2024氢能产业活力报告:升级示范城市群,建设国家氢能走廊

全文5111字,阅读约需15分钟,帮我划重点

划重点

012024氢能产业活力报告显示,我国氢能产业已形成多路径制氢、多场景应用、多区域发力的发展格局。

02目前,我国氢能产业整体实力较强,但灰氢占比较大,绿氢占比不高,工业用途为主,燃料二次能源为辅。

03为此,报告提出升级调整燃料电池汽车示范城市群、推动多路径制氢的绿色化发展、拓展全社会多领域氢能应用场景和建设点线结合的国家氢能走廊。

04同时,我国氢能产业将沿着四个方向高速发展:氢能科技持续突破、氢能区域性全产业集群成熟、绿色制氢推动氢成本走低以及氢能应用覆盖范围更加广泛。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

2022年底,联合国能源署报告指出,全球已经有25个国家及欧盟宣布将氢能纳入未来清洁能源的计划,其中有些国家开始进行财政引导。
氢能作为当前技术条件下最为清洁的终极能源,也是我国新型能源体系的重要组成部
分,是全国能源变革的路径之一,对“双碳”目标的实现和温室气体的减排具有重要意义。
当前,随着我国氢能产业政策的明确,在科技的加持下,氢能已经形成多路径制氢、多场景应用、多区域发力,全链条发展、全社会参与的“三多”“两全”发展格局,成地方和企业竞相追逐的未来产业,是地方决胜新一轮区域竞争的重要支撑。
世界气象组织《2023年全球气候状况报告》显示,2023年是有记录以来最热的一年,全球近地表平均温度比工业化前水平高1.45摄氏度,过去10年是有记录以来最热的10年。
《巴黎协定》指出,把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2℃之内,并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内,从而避免气候变化给人类带来的生存危机。
《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会(COP28)的“全球盘点”呼吁缔约方采取行动,争取到2030年在全球范围内实现可再生能源产能增加两倍,能源效率提高一倍。
正是在这样的背景下,世界工业化国家纷纷制定各自的“双碳”目标,推动能源变革,发力绿色能源。其中,氢能产业也从工业领域走向交通运输,随着氢燃料电池技术的成熟,氢能开始在汽车上得到广泛应用,并且逐渐成为复杂路况重载运输的有效绿色解决方案。
图片
图/IC
政策环境:20年时间,全产业链标准体系建成
我国的氢能产业是从新中国成立之后逐渐发展起来的,七八十年走完了西方200多年所走过的技术、产业路径,到2002年生产消费量已经超过1000万吨,超过美国成为全球第一。
进入21世纪,我国经历了煤制氢向天然气制氢再向工业尾气制氢,再向二氧化碳捕捉制氢和可再生能源电解水制氢的产业变革。同时,氢也从工业领域逐步进入能源交通域。
2001年,国家“863”计划电动汽车重大专项启动,其中包括推动燃料电池汽车的研发。
2006年,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》将氢能及燃料电池技术列入先进能源技术。
2014年,国务院发布《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》,正式将氢能与燃料电池作为能源科技创新战略方向和重点之一。
此外,《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》等政策文件出台,都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位。
2019年,氢能首次写入《政府工作报告》,国家提出“推动充电、加氢等设施建设”。
2020年9月,我国提出“双碳”目标,企业和地方开始有序推动氢能产业的发展。
2020年9月16日,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。2021年8月,正式批复京津冀、上海、广东为燃料电池汽车示范应用首批示范城市群。2022年1月,批复由郑州牵头的河南城市群和由张家口牵头的河北城市群。
2022年3月23日,国家发展改革委、国家能源局公布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,指出:“氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。”同时表示,“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分;氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体;氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。”
到2035年,形成氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。
