氢能行业“未来能源”前景如何?
水和氢都是终极能源。
从无尽的水开始,产品只有能源和清洁水,而氢气似乎满足了人类对清洁能源的所有完美想象。
就像化石能源被称为夕阳产业一样,氢什么时候会被公认为未来的能源还不得而知。从欧洲到东亚到中东北非,从京津冀、长三角到珠三角,氢能发展的热潮正席卷全球各个角落。
近期a股市场氢能炒作热潮,显示出投资者对氢能产业的殷切希望。但与对未来的充分想象相比,氢能产业的现实要骨感得多。在地方政策的强力加持下,很多技术问题还有待攻克;除了去新兴的电动乘用车市场,重型卡车、航运和冶金可能是他更好的目的地。
无论如何,各行各业似乎都看到了技术跨越后氢能产业的广阔前景,不久的将来能源产业可能会出现新的变化。没有人想错过这趟开往未来的火车。
政策经常勾勒出未来的想象
2018年以来,地方氢能产业发展规划的出台,总会引起市场动荡。其中一些计划直接命名为氢产业,而另一些则以燃料电池产业的名义出现。
2019年,氢能首次列入政府工作报告,次年提出了《国家氢能产业发展战略规划》。这期间,国内多个部委相继发布燃料电池汽车示范应用通知,北京、广东、山东、河北等地相继发布产业规划或推进示范区建设,氢能补贴政策接踵而至。
目前,除了省级氢能产业发展规划外,不少城市也出台了同类型产业扶持措施,希望培育具有规模化产值的氢能产业集群,催生具有国内乃至国际影响力的产业链龙头企业。随着氢能产业的持续升温,工业能源领域的众多大型央企和民营企业也纷纷涉足氢能产业。
从各地的规划来看,动辄百亿产值的愿景勾勒出完整的工业未来。中国氢能产业联盟预测,到2025年,中国氢能产业产值将达到1万亿元;到2050年,中国制氢产能接近6000万吨,二氧化碳减排约7亿吨。氢能占我国终端能源系统的10%以上,产业年产值将达到12万亿元,成为引领经济发展的新增长极。
全球社会对“未来能源”的工业前景表现出同样的热情。
2020年6月,欧盟委员会发布《气候中性的欧洲氢能战略》,准备大力推动制氢产业特别是可再生能源的发展,以及氢能的广泛应用。如今,气候变化问题越来越受到关注,氢能已成为经济结构调整和应对气候变化的重要路径之一。
目前,除欧洲外,美国、韩国、中国、日本等国家已经布局氢能产业,开始了基础技术积累和商业化的尝试。石油和天然气时代的资源丰富的国家不想随着化石能源而衰落。
作为传统的油气生产国,沙特近年来积极部署氢能产业。今年4月,沙特斥资1100亿美元开发当地天然气田,并利用天然气生产氢气。此外,沙特还希望利用好其广袤的土地和风能、太阳能资源,开启可再生能源制氢的工业征程。
除沙特外,迪拜和阿曼都对氢能产业表现出兴趣。在遥远的北非,欧洲的大公司一直希望将廉价的可再生能源与氢结合起来,为整个欧盟的经济转型做出贡献。
技术问题下的骨感真实
自8月以来,美国
股价表现优异的热门板块公司氢能业务不成熟或规模相对较小,部分公司甚至没有投资氢燃料电池业务。相反,潍柴动力(000338。SZ)和亿华通-U(688339。长期布局氢能产业的SH),仍在精心布局和拓展相关业务。
与股市炒作相比,现实要骨感得多。目前全国还没有一家典型的氢能或氢燃料电池行业龙头公司,整个行业还处于探索阶段。氢燃料电池只是众多企业重点探索的方向之一。
工信部装备产业发展中心张伟撰文指出,在政策引导和支持下,珠三角、长三角和京津冀地区的示范运行取得了初步成效,但国内燃料电池产业仍面临技术基础相对薄弱、基础设施建设不完善、政策法规和标准缺乏等诸多困难。
