2022年3月23日,国家发改委发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》(下称《规划》)。
《规划》中表示,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,同时氢能产业也是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
氢能作为一种清洁的二次能源,可以通过多种方式制取,相比汽油、柴油等化石燃料,氢能利用燃料电池通过电化学反应直接转化成电能和水,不排放污染物。
根据中国氢能联盟与石油和化学规划院的统计,当前我国氢气产能约4100万吨/年,产量约3342万吨。其中氢气纯度达到≥99%的工业氢气质量标准的产量约为1270万吨。
氢能产业链主要分为三个环节:上游制氢、中游储存和运输以及下游氢能的终端应用。
在上游制氢过程中,根据制取方式和碳排放量的区别,氢能目前主要分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢通过化石燃料燃烧而产生,碳排放量较高;而蓝氢则在灰氢的基础上使用碳捕捉和碳封存技术减少制氢过程中的碳排放;绿氢最为环保,它利用光伏发电、风电和太阳能等可再生能源通过电解水的方式制取获得,制氢过程中基本上不会产生碳排放。
从生产原料看,我国煤制氢产量最大,为2124万吨,占比63.54%;其次为工业副产氢和天然气制氢,产量分别为708万吨和460万吨,电解水制氢产量约为50万吨。《规划》中提出重点发展可再生能源制氢,严格控制化石能源制氢。
到2025年,可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排100-200万吨/年。
国内可再生能源装机量全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有可观潜力。《规划》表示要结合资源禀赋特点和产业布局,在风光水电资源丰富地区,开展可再生能源制氢示范。
而中游的储存和运输环节指的是氢气制成后运往加氢站的过程。目前主要有几种氢气储运方式,如高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢等。
根据光大证券3月22日发布的研报,现阶段国内普遍采用20MPa气态高压储氢与集束管车运输的方式。在加氢站日需求量500kg以下的情况下,这种方式节省了液化成本与管道建设的前期投资成本,在一定储运距离以内经济性较高。而当运输距离较长时,液氢和管道运输则更具有经济效益。
《规划》中提到要提高高压气态储运效率,加快降低储运成本,有效提升高压气态储运商业化水平。此外,还要推动低温液氢储运产业化应用,探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范。
加氢站是氢能产业过程中的重要环节。根据前瞻产业研究院数据,截至2021年3月末,我国加氢站共建成131座,其中108座在运营。《规划》表示节约集约利用土地资源,支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站。探索站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站新模式。
在氢能的终端应用环节,交通、储能、发电和工业都有广泛应用前景。例如,在交通领域,《规划》提出在有条件的地方,城市公交车、物流配送车等公共服务领域可试点应用燃料电池商用车。并且到2025年,燃料电池车保有量约为5万辆
目前国内氢能全产业链规模以上工业企业超过300家,集中分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。《规划》中提到鼓励产业投资基金、创业投资基金等按照市场化原则支持氢能创新型企业,促进科技成果转移转化。支持符合条件的氢能企业在科创板、创业板等注册上市融资。
氢能作为一种清洁能源,在全世界范围内的重要性日渐凸显。现阶段经济总量占全球70%的18个政府都已经发布了氢能战略。根据国际氢能委员会发布的《全球氢能观察2021》,在全球范围内,氢能产业链目前已有228个已建、在建及规划项目。
根据全球氢能项目公告、实现各国政府生产目标所需的投资、支出等数据预测,到2030年,全球氢能产业链的投资总量将超过3000亿美元——相当于全球能源投资的1.4%。