國(guó)家電力投資集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司董事、首席技術(shù)官柴茂榮近日接受財(cái)聯(lián)社記者專訪時(shí)表示，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在2025年左右將進(jìn)入快速發(fā)展通道，2035年左右氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模用氫、產(chǎn)氫、存氫。到2050年左右，氫能產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入成熟期，交通工具中約50%是氫能車，取暖等家庭用能源也有望依賴氫能。
而也在本月，我國(guó)自主研制的首套產(chǎn)量達(dá)到噸級(jí)的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士向財(cái)聯(lián)社記者指出，目前制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素包括供應(yīng)鏈分散、制氫成本高企、運(yùn)氫加氫問(wèn)題突出等，全產(chǎn)業(yè)鏈條均有待突破。但目前豐田等國(guó)際巨頭的氫燃料電池成本已經(jīng)低于500元/kw，已經(jīng)低于鋰電池的成本，因此未來(lái)氫能源產(chǎn)業(yè)拓展空間十分廣闊，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)也有望最終呈現(xiàn)電氫兩網(wǎng)互補(bǔ)的狀態(tài)。
供應(yīng)鏈分散導(dǎo)致制氫成本高企
光伏綠氫需加速應(yīng)用降低氫成本
據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》估算，2030年我國(guó)氫氣的年需求量將從3342萬(wàn)噸增加至3715萬(wàn)噸，2060年則增加至1.3億噸左右。但從產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看，目前制氫環(huán)節(jié)仍是明顯短板。
柴茂榮對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，上游制氫方面，如果計(jì)算全程運(yùn)輸、運(yùn)營(yíng)等全部成本，制氫成本不能超過(guò)15元/公斤，這意味著目前只有灰氫的價(jià)格能夠滿足這個(gè)要求。而導(dǎo)致燃料電池汽車的用氫成本高，主要來(lái)自于三個(gè)方面原因：
一是氫氣的供應(yīng)鏈太零散，符合燃料電池用標(biāo)準(zhǔn)的氫提純企業(yè)規(guī)模和設(shè)備規(guī)模小。目前氫的提純、壓縮、運(yùn)輸成本已達(dá)制氫成本的3-5倍；
二是我國(guó)的氫氣主要是高壓氣氫而不是液氫，到加氫站后升壓注入加氫站的高壓罐，再冷卻加注到大型商用車，加氫時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)程繁瑣，再加上加氫站的加注設(shè)備、加氫槍、計(jì)量泵、耐壓軟管和傳感器等完全依賴進(jìn)口。加氫站的建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本、維護(hù)成本都很高，氫氣供應(yīng)的總成本高出成本價(jià)數(shù)倍。他進(jìn)一步指出，大型車輛完全可以建子母站方式，通過(guò)大型母站將氫氣通過(guò)撬裝車或者專用瓶（換瓶）送到各子站，可以減少30-50元/kg成本。
三是法規(guī)沒(méi)有修改到位，氫氣還沒(méi)有作為能源管理。而各示范城市群可以考慮制定地方法規(guī)來(lái)解決示范運(yùn)營(yíng)中的法規(guī)欠缺問(wèn)題。
解決制氫成本問(wèn)題，光伏綠氫是業(yè)界最為關(guān)注和加碼投資的方向。財(cái)聯(lián)社記者調(diào)查了解到，目前隆基股份、協(xié)鑫集團(tuán)、陽(yáng)光新能源等新能源領(lǐng)先企業(yè)均在加速發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)。全球綠色能源理事會(huì)主席、協(xié)鑫集團(tuán)董事長(zhǎng)朱共山在近日舉辦的“中國(guó)清潔能源科技資本峰會(huì)”上表示，2025年左右我國(guó)光伏綠氫成本則有望突破每立方一元錢人民幣的重要關(guān)口，迎來(lái)大規(guī)模發(fā)展，加之新能源電池替代利用和移動(dòng)能源發(fā)展，這樣就會(huì)帶動(dòng)整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。而隆基股份人士則表示，隨著光伏技術(shù)改進(jìn)和成本降低，將來(lái)大規(guī)模光伏制氫能夠落地的條件是電成本在0.1元/度電（目前國(guó)內(nèi)光伏度電成本0.15元左右），目前基本60度電制1公斤氫氣，核算下來(lái)制氫的電成本6元/公斤，距離成本條件已相差不遠(yuǎn)。
運(yùn)氫成為“卡脖子”環(huán)節(jié)
加氫站造價(jià)超2000萬(wàn)成本昂貴
中游的運(yùn)輸和加氫站方面，業(yè)內(nèi)人士表示，運(yùn)氫是目前最需要突破的環(huán)節(jié)。光伏進(jìn)步帶來(lái)的低成本制氫，將主要布局在新疆內(nèi)蒙這些日光照強(qiáng)的地方，而用氫則大多在長(zhǎng)三角東南沿海，所以未來(lái)運(yùn)氫問(wèn)題最為需要迫切解決。
