氫能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜分析
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前言
近年來,為了應(yīng)對氣候變化和如期實現(xiàn)“3060”目標(biāo),氫能作為一種清潔低碳、熱值高、來源多樣、儲運靈活的綠色能源,得到了全球的廣泛關(guān)注。
日本高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是全球第一個提出建設(shè)“氫能社會”的國家。在過去的30年里,日本政府先后投入數(shù)千億日元用于氫能和燃料電池技術(shù)的研究和推廣。
美國將氫能視為未來不可或缺、僅次于電能的重要二次能源。美國能源局從1970年就開始布局燃料電池研發(fā),并一直走在世界前列。
韓國將氫能定位為提升能源效率和優(yōu)化可再生能源電力系統(tǒng)的重要媒介,并將氫能列為三大戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一。
我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在國際上也處于領(lǐng)先地位。在《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》中,我國將氫能定位為未來國家能源體系中的重要組成部分和實現(xiàn)綠色能源轉(zhuǎn)型的重要載體,并計劃在未來15年內(nèi)逐步建立完備的氫能產(chǎn)業(yè)體系。
在政策的加持下,越來越多的資本和資源流向氫能產(chǎn)業(yè)。捷氫科技、國富氫能和治臻股份三家氫能企業(yè)在三日內(nèi)接連申請科創(chuàng)板IPO,加之重塑科技、東岳氫能、國鴻氫能等氫能企業(yè)均已完成股改,可能在短期內(nèi)啟動科創(chuàng)板上市申報工作,都從一定程度上表明氫能產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。
一氫能產(chǎn)業(yè)鏈全景圖譜
氫能是指氫在物理與化學(xué)變化過程中釋放的能量,可用于儲能、發(fā)電、各種交通工具用燃料、家用燃料等。氫能是二次能源,不像石油、天然氣可以直接開采使用,需要通過一定的技術(shù)制取得到,所以氫能產(chǎn)業(yè)鏈長且關(guān)鍵環(huán)節(jié)眾多。整個產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游能源端、中游產(chǎn)品端和下游應(yīng)用端。能源端包括氫氣制取、氫氣儲運和加氫站;產(chǎn)品端包括燃料電池、氫燃?xì)廨啓C和氫內(nèi)燃機,目前燃料電池技術(shù)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點和難點;應(yīng)用端主要體現(xiàn)在交通、發(fā)電、儲能和工業(yè)等領(lǐng)域上,其中交通領(lǐng)域中的燃料電池汽車是氫能最主要的應(yīng)用,越來越多的汽車廠商開始在燃料電池汽車領(lǐng)域布局。
圖1:氫能全產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
來源:火石創(chuàng)造根據(jù)公開資料繪制
二氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游
1、氫氣制取
氫氣制取是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán),按照制取技術(shù)來分,可以分為化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫和電解水制氫;茉粗迫〉臍錃庖脖环Q為灰氫,灰氫制取成本較低,是我國氫氣的主要來源。但這種制氫方式的碳排放較高,不利于我國“3060”目標(biāo)的實現(xiàn)。工業(yè)副產(chǎn)氣制取的氫氣被稱為藍(lán)氫,主要是指生產(chǎn)焦?fàn)t煤氣、合成氨、合成甲醇等化工產(chǎn)品時所得到的氫氣。通過電解水等手段制取的氫氣被稱為綠氫,整個制氫過程不會排放溫室氣體,而且得到的氫氣純度高。不過目前電解水制氫耗電量大,生產(chǎn)成本較高。綜合來看,電解水制氫會是未來制氫的主要方向。
2、氫氣儲運
氫氣儲運是制約我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),氫氣是自然界中最輕的氣體,由于其獨特的物理、化學(xué)性能,使得它儲運難度非常大,成本較高,這也是馬斯克不看好氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因之一。
氫氣儲運包括氫的儲存和運輸兩方面,一種儲氫方式對應(yīng)著一種運氫方法。儲運氫的方式主要有四種,分別是高壓氣態(tài)儲運、低溫液氫儲運、有機液體儲運、固體儲運。其中,有機液體儲運指的是利用烯烴、炔烴、芳烴等不飽和有機液體做儲氫材料,借助不飽和有機物與氫的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)氫的儲存。固體氫儲運指的是利用活性炭、碳納米管進(jìn)行物理吸附,或者是利用金屬氫化物進(jìn)行化學(xué)吸附,從而達(dá)到儲氫的目標(biāo)。目前來說,高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)較成熟,在未來一段時間內(nèi)都會是國內(nèi)主推的儲氫技術(shù),低溫液氫儲運主要運用在航空航天領(lǐng)域,而有機液體儲運和固體儲運尚處在研究或示范階段。
3、加氫站
加氫站的主要部件包括加氫機、氫氣壓縮機、儲氫瓶組等,其中氫氣壓縮機占總成本比例較高,約30%。目前設(shè)備制造的發(fā)展方向是加速氫氣壓縮機的國產(chǎn)化進(jìn)程,進(jìn)而降低加氫站的建設(shè)成本。
截止到2022年7月5日,我國累計建成加氫站272座。其中廣東省的加氫站數(shù)量最多,達(dá)到52座,遙居全國第一;山東省有29座加氫站,居全國第二;江蘇省和浙江省的加氫站數(shù)量均超20座。在直轄市中,上海的加氫站數(shù)量最多,達(dá)到15座;北京的加氫站數(shù)量略小于上海,為14座。目前來說,我國除西藏、青海、甘肅外, 加氫站實現(xiàn)全覆蓋。全國各省、市/區(qū)、自治區(qū)已出臺氫能規(guī)劃文件達(dá)90項,按照加氫站數(shù)量規(guī)劃,2025年加氫站總規(guī)劃數(shù)量將超800座。
圖2:加氫站分布熱力圖
來源:火石創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心
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