見，眾多市場(chǎng)主體正在迅速進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游。
值得一提的是，車載供氫系統(tǒng)70MPa加注問題正在逐步攻克。近日，中國(guó)電力中關(guān)村延慶園加氫站完成了首次70MPa加氫測(cè)試工作。2種車型、分5車次加注共計(jì)80公斤氫氣。該加氫站是第一個(gè)完成國(guó)家科技部“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)——“氫能出行關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范”建設(shè)任務(wù)的加氫站。具有35MPa和70MPa兩種加注能力。容量高達(dá)1000公斤，是北京首座70兆帕加氫站。
然而，目前全球氫市場(chǎng)仍處于萌芽階段。據(jù)估計(jì)，全球每年生產(chǎn)約7400萬噸氫氣。美國(guó)每年生產(chǎn)約1000萬噸氫氣，略高于歐盟，波蘭生產(chǎn)約100萬噸，并且已經(jīng)在全球氫氣生產(chǎn)地圖上占有一席之地。
就目前的市場(chǎng)而言，有兩個(gè)方面需要關(guān)注。首先，氫主要是用作化學(xué)和煉油過程中的資源，很少用作運(yùn)輸燃料。其次，目前約95%的氫氣是通過化石燃料轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的。這些氫被稱為黑氫、灰氫、藍(lán)氫或綠松石氫。部分氫氣生產(chǎn)使用CCS（二氧化碳捕獲與封存）技術(shù)使生產(chǎn)過程中的燃料低碳化。也就是說，只有5%的氫是可再生能源生產(chǎn)的低碳綠色氫。在歐洲，氫在長(zhǎng)途運(yùn)輸領(lǐng)域還沒有完全的競(jìng)爭(zhēng)力。
在產(chǎn)業(yè)鏈層面，雖然氫能市場(chǎng)主要受下游燃料電池需求驅(qū)動(dòng)，但上游制氫技術(shù)研發(fā)的突破是產(chǎn)業(yè)鏈縱向聯(lián)動(dòng)的決定性因素。基于上述基本結(jié)構(gòu)，在投資層面實(shí)施，主要有三個(gè)層面的機(jī)會(huì)：
上游制氫環(huán)節(jié)：我國(guó)PEM電解水制氫技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平還相差甚遠(yuǎn)，目前水平難以實(shí)現(xiàn)氫燃料電池對(duì)風(fēng)能、光伏儲(chǔ)能需求的完美匹配。上游制氫技術(shù)的研發(fā)突破可能是政策支持和企業(yè)投資的重點(diǎn)。
中游儲(chǔ)運(yùn)：為了兼顧氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的能效和安全要求，預(yù)計(jì)液氫和管道運(yùn)輸將成為未來氫儲(chǔ)運(yùn)的主流方式。其中，國(guó)內(nèi)低溫液氫儲(chǔ)存產(chǎn)業(yè)化尚不充分，可能成為行業(yè)下一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)。
下游應(yīng)用環(huán)節(jié)：類似于以動(dòng)力電池為主要應(yīng)用在鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈下游的FCEV（燃料電池電動(dòng)汽車）氫燃料電池是氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要發(fā)展方向。我國(guó)燃料電池電堆技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)有望在BEV（電池電動(dòng)汽車）/PHEV（插電式混合動(dòng)力汽車）升級(jí)為FCEV的全球產(chǎn)業(yè)重塑浪潮中搶占更多市場(chǎng)份額。
