產(chǎn)業(yè)政策扶持力度加深我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)初顯
現(xiàn)階段我國(guó)氫能上游產(chǎn)業(yè)具備一定優(yōu)勢(shì),制氫規(guī)模已居世界首位,煤氣化和堿性電解水制氫技術(shù)也具有特色和優(yōu)勢(shì),且加氫站數(shù)量排名世界第四。
盡管目前國(guó)內(nèi)制氫已具備規(guī)模,但不可否認(rèn)的是氫能的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化仍然面臨著許多阻礙,而針對(duì)這些阻礙,國(guó)家開始陸續(xù)辦法產(chǎn)業(yè)扶持政策,以推動(dòng)氫能的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展,在政策的支持下,我國(guó)氫能源的相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量自2016年開始逐年攀升,且在這期間出現(xiàn)了許多個(gè)“全國(guó)首個(gè)”以及世界性難題的技術(shù)。
隨著產(chǎn)業(yè)政策扶持力度的加深,越來越多城市將發(fā)展氫能寫進(jìn)政府工作報(bào)告,以加快布局搶占先機(jī),從而使得我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)開始形成。
1、氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析:下游燃料電池技術(shù)研發(fā)上需加大研發(fā)力度
氫能源主產(chǎn)業(yè)鏈包括上游氫氣制備、氫氣運(yùn)輸儲(chǔ)存、中游氫燃料電池、下游氫能源燃料電池應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)。
其中,上游氫氣制備包括氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化資源制氫(石油裂解、水煤氣法等)和新興制氫方法(生物質(zhì)、光化學(xué)等)等多種途徑;氫氣儲(chǔ)存包括氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)合金儲(chǔ)氫三種方式,罐車運(yùn)輸管道運(yùn)輸?shù)确椒ㄍ緩剑?/P>
中游氫燃料電池涉及質(zhì)子交換膜、擴(kuò)散材料、催化劑等多種零部件和關(guān)鍵材料;
下游燃料電池應(yīng)用包括便攜式應(yīng)用、固定式應(yīng)用、交通運(yùn)輸應(yīng)用。
在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上,我國(guó)氫能上游產(chǎn)業(yè)具備一定優(yōu)勢(shì),制氫規(guī)模已居世界首位,煤氣化制氫和堿性電解水制氫具有特色和優(yōu)勢(shì)。但在可再生能源制氫技術(shù)等方面與國(guó)外相比有較大差距;
中游儲(chǔ)氫方面,我國(guó)固定式高壓儲(chǔ)氫技術(shù)和固態(tài)儲(chǔ)氫材料研究處于國(guó)際先進(jìn)水平,但在車載高壓儲(chǔ)氫及氫運(yùn)輸方面仍落后于國(guó)外先進(jìn)技術(shù),加氫站設(shè)施數(shù)量也較少,難以滿足商業(yè)化條件;
在下游燃料電池應(yīng)用側(cè)方面,無論是燃料電池的核心零部件技術(shù),還是燃料電池乘用車的各項(xiàng)指標(biāo),我國(guó)都還需要投入更多時(shí)間和資金,加大研究力度,才能趕上世界先進(jìn)水平。
2、制氫規(guī)模居世界第一,加氫站數(shù)量世界排名第四
為滿足國(guó)內(nèi)氫氣需求和應(yīng)用的增長(zhǎng),制氫設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)配套企業(yè)形勢(shì)喜人,煤制氫、天然氣制氫、甲醇制氫、氨分解制氫、水電解制氫、氯堿廠副產(chǎn)氫回收利用、各行業(yè)富含氫尾氣回收等制氫設(shè)備的技術(shù)水平大大提高,不僅基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,而且大量向國(guó)外出口。
經(jīng)過十余年的長(zhǎng)足發(fā)展,我國(guó)氫氣年產(chǎn)量已逾千萬噸規(guī)模,位居世界第一大產(chǎn)氫國(guó);同時(shí),我國(guó)金屬儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷量已超過日本,成為世界最大儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷國(guó)。氫氣產(chǎn)量和儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷量?jī)身?xiàng)世界第一,為我國(guó)開發(fā)利用新能源、加快邁入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)造了有利條件。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2012-2018年,我國(guó)氫氣產(chǎn)量呈逐年遞增趨勢(shì),其中,2018年中國(guó)氫氣產(chǎn)量約為2100萬噸。
基礎(chǔ)設(shè)施加氫站數(shù)量方面,從國(guó)家的角度來看,2018年日本憑借96座加氫站位居全球第一;德國(guó)和美國(guó)分別排名第二和第三,但在加氫站數(shù)量擁有量上同日本的差距依然較大。但日、德、美三個(gè)國(guó)家加氫站共有198座,占全球總數(shù)的54%,也顯示出了三國(guó)在氫能與燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展及絕對(duì)領(lǐng)先地位。此外,中國(guó)加氫站數(shù)量為23座,排名也相對(duì)靠前,位居全球第四。
3、政策發(fā)力氫能,彌補(bǔ)行業(yè)發(fā)展短板
盡管氫能是最清潔的能源,成為能源領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星,但不可否認(rèn)的是氫能的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化目前仍然面臨著許多阻礙。其中,最大的阻礙有以下兩點(diǎn):
