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觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？

發(fā)布時(shí)間：2021-04-01 09:25:17  
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什么是氫能？氫能有哪些優(yōu)點(diǎn)？

氫在宇宙中分布廣泛，它構成了宇宙質(zhì)量的75%。氫能是氫(H)在物理與化學(xué)變化過(guò)程中釋放的能量。氫燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源，被譽(yù)為21世紀最具發(fā)展前景的二次能源。

 燃燒熱值高

除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351千焦/千克，是汽油發(fā)熱值的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

 燃燒性能好 

點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快。

無(wú)毒

與其他燃料相比，氫燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會(huì )產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過(guò)適當處理也不會(huì )污染環(huán)境，且燃燒生成的水還可繼續制氫，反復循環(huán)使用。

多種形態(tài)

以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現，能適應貯運及各種應用環(huán)境的不同要求。

耗損少

可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無(wú)效損耗減小。

運輸方便

氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本，從全程效益考慮社會(huì )總效益優(yōu)于其他能源。

減少溫室效應

氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應。




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氫能源產(chǎn)業(yè)鏈：日益完善，整裝待發(fā)

氫能源主產(chǎn)業(yè)鏈包括上游氫氣制取、儲存、運輸、加氫站對氫燃料電池系統進(jìn)行氫氣的加注，中游燃料電池系統及零部件生產(chǎn)制造，下游氫燃料電池應用等眾多環(huán)節。

上游
制氫產(chǎn)氫：氫可以通過(guò)多種方式制取，氫能制取現在主要有三種模式


  • 煤制氫，我國煤炭資源相對豐富；

  • 可再生能源制氫，當前我國有大量可再生能源無(wú)法并網(wǎng)消納，用可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水來(lái)制氫，簡(jiǎn)易可行，技術(shù)上沒(méi)有問(wèn)題；

  • 大量的工業(yè)制氫，像化工、焦爐等，我國是產(chǎn)能大國，都可以制氫。




觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖1)

氫氣儲存和運輸：氫氣量和狀態(tài)不同，方式不同。儲氫目前主要的辦法有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、金屬儲氫、有機液儲氫等。
目前國內外主要以高壓氣態(tài)儲氫（35兆帕和70兆帕）和低溫液態(tài)儲氫為主。氫氣的運輸通常根據儲氫狀態(tài)的不同和運輸量的不同而不同，主要是罐車(chē)運輸、管道運輸等途徑。

觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖2)

加氫站建設：加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節，也是氫能走向成熟的關(guān)鍵。
截止2020年11月21日，全球主要氫能?chē)液偷貐^共建成加氫站458座，另有255座在建或擬建的加氫站。我國共建成88座加氫站，位居世界第二，另有149座在建或規劃當中的加氫站。
根據《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》顯示，2025、2030年中國加氫站分別建成300、1500座，十年間年復合增速達31.1%。到2050年加氫站數量將達10000座，行業(yè)產(chǎn)值達12萬(wàn)億元。

中游
氫燃料電池電堆涉及質(zhì)子交換膜、擴散材料、催化劑等多種零部件和關(guān)鍵材料，將電堆和配件兩大部分進(jìn)行集成，形成氫燃料電池系統。

下游
氫能源應用有多種方式，可以通過(guò)傳統熱機也可以通過(guò)燃料電池。由于燃料電池跳出了熱循環(huán)的限制，因而具有更少的能量損失，能量利用效率更高。同時(shí)，燃料電池利用氫能源具有噪音小等優(yōu)點(diǎn)。因此燃料電池是氫能源利用的理想形式。氫能源燃料電池下游有便攜設備、固定式應用和交通運輸式應用。
2021·RECRUIT

據公開(kāi)資料顯示，到2050年中國交通運輸、工業(yè)等領(lǐng)域將實(shí)現氫能普及應用，燃料電池車(chē)產(chǎn)量達到520萬(wàn)輛/年，固定式發(fā)電裝置2萬(wàn)臺（套）/年，燃料電池系統產(chǎn)能550萬(wàn)臺（套）/年。