據(jù)調(diào)研，目前我國(guó)加氫站有100多座，理論上1個(gè)加氫站可以服務(wù)80輛氫能車，100個(gè)加氫站應(yīng)該能支持5000-6000輛氫能車輛運(yùn)營(yíng)，而實(shí)際情況是，目前我國(guó)氫能車存量?jī)H1500輛左右，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)有形成有效循環(huán)。
制約氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的另一個(gè)因素是加氫站太貴，建一個(gè)加氫站目前需要2000-3000萬(wàn)成本。液空厚普氫能源裝備公司CTO許慎啟表示，截止2020年底，全球612座加油站，站內(nèi)制氫加氫一體占15%，液氫占5%，其他為槽車運(yùn)輸站。截止2021年7月，國(guó)內(nèi)加氫站167座，其中110多座已經(jīng)建成投運(yùn)。但昂貴的加氫站建成后，后續(xù)運(yùn)營(yíng)壓力明顯，目前液氫的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式幾乎沒(méi)有，液空厚普也正在探索中。
據(jù)了解，目前加氫站環(huán)節(jié)面臨的制約主要為三個(gè)方面：第一是安全；第二是審批難度；第三是經(jīng)濟(jì)性。安全是氫能利用的基礎(chǔ)，但一定程度上，氫能自身特性存在不利因素。如氫比較輕，只有空氣密度的0.07倍，擴(kuò)散速度快，所以加氫站通常需要設(shè)計(jì)在自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)或把關(guān)鍵容易泄露的部件放在室外；另外，氫的可燃性比較高，爆炸范圍比較寬，氫是極低的融合點(diǎn)，爆點(diǎn)只有0.017毫焦，一個(gè)摩擦靜電就會(huì)發(fā)生爆炸，所以所有的氫氣裝置里面都會(huì)有除靜電的一個(gè)裝置；還有，氫的泄流率高，比水高50倍。所以，加氫站的安全系統(tǒng)是全生命周期的過(guò)程。
豐田氫燃料電池已低于鋰電池成本
多個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)將有望突破
在下游應(yīng)用方面，柴茂榮對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，氫能源汽車未來(lái)鋒將有較大發(fā)展空間。燃料電池是從大巴向乘用車、再向多元化發(fā)展的路徑。縱觀燃料電池的發(fā)展歷史，燃料電池是從大巴車向乘用車，從低功率向高功率密度的發(fā)展，成本的下降速度雖慢，但豐田第二代Mirai之后，已經(jīng)跨越了商業(yè)化成本的界限。
據(jù)了解，最早的燃料電池汽車是1993年奔馳的大巴，采用巴拉德7千瓦電堆、105kw的電堆系統(tǒng)，跟目前的大巴車電堆功率差不多。1998年通用汽車開(kāi)始做乘用車，我國(guó)最早于2003年前后也造了乘用車，但由于功率密度低、電堆太大、成本太高，加之車輛運(yùn)行穩(wěn)定性差，并不具有實(shí)用性。2014年，豐田推出Mirai第一代，造價(jià)在乘用車的兩倍以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)純氫續(xù)航距離650km，開(kāi)創(chuàng)了燃料電池汽車商業(yè)化進(jìn)程。但由于加氫站條件的限制，目前全球銷量也就10000多臺(tái)。加上韓國(guó)現(xiàn)代的燃料電池汽車，全球銷量約30000輛。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，目前豐田燃料電池成本已經(jīng)低于500元/kw，已經(jīng)低于鋰電池的成本，加上豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域的突破，全混燃料電池推廣的速度會(huì)逐步加快，我國(guó)氫燃料電池乘用車時(shí)代也必將到來(lái)。
柴茂榮還表示，氫能作為二次能源來(lái)自于水，發(fā)電后又回到水，具有能源和儲(chǔ)能的雙重屬性。水資源廣泛存在于海洋，陸地的江河湖，青藏高原和南北兩極的冰雪，包括沙漠的地下水等等。國(guó)家電投集團(tuán)氫能公司在2017年提出的未來(lái)能源結(jié)構(gòu)為電網(wǎng)和氫網(wǎng)的兩網(wǎng)互補(bǔ)，電氫電體系，正在被國(guó)內(nèi)外同行們認(rèn)同。
柴茂榮預(yù)計(jì)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展在2025年左右進(jìn)入快速的發(fā)展通道，2035年左右氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期，可能開(kāi)始大規(guī)模用氫、產(chǎn)氫、存氫。到2050年左右，氫能產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入成熟期，交通工具中約50%將是氫能車，取暖等家庭用能源也依賴氫能。
而在加氫站環(huán)節(jié)，據(jù)了解，我國(guó)也制定了加氫站整體發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃將于2023年建成420座加氫站，2025年744座，中石化在2025年要達(dá)到1000座加氫站。包括加氫站在內(nèi)的行業(yè)整體布局有望迎來(lái)快速發(fā)展和破局的階段。
