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政策“發令槍”再次打響 中國氫能之路該怎么走?
作者: | 來源:國家煤化工網 | 時間:2021-09-13

隨著近日北京、上海申報的燃料電池汽車示范城市獲五部門(財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展改革委、國家能源局)聯合批準,氫能產業再次鳴響“發令槍”。

為何是再次?因為氫能產業的國內發展歷程雖短,但隨著政策引導和行業技術更替,已歷經幾輪發展高峰,包括2008年服務奧運會的燃料電池汽車等,但受限于當時的技術瓶頸,燃料電池汽車并未實現大規模推廣。

而此次通過城市群效應,氫能產業將在示范城市全面鋪開。隨之落地的“以獎代補”政策,對入圍示范的城市群按照其目標完成情況給予獎勵,企業根據汽車銷量及電堆功率、載重質量進行權重積分,按照所得積分比例參與補貼分配,開創了補貼的新格局。

氫能產業投資

——誰在砸錢?

記者近日走訪北京大興國際氫能示范區了解到,該園區建設已經到了緊張的收尾階段,園區旁的加氫站也開始了試運營工作。加氫站工作人員告訴記者,近期加氫站正在進行電力系統升級改造,以便提供更好的服務保障。

作為大興國際氫能示范區的主體運營單位,水木興創副總經理王云杉告訴記者,預計9月底園區將完成工期正式開園,目前入駐企業有億華通、國富氫能、氫璞創能等,企業入駐率超過80%,還有清華工業開發研究院、北京理工大學石油化工學院等高校科研院所入駐,會與園區內的產業基金、產業聯盟等共同打造氫能產業生態體系。

王云杉表示:“氫能上下游產業鏈長,不斷迭代的技術需要整個產業鏈的配套協同,因此通過產業園區建設,可以形成技術自主創新、全產業鏈閉環,建立氫能區域一體協同的產業生態。”

像大興國際氫能示范區這樣的產業園區已經在北京、上海、廣州、石家莊等城市落地開花。相關數據顯示,2021年1月份-7月份,氫能產業名義總投資金額超過2500億元,同比增長超過90%。

中關村新型電池技術創新聯盟秘書長、電池百人會理事長于清教對記者表示:“根據我們的考察情況來看,很多地方在未來5年至10年內,對氫能產業規模的謀劃都是千億元級的。未來十年,僅燃料電池汽車的市場空間就在2000億元以上。同時,在電動船舶、電動飛機、儲能、軌道交通等領域,燃料電池的應用前景也值得期待。”

以北京為例,北京市財政局、大興區政府牽頭開展京津冀燃料電池汽車示范城市群申報工作。大興區聯合海淀、昌平等6個區,以及天津濱海新區、河北省保定市、唐山市、山東省濱州市、淄博市等共12個城市(區)組成京津冀氫燃料電池汽車示范城市群。北京市財政局經濟建設處表示,目前,北京市已初步建立起了推進氫能產業發展的財政支持政策體系,覆蓋關鍵技術科技研發、加氫站建設和運營、車輛購置補貼等環節。

安永大中華區能源資源行業聯席主管合伙人鐘麗對記者表示,京津冀區域是國內最早開展氫能與燃料電池產業研發和示范應用的地區之一。在《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》中就強調要統籌京津冀氫能產業布局,在京北打造氫能產業科技創新應用示范區,京南則重點打造氫能高端裝備制造與應用示范區。依托北京氫能創新優勢以及京津冀產業鏈協同效應,充分整合各方優勢資源,京津冀地區氫能及相關配套企業亦將迎來發展良機。

中信證券研報指出,示范城市群名單陸續揭曉,為行業注入了新的政策催化劑,同時國產化推進和技術進步也帶動產業鏈成本不斷下降,氫能產業化正在加速推進,市場規模擴張在即,行業實現盈利也為期不遠。

中國氫能產業技術創新與應用聯盟執行秘書長李洪波表示,為響應聯合國應對氣候變化挑戰的號召,我國提出碳達峰、碳中和目標,并且將氫能產業發展與科技創新結合起來。“國家能源局于2020年把氫能首次寫入《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》,并主持編制了《能源技術創新十四五規劃》。各部委和各地方政府也相繼在‘十四五’規劃及實施方案中對氫能產業發展做出明確指示,城市群則是各項政策與產業化的落地實施者。”

氫能產業上游

——綠氫是方向?