2023年8月,国家标准委与国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部等部门联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,系统构建了氢能制、储、输、用全产业链标准体系。
产业现状:2010年以来,向氢能产业集群发展
我国氢能产业经历了20世纪八九十年代的科技攻关、本世纪前十年的工业发展、最近十年的交通发力,已经形成制氢、储氢、运氢、用氢的全产业体系。产量从1988年的500万吨提升至2002年的1000万吨,再到2019年的3000万吨。
在氢能的供给方面,2022年我国氢气产量约3500万吨,占全球总产量的三成,其中纯度达到工业氢质量标准(纯度≥99%)的氢气超过1200万吨。从制氢工艺情况看,绿电专门制氢不到1%。
在氢能的消费方面,多元应用处于早期探索发展阶段。2022年全国氢气年消费量约3500万吨,作为工业原料等非燃料用途的消费占比为93%,燃料用途消费占比仅为7%。
由此可见,当前我国氢能产业整体实力较强,但灰氢占比较大,绿氢占比不高,工业用途为主,燃料二次能源为辅,未来产业升级空间很大。
氢气是重要的工业原料,已经被广泛用于合成氨、合成甲醇、石油化工和冶金等工业领域。尽管氢能在我国新兴领域的应用尚处于起步阶段,但绿氢炼化、氢冶金等工业新应用以及氢能在交通、电力和建筑等非工业部门示范应用的步伐明显加快。
当前,绿氢发展势头向好。截至2022年年底,全国可再生能源制氢产能达3万吨/年。到2023年上半年,全国已有19个绿氢项目签约,预计全年电解槽需求将首次超过1吉瓦。
进入2010年,我国氢能开始与新能源汽车融合,在之后的十多年时间内诞生了一大批在燃料电池、储氢设备、电解水装置、氢能运输等方面拥有核心技术的科技企业。
业界普遍将2017年和2022年作为我国氢能产业发展的关键节点,2017年之前是第一个阶段,2017年到2022年是第二个阶段,2022年之后进入第三个阶段。
第一个阶段,我国氢能产业还很薄弱,正处于科技攻关与市场探索的阶段。
第二个阶段,随着《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》对氢能与燃料电池产业的战略性地位的确立,我国开始成系统地推动氢能产业的布局,央国企等国家队开始下场投资氢能产业和项目。
第三个阶段,2022年3月,国家发展改革委、国家能源局公布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分后,我国多个地方政府积极发挥各自的产业优势,开始纵深布局氢能产业集群。
经过十多年的推进,我国氢能产业正在形成从中央到地方,从央企到民营企业全面布局,多元化应用的发展格局,走出了通往“双碳”未来的氢能路径。
图片
中氢新能工作人员在展示企业研发的氢能自行车。
发展堵点:发展受到制约,期待升级调整产业政策
虽然氢能产业在我国已经具备较强的实力,然而与能源变革、产业升级的发展需求相比,与我国较短时间内实现碳达峰的雄心相比,与各地发展氢能产业的动力与信心相比,还需要从四个方面进行改革创新。
首先,升级调整燃料电池汽车示范城市群。
始于2020年的燃料电池汽车示范应用城市群为氢能产业的发展注入动力。然而,我国绿色低碳技术在“双碳”目标的指引下突飞猛进,市场成长速度远超预期,今天已经呈现出全面崛起的发展状态。
因此,这就需要对已经运行3年多的城市群进行调整或升级。一方面,多地有加入应用示范城市群的意愿;另一方面,有学者建议干脆拆除城市群围栏,推出新的氢能产业奖励、补贴措施。
其次,推动多路径制氢的绿色化发展。
氢能一直有灰、蓝、绿的颜色划分。当前,我国面临“灰氢”很重,“绿氢”占比不高的问题。中石化《中国氢能产业展望报告》指出,在绿电不稳定的现状中,网电直接制氢每公斤氢的碳足迹平均约为30千克二氧化碳,高于煤直接制氢的排放水平(17-22千克)。因此,当前,虽然新疆、宁夏等西部地区开展了大规模的风光绿电制氢项目,但消纳、运输等问题的根本解决需要一段较长的时间。
与其把受多方制约且占比较小的可再生能源电解水制氢当成唯一的路径,不如认真研究多路径制氢的绿色转型之路,让体量巨大的“灰氢”绿起来。
第三,拓展全社会多领域氢能应用场景。
当前,我国氢能的应用还处于开发的前期,虽然有一些应用出现,但是距离市场化推广还有一定的距离。因为氢能的低碳路径尚未完全打通、氢能的成本问题还存在,氢燃料电池还没有办法在更多的行业和领域大范围应用。
这需要在降低成本、实现绿色化发展的同时,发现氢能的减碳价值,推动氢能替代进入全国自愿减排碳市场。
最后,建设点线结合的国家氢能走廊。
氢能产业集群在各地纷纷崛起的背景下,我国氢能产业正呈现多点开花的姿态,具备了穿点成线的条件。《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出:在合理布局制氢设施方面,结合资源禀赋特点和产业布局,因地制宜选择制氢技术路线,逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系。探索在氢能应用规模较大的地区设立制氢基地。
