氫能源來了!

“十四五”規劃綱要

氫能與儲能被列為前瞻謀劃的

六大未來產業之一

近年來

“氫能”作為一種零污染的高效能源

正逐漸被應用于我們的生活中

能源央企紛紛入局十萬億級氫能產業

氫能源為什么受到如此青睞?

央企在氫能產業中扮演什么角色?

今天，小新帶您走近氫能源世界——

什么是氫能?氫能有哪些優點?

氫在宇宙中分布廣泛，它構成了宇宙質量的75%。

氫能是氫(H)在物理與化學變化過程中釋放的能量。

氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源，被譽為21世紀最具發展前景的二次能源。

燃燒熱值高：除核燃料外，氫的發熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142，351kJ/kg，是汽油發熱值的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

燃燒性能好 ：點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。

無毒：與其他燃料相比，氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質，少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環境，且燃燒生成的水還可繼續制氫，反復循環使用。

多種形態：以氣態、液態或固態的金屬氫化物出現，能適應貯運及各種應用環境的不同要求。

耗損少：可以取消遠距離高壓輸電，代以遠近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減小。

運輸方便：氫可以減輕燃料自重，可以增加運載工具有效載荷，這樣可以降低運輸成本從全程效益考慮社會總效益優于其他能源。

減少溫室效應：氫取代化石燃料能最大限度地減弱溫室效應。

氫能源產業鏈：日益完善，整裝待發

氫能源主產業鏈包括上游氫氣制取、儲存、運輸、加氫站對氫燃料電池系統進行氫氣的加注，中游燃料電池系統及零部件生產制造，下游氫燃料電池應用等眾多環節。

上 游

制氫產氫：氫可以通過多種方式制取，氫能制取現在主要有三種模式

煤制氫，我國煤炭資源相對豐富;

可再生能源制氫，當前我國有大量可再生能源無法并網消納，用可再生能源棄風、棄光、棄水來制氫，簡易可行，技術上沒有問題;

大量的工業制氫，像化工、焦爐等，我國是產能大國，都可以制氫。

氫氣儲存和運輸：氫氣量和狀態不同，方式不同

儲氫目前主要的辦法有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬儲氫、有機液儲氫等。目前國內外主要以高壓氣態儲氫(35MPa和70MPa)和低溫液態儲氫為主。

氫氣的運輸通常根據儲氫狀態的不同和運輸量的不同而不同，主要是罐車運輸、管道運輸等途徑。

加氫站建設：加氫站是氫能產業鏈中的重要環節，也是氫能走向成熟的關鍵。

截止2020年11月21日，全球主要氫能國家和地區共建成加氫站458座，另有255座在建或擬建的加氫站。我國共建成88座加氫站，位居世界第二，另有149座在建或規劃當中的加氫站。

根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》顯示，2025、2030年中國加氫站分別建成300、1500座，十年間年復合增速達31.1%。到2050年加氫站數量將達10000座，行業產值達12萬億元。

中 游

氫燃料電池電堆涉及質子交換膜、擴散材料、催化劑等多種零部件和關鍵材料，將電堆和配件兩大部分進行集成，形成氫燃料電池系統。

下 游

氫能源應用有多種方式，可以通過傳統熱機也可以通過燃料電池。

由于燃料電池跳出了熱循環的限制，因而具有更少的能量損失，能量利用效率更高。同時，燃料電池利用氫能源具有噪音小等優點。因此燃料電池是氫能源利用的理想形式。

氫能源燃料電池下游有便攜設備、固定式應用和交通運輸式應用。

據公開資料顯示，到2050年中國交通運輸、工業等領域將實現氫能普及應用，燃料電池車產量達到520萬輛/年，固定式發電裝置2萬臺(套)/年，燃料電池系統產能550萬臺(套)/年。

央企布局氫能產業重點發力哪些領域?