目前,日本、韩国、欧美等传统氢能国家已经掌握了从基础材料到系统集成和终端应用的核心技术,形成了较为完整的燃料电池汽车供应链体系;在实现真正的工业化之后,上述国家和地区都在努力探索成本最优的商业化体系。
与国外同行相比,中国氢能产业在竞争中不具备优势。目前在加氢机、氢气压缩机、膜电极喷涂设备、循环泵、催化剂等关键部件上与国外先进水平仍有较大差距。
尽管一再被热炒,但氢能产业相关技术不成熟、制氢成本高、产业链及配套设施不完善等问题始终制约着整个产业的规模发展前景。
与前景广阔的电动汽车市场相比,燃料电池汽车市场的存在感仍然很低。根据中汽协公布的数据,今年1-7月,国内纯电动汽车产销分别为126万辆和122.7万辆,增速为2.2倍;燃料电池汽车产销增速接近50%,但实际数字只有664辆和675辆,比电动汽车差一个数量级以上。
根据中国前瞻产业研究院提供的数据,截至2021年3月底,全国共有加氢站131座,其中投产108座;此外,65个正在建设中,122个正在规划中。
同时,根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据,截至2021年7月底,
联盟内成员企业上报公共类充电桩为95万台。在燃油车市场方面,目前中国建有各类加油站约十万座。氢燃料汽车行业想要与电动汽车直接竞争并不容易,但好在它所拥有的并不止这一个选项。除此以外,本身清洁无污染的氢气,其来源是否环保却并不一定。
氢从何处来到何处去
根据来源不同,氢气又被分为灰氢、蓝氢和绿氢。由可再生能源制备而来的氢气被称为绿氢,由化石燃料制造且经过碳捕获技术的氢气被称为蓝氢。
灰氢则是经由化石燃料制备的氢气,成本较低但是碳排放最高,也是目前氢气的主要来源。化石能源公司希望利用天然气资源,结合CCUS(碳捕捉、收集和利用技术)来制造蓝氢。
能否大规模、足够便宜地使用可再生能源制氢,将决定未来氢能产业的发展。从当前国内可再生能源的区域分布以及全国电力消费情况来看,氢能有望成为中国三北地区可再生能源存储、转移的高效能量载体。
具体实现起来仍有困难。虽然氢燃料电池转化效率高,但清洁能源制氢成本仍然很高;此外,储氢和运输的技术难关还有待解决。
尽管氢燃料电池汽车备受关注,但相较于乘用车市场,客车、物流车辆以及重卡会是氢能更方便拓展的方向。
罗兰贝格管理咨询指出,氢燃料电池车的适用场景主要分三大类,一类是固定路线、方便配套加氢基础设施建设,以矿山、港口、物流园区等相对封闭和路线固定场景为主;第二类则是中长途干线,运营里程超过纯电续航上限的场景;最后则是高载重的情况下,纯电车型由于电池密度提升空间有限,重卡匹配一定里程行驶的电池必然自重过大,因而氢燃料电池的车重相较于纯电动的优势将进一步放大。
英国石油公司(bp)首席经济学家戴思攀在接受21世纪经济报道等媒体采访时表示,氢能将应用于那些很难电气化的车型,长距离的重卡将发挥氢能的优势。
罗兰贝格认为,目前氢燃料电池行业已经进入市场技术、资源卡位的发展蓄能关键时期。
除了车辆以外,在能源转型的浪潮下,国外航运巨头也面临着越来越大的减排压力,氢燃料发动机可能会成为船舶行业碳减排的重要选项之一。2020年6月,交通运输部发布的《内河航运发展纲要》中也提出,探索发展纯电力、燃料电池等动力船舶,研究推进太阳能、风能和氢能在行业的应用。
对于钢铁行业来说,高炉炼钢从工艺上就天然会产生大量二氧化碳,面对整个行业的节能减排压力,除了转向电炉炼钢以外,氢能或许将成为行业的重要救星。目前,中国宝武、蒂森克虏伯、安赛乐米塔尔等国内外钢企已经开始氢能相关的尝试与研究。