一是氫能使用便利度不夠高。當(dāng)前中國(guó)加氫站太少,導(dǎo)致燃料電池汽車使用的局限性非常大。作為氫能商業(yè)化的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施,加氫站的發(fā)展決定了燃料電池汽車發(fā)展的上限。截至2018年底,我國(guó)仍在運(yùn)營(yíng)的加氫站僅23座,過少的加氫站數(shù)量非常不利于燃料電池汽車的普及推廣。
二是氫能利用綜合成本過高。作為一種新興的清潔能源,氫能在中國(guó)離獲得成本優(yōu)勢(shì)還有很遠(yuǎn)。特別是在分布式使用的場(chǎng)景下,由于技術(shù)不成熟且產(chǎn)量稀少,燃料電池汽車的生產(chǎn)、維護(hù)成本高企,而氫氣的制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存成本同樣較高,也就提升了燃料電池汽車的使用成本。因此,高昂的成本也成為阻礙我國(guó)氫能發(fā)展的另一大阻礙。
而行業(yè)要想跨過這兩道阻礙,離不開國(guó)家政策上的支持。從政策上面來看,進(jìn)入21世紀(jì)后,中國(guó)及全世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家均制定了發(fā)展規(guī)劃,近10年來相關(guān)政策持續(xù)推出,2019年更是首次寫進(jìn)了《政府工作報(bào)告》,要求“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”。
2019年3月,財(cái)政部等四部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》,指出地方應(yīng)完善政策,過渡期后不再對(duì)新能源汽車(新能源公交車和燃料電池汽車除外)給予購(gòu)置補(bǔ)貼,轉(zhuǎn)為用于支持充電(加氫)基礎(chǔ)設(shè)施“短板”建設(shè)和配套運(yùn)營(yíng)服務(wù)等方面。
得益于國(guó)家的政策利好及支持,中國(guó)的燃料電池汽車技術(shù)已初步掌握了整車、動(dòng)力系統(tǒng)與核心部件的核心技術(shù),基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池轎車與燃料電池城市客車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)。在產(chǎn)業(yè)鏈配套方面,我國(guó)初步形成了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池、DC/DC變換器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、供氫系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件的配套研發(fā)體系,實(shí)現(xiàn)了小批量動(dòng)力系統(tǒng)與整車的生產(chǎn)能力。
2019年6月,由國(guó)家能源集團(tuán)牽頭,聯(lián)合17家企業(yè)、高校和研究機(jī)構(gòu)發(fā)起的中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布了《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》,提出了中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)。
根據(jù)白皮書公布的目標(biāo),氫能將成為中國(guó)能源體系的重要組成部分,預(yù)計(jì)到2050年氫能在中國(guó)能源體系中的占比約為10%,年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過10萬億元,交通運(yùn)輸、工業(yè)等領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)氫能普及應(yīng)用,燃料電池車產(chǎn)量達(dá)到520萬輛/年,固定式發(fā)電裝置2萬臺(tái)套/年,燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550萬臺(tái)套/年。
4、技術(shù)現(xiàn)狀分析:行業(yè)技術(shù)取得全新突破
在政策層面的扶持下,自2016年開始,國(guó)內(nèi)氫能源專利數(shù)量迅速攀升,發(fā)明專利數(shù)量占比也同步提高,2018年達(dá)到峰值,為171件,其中發(fā)明專利申請(qǐng)量占比91.4%。截至2019年8月底,中國(guó)氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量共計(jì)774件,其中發(fā)明專利占比高達(dá)56.3%。
在氫能源領(lǐng)域,技術(shù)難點(diǎn)一直在燃料電池系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件上。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)與積累,我國(guó)在質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板、車用燃料電池控制系統(tǒng)、儲(chǔ)氫瓶等領(lǐng)域都已經(jīng)具備優(yōu)質(zhì)的制造企業(yè),其他關(guān)鍵部件領(lǐng)域也初步具備量產(chǎn)實(shí)力。
目前國(guó)內(nèi)的億華通、新源動(dòng)力在燃料電池系統(tǒng)核心技術(shù)方面都接近國(guó)際先進(jìn)水平。2019年4月,中國(guó)科技大學(xué)成功制備了釕單原子合金催化劑,有效解決了高效廉價(jià)電解水制氫世界性難題,標(biāo)志著中國(guó)向氫能廣泛應(yīng)用的綠色未來邁進(jìn)了一大步。
5、多城市加快布局搶先機(jī),氫能產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展初見成效
進(jìn)入2019年,廣東、山西等10個(gè)省份將發(fā)展氫能寫入政府工作報(bào)告,山東、河北、浙江等省份陸續(xù)發(fā)布本地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。目前,中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成“東西南北中”五大發(fā)展區(qū)域。其中氫能布局最廣泛的東部區(qū)域以上海、江蘇和山東為代表,是中國(guó)燃料電池車研發(fā)與示范最早的地區(qū)。截至2019年6月底,該區(qū)域工有規(guī)模以上企業(yè)68家,示范運(yùn)行燃料電池車563量,加氫站8座,并計(jì)劃到2020年建成50座。