在初中化學課本上有一個經典的化學反應:水通電后生成氫氣和氧氣,這也正是當前很多企業制造氫氣的基礎理論。近年來,氫能在全球受到前所未有的關注,主要是因為發展氫能是實現全球能源結構向清潔化、低碳化轉型的關鍵路徑之一。

李洪波對記者表示,從氫的制取方式來講,最普遍和最成熟的方式是化工制氫,其具有生產規模大、技術成熟的特點。但這樣制取的氫氣大都含有相當數量的碳,根據不同的碳排放量,又把氫分為灰氫(含有碳)、藍(含碳但已經過碳捕集和回收)和綠氫(不含碳)。綠氫是指完全由水電、風電、光伏等可再生能源發電,通過電解水制取的氫,在生產過程中沒有碳產生,所以最符合碳減排要求。

大興國際氫能示范區加氫站的工作人員告訴記者,目前站內使用的氫氣是由燕山石化提供的,也在籌劃將氫氣來源從化工制氫向綠色氫能轉變。

2020年我國的氫氣來源中,62%為煤制氫,19%為天然氣制氫,僅有1%來自可再生能源制氫。在氫能制造領域,灰氫不可取,藍氫可以有限度使用,而綠氫是行業發展方向。在全球共同努力應對氣候變化的大背景下,氫來源的“綠化”趨勢是毋庸置疑的。

北京特億陽光新能源總裁祁海珅告訴記者,光伏和風力發電都是重資產的產業形態,但光伏和風能都不能存儲,發電也有間歇性不穩定因素,棄風棄光現象多有發生,而“光伏/風電+制氫”的綠氫發展模式已經有實踐嘗試和應用推廣。電解水制氫的電費成本會達到70%左右,所以利用棄光、棄風的電力或者局部地區發電成本低于0.2元/度的電力生產綠氫,經濟效益更加明顯。

祁海珅說:“綠氫的產業化和規模化之路被眾多光伏公司看好,未來的新型能源生態圈可能會圍繞以下兩個方式展開:一是‘分布式光伏/分散式風電+儲能+電動汽車+能源互聯’,二是‘集中式光伏/大型風電+制氫+氫燃料電池汽車+能源互聯’。這兩種新能源技術的組合體系會是未來能源的重要組成和產業鏈投資的重點,也是實現低碳經濟可持續發展的能源消費變革的主力軍。”

一位業內人士告訴記者,目前部分光伏和風電企業或是自主研發,或是與氫能技術公司合作制氫項目,這樣也能夠獲得更多的地方政策支持和科技補貼。

近日,內蒙古自治區能源局發布《關于開展2021年度風光制氫一體化示范的通知》,優選7個2021年度風光制氫示范項目,示范項目共建設新能源221.95萬千瓦,電解水制氫6.69萬噸/年。與此同時,在多省發布的“十四五”規劃中,制氫都成為重點領域,地方政府正在將越來越多的目光投向綠色氫能的制取。

鈞山董事總經理、資本市場總經理王浩宇告訴記者,目前各地都在積極發展綠氫,具體來說就是“風光發電-多余電量電解水制氫-氫氣儲存-利用燃料電池發電”的順序。現在綠氫的制取成本較高,未來隨著可再生能源的發電成本下降,綠氫的成本下降也成為可能。

王浩宇說:“利用清潔能源制氫,既可以儲能也可以商業利用,這樣氫氣的制取成本就會逐步下降,綠氫也成為氫能產業發展的潛力風口,目前正被資本和光伏巨頭加速布局。”

氫能產業中游

——核心技術如何突破?

