工艺技术实现突破升级,绿氢成为“爆款”,万亿级赛道呼之欲出
自“碳中和”成为全球共识以来,各国都在全面推进多个产业领域的政策转型,欧洲地区更是成为改革先锋。近日,随着欧洲碳边界调整机制(CBAM碳关税)会议落幕,CBAM将于今年10月1日正式实施。据悉,包括钢铁、水泥、铝、化肥、电力、氢气等多个产业领域都将被纳入CBAM碳关税范围。
尤其是氢气领域,新政策直接推动绿氢产业的快速发展。以欧洲市场为例,2030年1000万吨绿氛规划早已提出。从全球范围来看,近年来绿电电解水制氢技术不断完善,成本不断降低,这也为绿氢产业的规模化商用奠定了坚实基础。
绿氢的规模化开发利用符合低碳时代要求
作为工业领域不可或缺的重要能源,氢能是清洁高效的能源载体,自进入工业化时代以来就被广泛应用于国民生产各个领域。特别是随着《巴黎气候协定》签定,全球能源体系转型成为时代潮流,氢能作为代替传统化石燃料能源的重要性越来越突出。不过,并非所有形态的氢能都符合可持续发展的要求。因为氢元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中,作为二次能源,氢能要通过提取制造利用。以氢能生产来源和生产过程中的排放作为划分标准,目前常见的就包括灰氢、蓝氢和绿氢。
市面上目前最常见的氢能产品就是灰氢,它是通过燃烧石油、天然气、煤炭等化石燃料产生氢气而制成。由于在生产过程中会有二氧化碳等排放,灰氢显然不符合当下的“低碳”发展需求,但由于产量高,制作工艺简单,市场需求量大,它依然占据全球氢气产量的95%左右。相对来说,蓝氢的环保优势更为明显,它是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成,尽管生产过程中也会产生温室气体,但随着相关工艺技术不断改进,低排放生产可以得到有效保障。
在三类氢能中,绿氢是氢能利用的理想形态。它是通过使用风能、太阳能等清洁能源制氢,因此对环境不会造成污染。以电力行业来说,通过可再生能源发电进行电解水制氢,可基本实现零排放。正是因为绿氢的高效环保优势,完全可以在交通、化工、电力、热力、材料等众多行业成为可替代能源。
和欧美发达国家相比,我国的氢能产业以及绿氢产业发展都起步较晚。特别是绿氢产业,直到近年来国内新能源得到大规模开发和利用,绿氢相关产业才迎来快速商业化发展,应用范围也在逐步延伸。其中,在2018-2020年期间,我国氢能源产业特别是绿氢产业的重点专项基本聚焦在燃料电池领域,相关项目占比高达51.9%。自2021年以来,随着国家和各地政府纷纷出台鼓励政策,再加上绿氢的制取、储运等技术迎来快速发展,绿氢的商业化、规模化应用开始不断提速。特别是“氢进万家”科技示范工程建设等标杆项目的带动,吸引越来越多的企业和资本开始在绿氢产业赛道加大投入。
总体来说,目前我国氢能源利用依然处于初级阶段,绿氢产业的发力点还是以交通为主,在氢动力汽车、氢燃料电池汽车等交通领域逐步拓展。受到技术及制造成本的限制,绿氢的大规模应用依然任重道远。
绿氢大规模商业化应用是必然趋势
从长远来看,绿氢相关产品的大规模商业化应用是必然趋势。按照国际氢能委员会与麦肯锡联合发布的报告显示,近年来,包括我国在内,全球已有30多个国家和地区发布了氢能发展路线图。预计到2030年,全球在氢能项目上的投资将达到3000亿美元。尤其是我国,作为世界上最大的制氢国,我国年制氢产量高达3300万吨。不过,从生产工艺来看,煤制氢和天然气制氢占比较高,绿氢规模很小,这并不符合低碳时代的需求。因此,整个绿氢市场还有很大的挖掘空间。
从国内供需市场来看,根据中国氢能联盟预测,在2060年碳中和目标下,我国氢气年需求量将增至1.3亿吨左右,仅仅是工业和交通两大领域的需求占比就分别高达60%和31%。早在2022年3月,国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》就明确提出,到2025年,我国可再生能源制氢量将达到10-20万吨/年,2035年绿氢比重明显提升。这也意味着,不断扩容的产能将进一步催生应用市场的延伸与拓展。
目前来说,制约绿氢产业快速发展的核心因素还是在于技术和成本。在绿氢技术路线方面,国内碱性电解水制氢装备成本较低,在碳达峰碳中和大背景下,该技术易于同可再生能源结合,因此提升空间很大。尤其是中国石化首套质子交换膜(PEM)制氢示范站在所属燕山石化启动投用,这标志着企业绿氢有了复制工程示范,这为整个产业的提速发展注入了强劲动能。此外,在绿氢主流生产模式碱性电解水制氢方面,目前我国多家电解水制氢公司正在加大力度发展碱水电解制氢技术。其中,在科技部重点研发项目支持下,由中科院大连化物所牵头研发的高效大功率碱水电解制氢关键技术有望达到1500立方米,并冲刺到2000立方米的规模。随着绿氢产业链制造环节不断取得突破,未来绿氢的成本优势将进一步凸显,市场渗透率也将稳步提升。
头部企业绿氢产业动向值得关注
尽管目前我国氢能产业发展仍处于初级阶段,产业体系建立尚不完善,还未能形成规模化效应,但随着一系列激励政策、金融等激励机制不断落实,一些头部企业已经开始在绿氢产业赛道上做出成绩。
宝丰能源(600989.SH)作为中国民营企业500强企业,是一家以能源化工、新能源、储能高端制造业为主的现代企业集团,也是我国绿色煤基新材料龙头。经过多年发展,公司已经建成了国内规模最大、产业链最完善的“煤、焦、气、甲醇、烯烃、聚乙烯、聚丙烯、精细化工、新能源”一体化高端煤基新材料循环经济产业集群。尤其是在氢能产业领域,宝丰能源率先创新打造了全球单台产能、单厂规模最大的太阳能电解水制氢项目。围绕做全球最大的绿氢生产厂和供应商这一宏伟目标,近年来宝丰能源逐步实现氢能全产业链一体化发展。其中,公司重点建设的内蒙古一期300万吨绿氢耦合制烯烃项目不久前环评获批,预计于2024年投产。该项目计划总投资478亿元,是目前全球唯一规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。
三峡能源(600905.SH)是三峡集团所属新能源业务企业,也是我国新能源产业领域的头部企业。近年来,三峡能源深入推动产业一体化和多能互补发展,形成了风电、太阳能、储能、战略投资等相互支撑、协同发展的业务格局。特别是自2021年在沪市主板上市以来,三峡能源成为国内电力行业历史上规模最大IPO,也是当期A股市值最高的新能源上市公司。在氢能赛道布局方面,三峡能源通过科技创新、优化布局推动高质量发展,在绿色电力、碳减排产品、氢能等新能源相关领域不断加强沟通协作。今年1月,三峡能源与世界500强企业法国液化空气集团公司全资子公司液空中国达成战略合作。与此同时,公司已在内蒙古鄂尔多斯市投资建设40万千瓦光伏制氢项目,该项目将有助于企业积累建设及运行经验,为后续新能源制氢项目提供技术支撑。
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