Author:SuperMaster

        作为在元素周期表中排位第一的氢，是最轻的气体，也是宇宙中最多的物质。在宇宙的普通物质中，大约75%为氢。 其中最惹人关注的是，氢燃烧之后的惟一产物是水，没有任何污染。因此，氢能被誉为"人类的终极能源"。   一、“万众瞩目”的氢能 2020年，中国正式向世界宣布了“3060”双碳目标，即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 2022年3月，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》（以下简称规划），氢能产业被提升至国家战略层面。             能源是国民经济和社会发展的基础，是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障，当今世界各国都十分重视能源安全战略。国际氢能委员会近期发布报告显示，预计到2030年，全球氢能领域投资总额将达到5000亿美元。根据2017年麦肯锡研究公布的《2050年氢发展蓝图》，氢能将创造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2．5万亿美元的市场价值。全球范围内，氢能产业正经历前所未有的政治和商业势头。 二、风口之下，氢能产业发展现状          加氢站建设正势如破竹氢能被国际社会誉为21世纪最具发展潜力的清洁能源，全球氢能发展正步入快速产业化阶段。加氢站是氢能产业重要的基础设施。当前，加氢站在全球的建设正势如破竹。据不完全统计，截至2021年底，全球共有659座加氢站投入运营，分布在33个国家或地区。2022年，全球范围内更预计将新增252座加氢站。我国作为世界上最大年制氢产量约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约1200万吨。截至目前，J9国家累计已经建成264座加氢站，广东省是目前加氢站最多的省份，已建成50余座，山东拥有28座，数量暂居全国第二，江苏、浙江两省份均建成21座，居全国第三。此外，从资源、周期和投资等方面考虑，油氢合建站成为主流；据不完全统计，截至2021年底，全国在建和建成加氢站共243座，其中，油氢合建站的占比超过了50%。 ◊燃油车和新能源车此消彼长         受大环境和政策影响，全球各国陆续推出了愈发严格的排放法规，新能源汽车正快速的“挤压”着燃油汽车的“生存空间”。 近日，欧洲议会环境委员会投票支持欧盟委员会提出的到2035年在欧盟27国禁售燃油车的建议，欧洲议会全会将在接下来的几个月内安排对这一建议进行表决。 事实上，提出“禁售燃油车”的不仅限于欧盟地区，我国的海南省也曾提出将在2030年全方位禁售燃油车。而车企也陆续推出了停售燃油车时间表，比亚迪在 4 月 3 日正式宣布已经在 3 月停产燃油车，成为了全球首家停产燃油车的汽车企业。         从销量来看，4月国内车市销量为104.3万辆，同比下降35.5%，环比下降34.0%。但新能源车却逆势翻盘，4月份国内新能源汽车产量为31.2万辆，同比增长43.9%。 德国宝马集团首席财务官尼古拉斯·彼得日前表示，在今后数年内，中国都将是全球最大新能源车市场。   ◊政策+投资双管齐下         能源科技革命是历次工业革命的核心要素，当前在世界经济低迷，缺乏强有力带动产业的情况下，许多国家把氢能作为未来产业进行规划和发展，并逐步将氢能规划上升到国家能源战略高度，通过加强顶层发展政策指引，加大研发投入力度，加快基础设施和应用示范建设，持续推动氢能产业发展。当前我国，“双碳”背景下，建立清洁低碳、安全高效的新一代能源体系是新一轮能源革命的核心目标。从政策方面，国家除了今年重磅出台的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》外，近三十个省份及直辖市也陆续发布了氢能发展相关政策方案。         5月10日，《嘉兴港区氢能产业发展扶持政策》（上海市）发布，主要包括：设备厂房补贴、企业研发补贴、燃料电池关键零部件开发补贴、行业标准制定补贴、加氢站运建设补贴、燃料电池分布式发电示范项目补贴、氢燃料电池汽车购置与运营补贴、筹建氢能产业发展基金。单项补贴最高可达4000万元。在政策扶持和“双碳”目标下，多方抢滩布局氢能等新能源领域，大量项目批量上马，业内人士预计2022年底规模将超过万亿元。据高工产研氢电研究所（GGII）测算，2022-2025年中国加氢站建设投资累总规模将超过125亿元。           风口之下，发展面临的问题就像一枚硬币有正反两面一样，中国氢能产业也面临着诸多亟需解决的难题。   下面总结几点： （1）氢能相关行业，基础设施不足，全产业链技术成熟度不高，标准不统一，规模化储运难度大，储运成本高、效率低。 （2）虽然新能源汽车销量与日俱增，但国内核心技术尚未突破；基础配套设施不足，再加上政策优惠逐渐减少，涨价风波不断，消费者购买欲望不强，中国仍将是全球燃油车市场的主力之一。 （3）前期建设过高；以加氢站为例，有公开资料显示，不含土地费用，加氢站建设成本是1500万～2000万（根据加注能力的不同），其中，设备成本约占80%。 （4）石油作为世界工业第一能源要素，资源位置无可取代；随着技术的进步，不断有新的油田被发现；此外受政治、经济等方面的影响，石油资源依然炙手可热；如今年5月，沙特阿美（全球最大的石油公司），超越苹果，成为全球市值第一。 （5）科普工作不到位；针对氢能经济、氢燃料电池汽车的安全性、适用性、发展方向等方面的知识尚未普及推广，普通大众一知半解。 （6）法律法规还不完善，应用场景不足，商业模式不成熟。   三、风口之下，加油站应对之策  ...