氫能與燃料電池以往的界限較為模糊,總被視為一個整體。但隨著氫能產業鏈的逐漸成熟,二者越發呈現出強相關性,但又不完全重疊。氫能的發展集中在綠氫的制備,燃料電池的切入場景則聚焦于交通,二者的發展影響到整個氫能產業商業化的進程。

隨著相關支持政策先后落地,央企和上市公司布局燃料電池的步伐也明顯加快,不僅有厚普股份、美錦能源、大洋電機等燃料電池行業龍頭上市公司加速布局,更有昇輝科技、協鑫新能源等多家上市公司跨界入局。

巨豐投資首席投資顧問張翠霞告訴記者,雖然制氫和儲運環節是氫能產業的發展關鍵,但整個氫能產業的主要利潤和核心技術環節在燃料電池,資本也對燃料電池研發企業給予了更高估值。

張翠霞表示:“不同于鋰電池十分依賴上游鋰、鈷等資源的供給,制氫的方式較為多樣,主要考慮的是如何降低成本,這就凸顯出燃料電池的價值。一方面燃料電池汽車是行業確定性的發展方向,這直接利好燃料電池發展,另一方面在發電、儲能方面的應用前景,給燃料電池帶來了豐富的想象空間。”

但燃料電池在資本市場長期處于“叫好不叫座”的尷尬境地。雖然去年開始相關公司受到資本的追捧,但氫能項目業績依然沒有明顯變化。

于清教對記者表示:“目前來看,以氫為主業的上市公司依舊稀少,在燃料電池、氫能汽車、加氫站等業務領域,企業幾乎都處于前期投入的虧損狀態,從企業規劃來看,其研發投入通常在億元、十億元級別。而隨著汽車、能源等領域行業巨頭的入局,氫能產業投資布局將開啟百億元、千億元規模。”

從國際上來看,日本、美國、韓國等在燃料電池方面的專利技術布局較早,中國近年來也在加速追趕。于清教指出,氫能產業的主要瓶頸是規模小帶來的成本壓力,這也是氫能應用商業化進度不及預期的主要原因,問題、困難雖多,但也是中國企業的機會所在。

燃料電池行業的盈利難問題,不僅是商業化落地緩慢和產業規模小的問題,更源于關鍵材料的海外進口依賴。由于產業鏈配套體系不完善,燃料電池許多關鍵零部件及技術需要進口,使得成本難以控制。

記者走訪北京亦莊經濟開發區新研氫能研發中心時,新研氫能CEO洪鑫表示,從工藝技術看,中國企業已經攻克了大部分燃料電池的技術瓶頸,并且在進一步提高效率和降低成本。

然而立足燃料電池全產業鏈,一些核心零部件依然需要進口,這就制約了燃料電池的產能供給,甚至一些零部件還存在“卡脖子”現象。洪鑫介紹,如燃料電池零部件的催化劑、碳紙、質子交換器等,在國內仍然缺乏量產的成熟產品,使得燃料電池的整體成本難以降低。

洪鑫表示:“燃料電池關鍵部件國產化進程正在加快,業內也在資本和政策的支持下加大研發力度,如金屬雙極板作為燃料電池的核心部件,此前國內少有企業能實現量產,目前已經基本實現國產化。”

中泰證券研報指出,當前我國燃料電池的國產化主要集中在固體氧化物和質子交換膜燃料電池領域。固體氧化物膜燃料電池與國外技術差距較大,且尚未進行商業化。質子交換膜電池系統發展較好,膜電極、雙極板、質子交換膜等關鍵零部件已經具備國產化能力。其中,電堆是價值最大的環節,也是最先國產化的環節。

海南省綠色金融研究院管委會主任尤毅對記者表示,氫能的大規模使用離不開燃料電池的推廣,燃料電池的推廣取決于燃料電池的成本能否下降。當前眾多企業紛紛投資于燃料電池開發生產以及燃料電池汽車的研發制造,資本的積極介入也會促進行業快速發展。

尤毅表示:“燃料電池汽車有最廣大的市場和使用群體,全國氫能標準化技術委員會發布的《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》明確,2030年國內將建成加氫站1000座,氫燃料電池車達到100萬輛。這必然會帶動上游基礎設施和燃料電池產業需求,從而實現氫能全產業鏈的發展。因此燃料電池的國產化不僅有利于氫能產業發展,更是行業可持續發展的保障。”

氫能產業下游

——誰先用?怎么用?