按照东西、南北的交通通道要求,因地制宜建立300公里辐射圈的氢能产业节点城市,最后形成国家氢能走廊的条件已经成熟。
地方(企业)行动:形成制、储、运、加、用多个完整产业链条
为抢占氢能赛道,多个地方和企业已经开始进行整体布局氢能产业,并且走出了绿电制氢、焦炉煤气制氢、钢厂尾气制氢等多条路径。除了制氢,地方还发展氢燃料电池(发动机)、储氢设备等多个应用产业,并打通重卡、公交、通勤车、自行车、炼钢、轨道交通等多个应用场景。
目前,我国已基本构建了较为完整的制氢、储运、加注和应用的氢能产业链。各地纷纷制定氢能战略并付诸行动。我国氢能的地方行动,范围最广、规模最大的莫过于五大燃料电池汽车示范应用城市群。据百人智库研报,五大示范城市群燃料电池汽车累计接入9236辆,全国占比71.3%。
当前,各地在发展氢能产业时,围绕科技和制氢优势,进行纵向延展和横向突破,摸索出四种模式。
首先,北京市依托大兴国际氢能示范区,以研发带动科技项目的建设,从而推动产业聚集区的形成,已构建涵盖氢能制、储、运、加、用全产业链,产业聚集效应初现。
图片
北京大兴国际氢能示范区  图/新京报零碳研究院研究员白华兵摄
其次,以内蒙古乌兰察布市为代表的风光可再生能源电力制氢。
今年年初,内蒙古自治区投资项目在线审批办事大厅公示,乌兰察布10万吨/年风光制氢一体化项目制氢厂部分已正式获批,项目总投资59.4亿元。该项目每年制取10万吨氢气将通过乌兰察布绿电制氢项目输送管道送至燕山石化,为燕山石化等周边企业提供稳定、绿色的氢气供应。
第三,以山西吕梁为代表的焦炉煤气绿色化制氢。
从2019年开始,山西吕梁市以焦炉煤气制氢为切入点,经过3年时间探索逐渐形成了以焦炉煤气、焦炉干熄焦预热发电、风光资源发电三源并举的制氢路径。从2022年7月吕梁鹏飞集团鹏湾氢港氢能产业园焦炉煤气制氢项目投产运行,到目前该市已形成7.5万吨制氢能力。近年来吕梁建成全国唯一具备纯商业化运营的氢能重卡应用示范场景,形成“气—站—运—车”全产业链发展体系。
图片
鹏飞集团在孝义市投放的共享氢能电动车 图/新京报零碳研究院研究员白华兵摄
第四,以武汉为代表的钢厂尾气制氢。
2022年3月,湖北省出台氢能产业发展规划;随后出台《关于支持氢能产业发展的若干措施》,致力打造全国氢能产业发展高地。武汉将氢能列为“965”产业集群中的战略性新兴产业,提出“打造中国氢能枢纽城市、世界级氢能城市”。目前,武汉市以本地武钢气体、广钢气体、中韩石化、液化空气公司等氢源企业为依托,形成了13.6万吨/年的制氢能力,全市累计推广应用氢燃料电池汽车523辆,2023年氢能产业链主营业务收入达到50亿元,同比增长25%。
未来发展:沿着四个方向进行突破,应用范围更广
为了推动能源变革,我国大力推动风电、光伏产业的发展,以可再生能源替代传统化石能源。因为新能源电力的间歇性、波动性、随机性特征,我国正面临弃风、弃光等问题。在建设新型电力系统、加大储能建设的同时,新能源电力制氢成为一条解决之道。
与此同时,我国氢能科技正在发展,许多技术已经具有一定的全球优势,从燃料电池到制氢的成本都在不断下降。到2030年我国氢能消费规模将增加到3800万吨。
在继续在工业、建筑领域发挥作用的同时,氢能基于强大的绿色属性,未来更加强调其作为燃料的价值,成为交通运输领域绿色发展的重要解决路径。为此,我国氢能产业将沿着四个方向高速发展。
首先,氢能科技将会持续突破。
目前,我国已经在制氢、氢燃料电池及动力系统方面取得明显的全球优势,然而在储运加注等方面还存在一些差距。接下来,我国将以这些关键技术为突破,助力一大批氢能科研企业的成长,从而形成氢能研发产业链,推动科研机构的发展和氢能科技人才的培养。
其次,氢能区域性全产业集群纷纷成熟。
随着我国五大燃料电池汽车示范应用城市群的确定,氢能产业集群最先在这些城市出现。与补贴奖励驱动不同的是,地方政府发展新兴产业及各地持续推动的能源转型成为重要的驱动力量。为了获得发展的动力,一方面需要立足当地的产业基础,另一方面需要找到更加深远的应用场景,第三还得有效降低制氢的成本。
未来,氢能产业还将出现多个具有很强内生动力的产业集群,共同推动全国的绿色低碳发展。
第三,绿色制氢推动氢成本走低。
当前制氢有四条技术路径,化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质及其他制氢方式。但是,无论哪一种制氢方式,都需要从源头减污降碳。焦炉煤气制氢如果可以回收炉温发电,再投入制氢,依旧能够提高氢能的“含绿”水平;而电解水制氢即便是利用可再生能源发的电完成的,但依旧面临发电含碳投入、储运能量流失的“去绿”问题。
未来,在绿色发展的大前提下,各地将以更加开明的态度对待氢能的颜色,追求整体的绿色成效。
最后,氢能应用覆盖范围更加广泛。
当前,随着氢能制取成本的降低,以及氢燃料电池系统生产成本的降低,氢能作为动力将会覆盖越来越多的用能产品,推动交通运输、工程机械、日用电器的氢能化发展,从而形成更加广阔的产业赛道。
我国氢能产业解读
图片
2024氢能产业活力报告全文即将在7月3日-10日贝壳财经年会重磅发布,敬请期待!
新京报零碳研究院研究员 白华兵
编辑 陶野
校对 杨许丽