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中国正加快能源绿色低碳化的步伐,这次氢能登上了主场。
4月10日,国家能源局发布关于《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》,氢能被列为能源范畴,这也是中国第一次从法律上确认氢能的能源属性。
一个变化可一窥氢能近几年的发展“成果”——2016年,国家发改委和国家能源局联合发布《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,明确提出把可再生能源制氢、氢能与燃料电池技术创新作为重点发展内容。今年6月,国家能源局发布的《2020年能源工作指导意见》开始强调新技术产业化发展,将通过制定实施氢能产业发展规划,组织开展关键技术装备攻关,积极推动氢能应用示范。
“我国氢能产业正步入快速发展机遇期。”中国石化经济技术研究院在《2020中国能源化工产业发展报告》中这样指出。当前燃料电池汽车迎来产业化发展的重要窗口期,推动氢能和燃料电池受到广泛关注。氢能装备的国产化开始加速、六大产业集群完整的产业链逐步成型,其中密集政策作为“先锋”支撑起小规模全产业链应用示范,“现有统计数据显示,截至今年6月,全国共有20多个省份出台60多个发展规划和支持政策。”中国国际经济交流中心信息部副部长景春梅公开表示,这表明各地对氢能均给予厚望。
“但目前,我国氢能产业发展仍存在四大短板。”景春梅认为,政策方面,氢能还未正式纳入国家能源体系,也未出台国家层面的产业发展规划;核心关键技术、核心零部件、核心材料尚未实现关键突破;基础设施建设方面有待加强;多元化应用不足,“一窝蜂造车”现象需要注意。
能源新“贵”,“热”中也需“冷”思考
得益于良好的制氢基础与大规模应用市场空间,我国现有工业的制氢产能已达到2.5×107t,2018年中国弃风、弃光、弃水总电量约为1.0229×1011kW·h,国内化工行业也存在部分无法循环利用的副产氢,据此,在2019年我国一跃成为全球第一氢能生产国。
同时,我国拥有全世界最大的新能源汽车市场,除民用车方向之外,矿山港口重型车、物流车、轨道交通、船舶及岸电设施等氢能应用广阔,已具备大规模氢能利用的供氢条件与市场空间。
2019年7月发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预判,氢能将成为中国能源体系的重要组成部分。到2050年,氢能在中国的能源体系中占比或将达10%左右,其中氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元。
“这只是一个保守估计,我估计是10-15%,世界氢能巨头们讨论时则认为应该到18%,所以氢能将成为我国能源战略的重要组成部分,与电力协同互补,共同为终端能源体系的消费主体,可以带来几十万亿新兴产业。”中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇在7月24日举行的“结构氢产业,谋划氢未来”氢能发展战略研讨会上这样表示。
从行业层面来看,我国上游制氢已经拥有相对成熟的规模化生产技术(化石原料制氢)和较明确的长期发展方向(可再生能源电解水制氢);下游应用场景也逐渐明确(氢燃料电池乘用车、氢内燃机商用车);地方产业集群效应也开始显现,这其中,政策对产业的先发促进作用必不可少。自2019政府工作报告新增“推动加氢等设施建设”,各地政府陆续出台氢能相关规划和政策,加氢站等基础设施建设尤为突出,据国际能源署(IEA)6月发布的《全球氢能进展报告》,2019年我国在运加氢站数量从20个增加到61个。
具体分析国内已建成的61座加氢站,广东、上海以分别以17、10座加氢站数量遥遥领先,其政策规划先发优势与大幅度政策支持功不可没。先发政策带来的产业率先发展,更催动各地“跑步前进”,抢占发展机遇。
直至今年,在顶层设计尚未出台之时,氢能产业政策、企业方面的利好消息仍接连不断。6月起,国家发改委与北京市联手在大兴区打造北京首个氢能产业园并建设日加氢3.6吨全球日加氢量最大的示范站、《广州市氢能产业发展规划(2019-2030)》提出建造大湾区氢能运营中心、中石油联合三家企业在上海成立合资氢能公司、拥有“氢能第一股”之称的亿华通登陆A股、张家口市出台了国内首个《氢能产业安全监督和管理办法》……
这一“火爆”与氢能应用市场的相对“冷清”形成了鲜明对比。中汽协数据显示,2020年1-7月燃料电池汽车产销数据分别为397辆和407辆,同比分别下降66.1%和63.2%。业内总结当前氢能存在“政策多、资本热、市场冷”现象,商业化依然漫长。上海重塑能源集团有限公司的董事长兼CEO林琦曾坦言,目前氢燃料电池年出货量只在千套级别,但市场空间是以万、百万级别的。
