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據(jù)7月16日國新辦2021年上半年中央企業(yè)經(jīng)濟運行情況舉行新聞發(fā)布會介紹，現(xiàn)在超過三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)在制定包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。
氫能是替代化石能源實現(xiàn)碳中和的重要選擇。截止2020年底，我國氫能產(chǎn)量和消費量均已突破 2500 萬噸，氫燃料電池汽車保有量為7355多輛，已建成加氫站128座。
《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》預計，到2050年，氫能在交通運輸、儲能、工業(yè)、建筑等領域廣泛使用，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值擴大，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過10萬億元，全國將進入氫能社會。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游制氫—中游儲運—下游應用組成。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈
氫能源按生產(chǎn)來源劃分，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。
目前，我國氫氣主要來自灰氫。未來與大規(guī)模光伏發(fā)電或風力發(fā)電配套的電解水制綠氫將成為發(fā)展趨勢。
制氫成本與原料價格關系最大。雖然綠氫是未來的主流，但目前電解水制氫成本最高，制氫1公斤耗電約35~55度左右，所以水解制氫成本取決于電價高低。
三種制氫方式優(yōu)缺點及成本
我國風光已經(jīng)進入平價上網(wǎng)階段，在清潔能源基地配備制氫產(chǎn)業(yè)，不僅有效減少棄風棄光率，還可以降低新能源制氫的電價成本，一舉多得。
氫氣儲存方面，在未來有大規(guī)模氫氣存儲需求的可能性下，利用鹽?/巖洞進行氫氣儲存（配合管網(wǎng)運輸）是大規(guī)模氫氣儲存的最佳方式（低成本、高可行性），但是該類儲存方式受到天然地理條件的直接制約，對于天然鹽礦床資源缺乏區(qū)域并不具備可行性；目前在氫氣用量相對較小且運輸半徑有限的情況下，采用高壓氣態(tài)儲存在經(jīng)濟性和實用性上最優(yōu)，而隨著技術的進步和運輸半徑的提升，液氫儲運將具備一定的競爭力。
資料來源：《Making the Hydrogen Economy Possible》（ETC）
氫能運輸方面，目前主要運輸手段有三種，即高壓氣氫、低溫液氫、管道輸氫，其中高壓氣氫運輸是現(xiàn)下主流的運輸方式。
氫能運輸成本與儲運距離和儲運量有密切關系。短距離低用量（城市內(nèi)）適合高壓氣態(tài)儲運，但是需要高壓容器的投資建設；中距離低用量（城際間）適合液氫儲運，但是仍需要技術進步推動降本；長距離高用量（洲際間）適合管網(wǎng)運輸，但是需要高額的基礎設施建設投資。
資料來源：《Making the Hydrogen Economy Possible》（ETC）
加氫站作為氫能產(chǎn)業(yè)上游制、中游儲與下游應用市場的樞紐，加氫站的數(shù)量和布局直接影響著氫能的儲運成本。
中國加氫站分布圖（截止2021年1月）
目前我國建設一個日均加氫量500kg的35MPa固定式加氫站的建設成本約1200萬元（對應單位投資2.4萬元/kg·d）。國內(nèi)現(xiàn)階段主要為外供氫高壓氫氣加氫站，其最為重要、成本占比最高的是三大系統(tǒng)——壓縮、儲氫及加氫系統(tǒng)。
來源：《中國氫能發(fā)展路線圖1.0》（中國電動汽車百人會）
佛山市全國加氫站最多的城市，在加氫站的建設上也走在前列。為解決氫能短缺和運輸問題，佛山探索建設了全國首個綜合能源制氫加氫加氣一體化站。
佛燃能源南莊制氫加氫加氣一體化站于2020年12月28日開工，是集天然氣制氫、光伏發(fā)電耦合電解水制氫、加氫、加氣等功能于一體的綜合能源供應站，屬于站內(nèi)制氫-加氫母站，日制氫加氫能力達到1000公斤，可滿足100輛氫能公交的使用需求。
由于一體化站無需長管拖車運輸、無裝卸車環(huán)節(jié)，因而無運輸成本、無運輸裝卸安全風險，對于降低終端用氫成本和減少城市道路運輸安全風險有積極作用。這一模式也為全國加氫站建設提供了參考價值。
氫能的下游應用市場主要有工業(yè)、交通、儲能三大場景。其中交通將是氫能消費的重要突破口。氫燃料汽車發(fā)展方面，目前是以政策引導的區(qū)域市場模式，由“短期示范——公交、物流領域示范運行——城市群示范”，逐步邁入商業(yè)化推廣階段。
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預計，2050年氫能在中國終端能源體系中占比至少達到 10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其中交通運輸領域用氫2458萬噸，約占該領域用能比例19%，燃料電池車產(chǎn)量達到520萬輛/年。
氫燃料電池車具有能量密度高、安全、舒適等優(yōu)點。燃料電池的能量密度高，可達0.5-1.0kWh/kg，特別適合重載車。電堆與氫罐是分開的，提高了發(fā)動機的安全性，電堆不易產(chǎn)生爆炸。氫燃料電池車在續(xù)駛里程、加氫時間、駕駛舒適性均可與燃油車接近。目前，氫燃料電池車必須解決購置和使用成本較高的問題，經(jīng)濟性是能否大規(guī)模發(fā)展的關鍵。
目前燃料電池發(fā)動機貴，導致一輛車售價是燃油車的三倍左右，鋰電池車的1.5-2.0倍
加氫站的建設費用高達1200-1500萬元。
在加氫站的加氫費用每公斤高達60-80元，只有降到40元以下才具備與燃油車競爭的基礎。
因此，要實現(xiàn)無補貼的燃料電池車商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本和氫氣的成本，同時降低加氫站的建設費用。
中央企業(yè)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的主要參與者。此外，在上游制氫環(huán)節(jié)，參與者還有陽光電源、隆基股份等光伏龍頭企業(yè)，探索光伏制氫項目。
氫能產(chǎn)業(yè)全景圖譜如下：
由于氫能生產(chǎn)主要分布在西北和華北地區(qū)，而氫能的下游應用市場主要在華東、南方等發(fā)達城市，這導致了產(chǎn)銷矛盾突出，消費端用氫成本上漲，氫儲運問題成為現(xiàn)階段制約產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的重要因素。
隨著佛山制氫加氫一體化站、中石化光氫油綜合能源站等探索，氫能產(chǎn)業(yè)向綜合能源站發(fā)展，就近消納的發(fā)展模式，或許可以破解當前困境，實現(xiàn)降本提效。