         从冬奥开始，到现在，氢能源概念红到发紫，刺激个股频频涨停——主营气体运输装备的京城股份，在去年12月份实现了14个涨停板，股价单月飙涨300%；主营高压容器的石重装实现了六连板；开发氢能电源J9·产品的动力源，也在上月下旬连续三个涨停板。根据中国氢能联盟的预测，到2025和2035年，我国氢产业产值将分别达到1万亿和5万亿规模。氢能前景固然广阔，但落地的困境却不容忽视。据未来智库测算，2020年我国氢能总成本约为60-80元/kg，距离30元/kg的可商用价格相距甚远。氢能源价格居高不下，还要追溯到制氢、储氢和运氢三大环节，它们使我国氢能发展面临着开局不利、技术瓶颈与规模化约束等重重难题，令“降成本”困难重重。 01 点歪“科技树”的制氢           我国的能源结构可以归纳为“富煤、贫油、少气”。这种特殊的结构令中国成了名副其实的“煤炭大国”——大量的化工产业平均每天要消耗掉95万吨的煤炭资源，同时产生巨量的化工副产物。这些副产物中，焦炉气和氯碱等是极其便利的制氢原料。我国氢能源产业发展的初期，就依托化工生产中的副产物作为主供氢源的原材料，以节省制氢投资，降低成本。   依托化工副产物生产的氢能源，有个致命的问题——不能算作真正的“绿色能源”。           也就是说，要符合氢能源产业零碳排的核心理念，产业界只能期望于绿氢。但中国的绿氢产能着实少得可怜。由于我国氢能源产业相较欧美日发展较晚，为了在短期内快速发展，我国优先选择了依托于优势资源煤炭发展氢产业，其代价便是，“绿氢”制备所需的基础建设的投资和相关技术迟迟未有发展。2020年，我国灰氢的占比超过60%，绿氢尚且不足1%。   如何让绿氢从奢侈品行列变成经济适用型，成为困扰中国氢能产业的一大难题。          去年11月，中石化建成首座PEM氢气提纯设施，其阴极和阳极催化剂、双极板以及集电器等关键核心材料部件均实现国产化，制氢效率达85%以上。而这笔投资的门槛是数十亿，研发周期在两年以上。   02 被“氢脆”卡脖子的储氢           国内的主流方法是采取高压气态储氢。目前，我国储氢瓶的成本造价在27000元左右，同时配套设施的价格在15万元，对标美国，储氢瓶的价格也在22000元左右，略低于中国，但同样高昂。   高成本源于氢顽皮的特性，学术上称作“氢脆现象”。           为了缓解“氢脆”的困扰，全球想出了一种特殊的解决方法——低温液态储氢。将氢气压缩成液体，能大幅避开气态氢造成的安全隐患。   学界普遍认为，液氢储运技术是储氢技术发展的重要方向。            但是当前，我国液氢储运技术相对落后，缺少大容量、低蒸发率的液氢存储设备的开发。仅有的一些研究，多聚焦在高压气态储氢方面。   03 “爹不疼妈不爱”的运氢           作为氢气“出厂”前的最后一步，运氢在整个氢能产业链中地位举足轻重。然而长期以来，我国的氢气运输产业处于“爹不疼妈不爱”的境地，没有系统性的规划——几乎所有中央和地方层面的战略规划中，都提到了制氢和终端应用环节。理论上，氢气运输产业分为短途和中长途两种。短途的运输可依赖长管拖车，中长距离的运输对成本敏感许多。其中一种经济的方式，是先将氢气转为高密度的液氢状态再进行运输。液氢能适应陆运和海运的模式。在陆运上，液氢储罐最大容积可达到200立方米，是长管拖车模式的2倍。海运的液氢储罐最大容积可达到1000立方米，在欧洲和加拿大氢气运输中，就均采用液氢海运的模式。   如此重要的液氢在中国却产能极低。           另外一种是借由管道运输，但现实是，我国氢气管网严重不足，全国累计仅有100km输氢管道，且主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地。目前，我国仅仅在《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》提到，期望在2030年建成1000m长的氢气运输管道。而对比国外，管道运输已经开始全面与上下游形成联动。           总结来说，由于上层规划的缺失，我国氢能运输仍处于“地方割据”的局面，还未形成规模经济。世界已进入双碳时代。国际氢能委员会预计，2050 年氢能源将占全球能源消耗总量的18%，催生年产值2.5万亿美元的产业。世界各国对氢能源越发重视，欧美日各国氢能源产业的规划已经做到了2050年后，并且还在迭代更新；而在我国，自2021年氢能被列为“十四五”规划重点发展产业后，国家和各地政府迅速出台了400多项政策，规划了2025年之前的产业发展目标。      ...