面对广阔的应用场景,推动前端示范应用和技术提升、逐步降低成本,实现规模化至关重要。但规模化的前提是突破核心技术,没有突破核心技术之前,大规模推广终端市场应用将导致产业链利润大幅外流,不利于产业的长久可持续发展。
“聚变”,协同共进之路
为推动中国氢能产业加快实现商业化运营,7月29日,中国氢能联盟与国际氢能委员会在北京联合发布中文版《氢能平价之路》研究报告:提出在规模经济的影响下,氢的成本下降将远远快于预期,预计到2030年氢能产业链的总成本将下降50%。报告还提出推进氢能产业发展的六项措施,即制定国家战略、发挥政府协调作用、通过法律法规消除障碍、开展标准化建设、部署基础设施和采取激励措施。
今年6月,十三届全国人大三次会議审议的我国经济和社会发展报告中,“制定国家氢能产业发展战略规划”成为2020年主要任务之一。“由于配套的导向政策及支撑法规作用尚未真正体现,当前发展氢能的热点区域,多处于政府引导及发展探索阶段,一定程度上制约了产业的快速发展。”今年两会期间,全国政协委员、东方电气集团董事长邹磊强调了业界对氢能顶层设计的出台的期待,“从国家层面进一步完善氢能发展顶层规划,加快出台制氢、运氢和加氢站基础建设方面的国家法规标准,制定加氢站(含站内制氢)报建审批管理意见,将进一步推进氢燃料电池自主技术产业化,增强我国在能源技术发展中的核心竞争力。” 同时,近年来氢能发展热点区域在探索中初步形成的相关经验对各地地方政策的出台也有相应的指导意义。如长三角氢走廊建设立足全产业链的协调推进,适应了氢能产业链长、涉及层面多、投资回报期长、建设成本高的特点,走出了政府之间、园区之间、企业之间多方联合与多方入局的路径。
目前国内涉及燃料电池业务的企业包括国家电投、上汽、东方电气、潍柴动力等央企国企,以及亿华通、上海重塑、国鸿氢能、爱德曼、雄韬股份等民营企业,主要集中应用在我国长三角、珠三角、京津冀等氢能现行或氢能资源丰富区域;并随着氢能产业发展呈现上下游多方市场联合共建趋势,以一座加氢站建设为例,涉及老牌加氢站建设与运营企业上海氢枫能源和上海舜华新能源;上游气体及加氢设备企业如液化空气、厚普股份、林德集团;最后是燃料电池企业如上海重塑、亿华通、美锦能源、雪人股份等。
值得注意的是,占据氢燃料电池装机市场份额38%的上海重塑正放开服务探索,将供应链在过去的基础向行业开放,减少行业重复性投入。有观点强调,“合作大于竞争阶段。过去几年深挖研发整个燃料电池系统及关键零部件,填补部分有技术门槛的产业链,实现关键部件本土化、自主化,目的就是为了以后能满足更大规模的市场要求。”
不仅如此,中国更有足够的市场空间支撑氢能产业每个环节有多家公司。上海电器科学研究院北京分院院长、全国燃料电池及液流电池标委会副秘书长卢琛钰在公开场合表示,特别是制氢、储氢、加氢等环节的一些关键核心设备还不能全部“国产化”,更需要纵横联合发展。这一联合不仅包括企业,也涉及重点高校和科研院所。
如何做好示范推进?
“我国氢能产业发展目前还处于培育阶段,重点是要做好示范推进,这需要有实力的大型企业来承担相关示范任务。”氢能发展战略研讨会上,中国工程院院士、中国工程院能源与矿业工程学部主任苏義脑就氢能下一步发展提出意见。
在氢能重点技术突破与规模化之路,“国家队”的热情与力量一直不容小觑。据不完全统计,工业能源领域已有12家央企涉及氢能业务布局,包括中石化、中石油、宝武集团、国家电网、国家能源集团等。
7月16日,占全国氢气产量14%左右的中国石化宣布中国石化石油化工科学研究院的“质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气质量检测项目”获得国家认监委资质认定(CMA),也是首家获得CMA资质的单位;国家能源集团初步形成全国性的氢能项目布局,并在江苏如皋建成国内第一个行政审批完备、完全市场化开发、全天候、数字化的国际标准商业加氢站。
“但当前氢能发展有过热和产业趋同现象需注意。”中国国际经济交流中心发布的《中国氢能产业政策研究》中提醒,盲目布局容易造成资源浪费,考虑到自身自然资源禀赋、产业承载能力与氢能产业经济性和商业模式等,地方层面氢能布局更应该谨慎理性。
针对此,国家电投集团氢能首席专家柴茂荣曾建议,由“国家队”牵头,打通氢能产业链,在经济基础条件好的地方优先发展试行。此前,在长三角、珠三角、京津冀等地区已经形成一些氢能小规模的示范应用。一些城市陆续形成制备、储运、加注燃料电池和下游应用的完整产业链,包括后发推进的成都。
除了燃料电池,氢能的其他应用示范也应提上日程。中国工程院院士、燃料电池技术专家衣宝廉多次提出,整个氢能系统发展不单针对燃料电池汽车,而且要针对氢能应用全场景来制定,如冶金、燃气轮机发电和取暖等领域,“应当成立氢能重大专项,而不是像现在将氢能包含在电动汽车重大专项中。”他指出,国家可以成立一个比电动车小一点的专项,包括氢能的制备运输等,并把氢能的各种用途都放进去,把氢能的应用先做起来,便于后期的发展。