03


央企布局氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)力哪些領(lǐng)域？

隨著(zhù)氫能應用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，以及全球應對氣候變化壓力的持續增大，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在世界各國備受關(guān)注，氫能及燃料電池技術(shù)作為促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )實(shí)現低碳環(huán)保發(fā)展的重要創(chuàng )新技術(shù)，已經(jīng)在全球范圍內達成了共識，多國政府都已出臺氫能及燃料電池發(fā)展戰略路線(xiàn)圖，美國、日本、德國等發(fā)達國家更是將氫能規劃上升到國家能源戰略高度。
一股由央企作“先鋒”的中國氫能潮流正在到來(lái)......
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖3)
2018年2月，中國氫能聯(lián)盟在北京正式成立。從制氫、儲氫、運氫、加氫再到燃料電池，到電池動(dòng)力轉換系統，再到車(chē)輛，這是一套全新的配套系統工程，廠(chǎng)線(xiàn)長(cháng)、投資大，不是單個(gè)企業(yè)能夠承受的。中國氫能聯(lián)盟定位為國家級產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，包括十幾家（東方電氣、三峽集團、中國中車(chē)、中國船舶、中國一汽等）央企在內，共有50多家來(lái)自能源生產(chǎn)、裝備制造、交通運輸、冶金材料等不同領(lǐng)域的企業(yè)、高校和科研機構加入。
近年來(lái)，國家相關(guān)部委密集出臺政策引導并鼓勵氫能和氫燃料電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展，加速了氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。中央企業(yè)發(fā)揮各自產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，在氫能源全產(chǎn)業(yè)鏈布局顯眼。

上游產(chǎn)業(yè)鏈
氫能與傳統油氣、化工產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系密切，中石化、中石油在油氣儲運零售終端建設和運營(yíng)方面有一定的技術(shù)基礎和整合優(yōu)勢，是其中的典型代表。
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖4)
中國石化是國內最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)，目前氫氣年生產(chǎn)能力超350萬(wàn)噸，占全國氫氣產(chǎn)量的14%左右，已在廣東、浙江、上海、廣西、貴州等地建成若干油氫合建示范站?！笆奈濉逼陂g中國石化將布局 1000座加氫站或油氫合建站，打造“中國第一大氫能公司”。
中國石化具有氫氣提純技術(shù)基礎。2020年9月，擁有中國石化自主知識產(chǎn)權的首套高純氫氣生產(chǎn)示范裝置在高橋石化成功投產(chǎn)。該裝置以低成本的煉油裝置副產(chǎn)氫氣為原料，生產(chǎn)燃料電池車(chē)用高品質(zhì)氫氣，國內首次將煉廠(chǎng)副產(chǎn)氫氣提純至99.999%，遠高于99.97%的燃料電池車(chē)用氫氣國家標準。
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖5)
圖 | 國家能源集團國華投資國內首座35兆帕/70兆帕雙模商業(yè)加氫站
國家能源集團則在氫能產(chǎn)業(yè)鏈及氫能裝備方面深入布局。
圍繞其產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，國家能源集團初步形成了全國性的氫能項目的布局。比如，在如皋建成了國內第一個(gè)純天候商業(yè)運營(yíng)的加氫站，總的儲氫能力大約600公斤，每天加氫能力大約1000公斤，是國內第一個(gè)行政審批完備、完全市場(chǎng)化開(kāi)發(fā)、全天候、數字化的國際標準商業(yè)加氫站。
在氫能科技研發(fā)上，一方面，國家能源集團要重點(diǎn)聚焦氫能的供給側，另一方面，加強化工副產(chǎn)氫和用碳捕集技術(shù)以后的煤制氫。目前，國家能源集團在相關(guān)領(lǐng)域已具備多項發(fā)明專(zhuān)利。