我国《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》近日正式发布，明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分！   那么氢能如何应用？ 为啥重要？ 离J9有多远？ 让J9一窥氢能“画像”...

 绿氢大规模发展面临的主要挑战 绿氢要在碳中和路径中充分发挥作用，必须要实现大规模、经济地商业化应用。 目前，绿氢的大规模发展有许多影响因素，如各国经济发展不均衡、能源资源禀赋差异、政策鼓励力度不一等，从技术角度主要面临以下三方面挑战： 01、电解水制氢经济性不高 绿氢应用在技术上可行只是必要条件，在经济上可行才是氢能大规模利用的充分条件，而电解水制氢成本较高是制约瓶颈。 目前电解水制氢技术主要有碱性水电解、质子交换膜水电解（PEM）、固体氧化物水电解（SOE）和碱性阴离子交换膜电解（AEM）等，其中碱性电解槽技术已经实现工业规模化产氢，是技术最为成熟生产成本相对较低的路线。 碱性水电解也是国内商业化电解水制氢主要技术，欧美则对PEM技术产业化推进较快。 PEM制得的氢气纯度高流程简单，能效高于碱性水电解，装置运行灵活性更高，而且对电力变化反应更快，更适合与可再生能源发电配合，但因使用贵金属催化剂等材料成本较高。 总体上电解水制氢由于电解效率不高耗电量大等原因，与其他制氢方式相比成本较高，在工业应用中占比较小。 近年来，围绕提高电解效率和降低成本目标，国内外电解水制氢技术在工艺、设备、催化剂、电能等方面开展了许多研究并取得了卓有成效的进展。 未来只有技术不断进步并取得突破性进展，大幅降低电解水制氢成本，才能提高其经济性，从而提升绿氢大规模应用的可能性。 02、氢气存储难度大 氢气由于重量轻、原子半径小、性能活泼、稳定性差（泄露后易发生燃烧和爆炸），存储和运输难度较大。   按氢气状态可以分为气态、液态和固体三种储存方式； 目前工业上最可行的规模化储存和运输方法只有高压气态储氢和低温液态储氢。   高压气态储氢技术成熟，设备结构简单，成本相对较低；但单位质量储氢密度低，运输成本高，有泄漏和爆炸的安全隐患。 低温液态储氢具有储氢密度高、储存容积小等优势；但液化过程耗能大且储存容器需绝热性能良好，成本高昂。   近年来固态合金储氢和有机液态储氢相关技术的开发也备受关注，其中固态储氢技术被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。   固态储氢是通过化学反应或物理吸附将氢气储存于固态材料中，优点突出：储氢工作压力不高安全性强使用寿命长；放氢纯度高有利于提高燃料电池的工作效率和使用寿命；系统体积小储氢密度大，结构紧凑；再充氢压力低充氢方便。   目前固态合金储氢已经有示范报道，但也存在着储存材料价格高昂、储存释放条件苛刻的问题。 03、氢能运输制约 运输是氢气从制氢厂到终端使用的重要环节，也是成本的重要组成部分。 氢气可以以气态、液态和固态三种形态进行运输。 我国主要以气态运输为主，可选择长管拖车和管道运输两种方式。   其中长管拖运技术成熟，通常在近距离时采用；管道运输则适合大规模、长距离运输，运输效率高，能耗较小，但一次性建设投入较高，国内目前输氢管道较少。   液态采用槽车运输，适合中远距离和较大量运输，该运输方式在液化过程中能耗较大，设备要求也较高，国内主要用于航天及军事，在日、美等国应用较为广泛。   固态氢气通过轻质储氢材料可以实现高密度高安全运输，提高单车运输量和运输安全性，目前仍处于试验开发阶段。   经测算，在0~1000km范围管道运输的成本最低；运输距离在250km内，长管拖车运输成本低于液氢槽车；超过250km则后者更具成本优势。要降低氢的运输成本、提高氢能经济性，还有待相关科技创新和技术攻关进一步突破。 声明：文章来源于第一元素网，作者为中国石化集团经济技术研究院有限公司 张从容 。基于分享的目的转载，转载文章的版权归原作者或原公众号所有，如有涉及侵权请及时告知，J9将予以核实并删除。 搜索 复制 ...