作為氫能產業最重要的落地方式,業內普遍認為,燃料電池汽車是當下的市場風口,也是推動整個氫能產業發展的重要力量。

目前國內燃料電池汽車的應用場景不斷拓展,包括公交車、重卡、物流車、叉車、市政車輛等。但在乘用車領域,燃料電池汽車的發展和推廣還有較多限制,隆眾資訊氫能分析師高琳告訴記者,首先,燃料電池汽車的成本偏高,目前制造成本是燃油車的2倍-4倍,主要原因是燃料電池系統中,很多核心材料和部件較為依賴進口;其次,雖然目前國內加氫站的投資建設已經在加速推進,但短期內無法支撐燃料電池汽車廣泛使用。

重卡有望成為最早實現燃料電池汽車全商業化運用的領域,一方面,鋰電池汽車在重載、長續航領域存在短板,這成為使用方便、壽命周期長的燃料電池汽車的機會。另一方面,補貼是向大功率重型車傾斜的,功率越大、整車質量越大補貼就越多。

在補貼方面,氫能產業希望通過“以獎代補”政策鼓勵前端優質企業,將補貼落到實處,避免出現騙補等情況。

東興證券能源分析師鄭丹丹對記者表示,燃料電池汽車和鋰電池汽車在產業化方面的發展階段不同,氫燃料電池在供應鏈完備度、產能規模等方面,較鋰電池仍有較大差距。因此,預計未來數年燃料電池汽車的市場規模仍小于鋰電池汽車。同時,燃料電池汽車的產業鏈環節眾多,未來在商業化推廣過程中,不同環節的完善有先有后,加氫站核心設備的國產化和電堆大規模量產有望先行,實際情況亦存在偏離預期的可能。

雖然燃料電池汽車的商業化運用還在探索之中,但不乏車企積極布局,從最近幾個月工信部發布的《道路機動車輛生產企業及產品公告》來看,每批次公告中都有車企或車企參股公司作為燃料電池配套商出現,近期就有東風汽車、廈門金龍、武漢客車和一汽集團等車企現身。這種變化也反映出車企并不甘心在燃料電池汽車時代僅僅作為代工廠存在,他們已經開始將觸角伸向上游技術環節。

長城控股集團旗下子公司未勢能源董事長張天羽在接受記者采訪時表示,長城并沒有將目光局限于氫燃料電池汽車的落地,而是立足核心技術,通過構建一體化供應鏈生態,在外實現多領域合作,在內整合最優資源,使上下產業鏈融會貫通。

張天羽表示:“我們聯合產業鏈上下游優質資源,建立了國際級‘制-儲-運-加-應用’一體化供應鏈生態,已經完成車載儲氫、發動機系統等核心產品和膜電極、雙極板、電堆、儲氫瓶、高壓瓶閥等核心零部件的產業布局,產品從應用端到供給端,已覆蓋商用車和乘用車,未來將拓展叉車、熱電聯供、飛行器等領域,加強液氫應用探索。”

為進一步加快燃料電池汽車的產業化能力,張天羽表示,希望政府能夠積極推進投資體制改革,開拓多樣化資金渠道,引導和吸引社會投資特別是民間投資以合資、獨資、參股、特許經營等方式參與建設與營運,提升產業活力。同時,希望各地方政府能夠打破行政區劃、地方保護等壁壘,營造開放合作、市場統一、公平競爭的產業環境,強化產業鏈優勢企業之間的協同與合作,以“強強聯合”的方式實現高質量技術創新和產品創新。

高琳表示,業內將目前燃料電池汽車的發展進程比作十年前的鋰電池汽車,未來還需要加速示范城市的商業化運營和推廣,在示范運營中發現問題、解決問題,加快燃料電池汽車走向普通消費者的速度。

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