中游產(chǎn)業(yè)鏈
國家電投、東方電氣等央企則側重于研發(fā)氫燃料電池及其核心部件，突破核心技術(shù)，建立自主知識品牌。
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖6)
圖 | 熱電聯(lián)供氫能分布式能源系統（東方鍋爐研制）
經(jīng)過(guò)十年的核心技術(shù)創(chuàng )新與自主產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，東方電氣已全面掌握了燃料電池核心零部件研制、電堆工程設計及系統集成與控制等關(guān)鍵技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權的燃料電池系列產(chǎn)品，并已建成中國西部首條年產(chǎn)能1000套的燃料電池自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。
位于四川德陽(yáng)示范的100千瓦級 PEMFC分布式熱電聯(lián)供系統，可用于家庭住宅、酒店、公共設施等場(chǎng)景的小型熱電聯(lián)供系統，數據機房、信號基站等設施的備用電源等。

下游產(chǎn)業(yè)鏈
在終端應用燃料電池汽車(chē)方面，東風(fēng)集團、一汽集團和中國中車(chē)等央企也進(jìn)行了深度布局。
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖7)
2020年1月2日，首臺搭載由國家電投集團自主研發(fā)燃料電池電堆的氫能客車(chē)在寧波正式下線(xiàn)，車(chē)輛由中國中車(chē)集團生產(chǎn)，車(chē)長(cháng)12米，續航里程達到了600公里。



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為何央企在氫能產(chǎn)業(yè)扮演先鋒角色？

目前，國內氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初步階段，“從零開(kāi)始”的投資、應用成本較高。
在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上，我國氫能上游產(chǎn)業(yè)具備一定優(yōu)勢，制氫規模已居世界首位，煤氣化制氫和堿性電解水制氫具有特色和優(yōu)勢。但在可再生能源制氫技術(shù)等方面與國外相比有較大差距；儲氫方面，我國固定式高壓儲氫技術(shù)和固態(tài)儲氫材料研究處于國際先進(jìn)水平，但在車(chē)載高壓儲氫及氫運輸方面仍落后于國外先進(jìn)技術(shù)，加氫站設施數量也較少，難以滿(mǎn)足商業(yè)化條件；在中下游燃料電池應用側方面，無(wú)論是燃料電池的核心零部件技術(shù)，還是燃料電池乘用車(chē)的各項指標，我國都還需要投入更多時(shí)間和資金，加大研究力度，才能趕上世界先進(jìn)水平。
觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖8)
在氫能源生產(chǎn)和應用方面，能源央企底蘊豐厚，經(jīng)驗豐富。以國內最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)中國石化為例，擁有相當數量的制氫裝置，原料涉及天然氣、煉廠(chǎng)干氣等；也是用氫大戶(hù)，生產(chǎn)的氫氣用作煉廠(chǎng)加氫裝置的配氫、聚烯烴裝置的輔助原料等。
氫能源產(chǎn)業(yè)主要應用方向是氫燃料電池汽車(chē)，而燃料電池主要瓶頸是成本。
“整個(gè)氫燃料電池是從國家層面、從能源角度來(lái)開(kāi)發(fā)的，目的就是打通整個(gè)燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈。哪怕投進(jìn)去一百億、一千億，我們也能做得起，作為國家能源戰略轉型升級的一部分，央企進(jìn)入才是正道?！眹译娡都瘓F氫能首席專(zhuān)家柴茂榮說(shuō)道。在他看來(lái)，日本是全世界最執著(zhù)于氫能的國家，到目前為止已經(jīng)發(fā)展20多年了，至少投入了上萬(wàn)元億資金，才有如今相對成熟的氫能源市場(chǎng)，才有日系車(chē)企先后實(shí)現氫燃料汽車(chē)的量產(chǎn)。這真的不是單個(gè)中小企業(yè)就能做的。


觀(guān)點(diǎn) | 紛紛入局十萬(wàn)億，氫能產(chǎn)業(yè)為何成為央企們追逐的「國潮」？(圖9)

來(lái)源：國資小新

全國人大代表王鳳英：“新能源+智能化”將推動(dòng)中國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“彎道超車(chē)”(圖2)

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