隨著氫能應用技術發展逐漸成熟，以及全球應對氣候變化壓力的持續增大，氫能產業的發展在世界各國備受關注，氫能及燃料電池技術作為促進經濟社會實現低碳環保發展的重要創新技術，已經在全球范圍內達成了共識，多國政府都已出臺氫能及燃料電池發展戰略路線圖，美國、日本、德國等發達國家更是將氫能規劃上升到國家能源戰略高度。

一股由央企作“先鋒”的中國氫能潮流正在到來... ...

這股氫能“潮流”，要從3年前國家能源集團牽頭成立中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟(以下簡稱中國氫能戰略聯盟)說起。

2018年2月，中國氫能戰略聯盟在北京正式成立。

從制氫、儲氫、運氫、加氫再到燃料電池，到電池動力轉換系統，再到車輛，這是一套全新的配套系統工程，廠線長、投資大，不是單個企業能夠承受的。該聯盟定位為國家級產業聯盟，包括十幾家(東方電氣(12.730, 0.06, 0.47%)、三峽集團、中國中車(6.240, -0.02, -0.32%)、中國船舶(14.690, 0.01,0.07%)、中國一汽等)央企在內，共有50多家來自能源生產、裝備制造、交通運輸、冶金材料等不同領域的企業、高校和科研機構加入。

近年來，國家相關部委密集出臺政策引導并鼓勵氫能和氫燃料電池技術的開發和發展，加速了氫能產業化進程。

中央企業發揮各自產業優勢，在氫能源全產業鏈布局顯眼。

上游產業鏈：

氫能與傳統油氣、化工產業鏈聯系密切，中石化、中石油在油氣儲運零售終端建設和運營方面有一定的技術基礎和整合優勢，是其中的典型代表。

中國石化(4.290, 0.05, 1.18%)是國內最大的氫氣生產企業，目前氫氣年生產能力超350萬噸，占全國氫氣產量的14%左右，已在廣東、浙江、上海、廣西、貴州等地建成若干油氫合建示范站。“十四五”期間中國石化將布局 1000座加氫站或油氫合建站，打造“中國第一大氫能公司”。

中國石化具有氫氣提純技術基礎。2020年9月，擁有中國石化自主知識產權的首套高純氫氣生產示范裝置在高橋石化成功投產。該裝置以低成本的煉油裝置副產氫氣為原料，生產燃料電池車用高品質氫氣，國內首次將煉廠副產氫氣提純至99.999%，遠高于99.97%的燃料電池車用氫氣國家標準。

國家能源集團則在氫能產業鏈及氫能裝備方面深入布局。

圍繞其產業優勢，國家能源集團初步形成了全國性的氫能項目的布局。比如，在如皋建成了國內第一個純天候商業運營的加氫站，總的儲氫能力大約600公斤，每天加氫能力大約1000公斤，是國內第一個行政審批完備、完全市場化開發、全天候、數字化的國際標準商業加氫站。

在氫能科技研發上，一方面，國家能源集團要重點聚焦氫能的供給側，另一方面，加強化工副產氫和用碳捕集技術以后的煤制氫。目前，國家能源集團在相關領域已具備多項發明專利。

中游產業鏈：

國家電投、東方電氣等央企則側重于研發氫燃料電池及其核心部件，突破核心技術，建立自主知識品牌。

經過十年的核心技術創新與自主產品開發，東方電氣已全面掌握了燃料電池核心零部件研制、電堆工程設計及系統集成與控制等關鍵技術，成功開發出具有完全自主知識產權的燃料電池系列產品，并已建成中國西部首條年產能1000套的燃料電池自動化生產線。

位于四川德陽示范的100kW級 PEMFC分布式熱電聯供系統，可用于家庭住宅、酒店、公共設施等場景的小型熱電聯供系統，數據機房、信號基站等設施的備用電源等。

下游產業鏈：

在終端應用燃料電池汽車方面，東風集團、一汽集團和中國中車等央企也進行了深度布局。

2020年1月2日，首臺搭載由國家電投集團自主研發燃料電池電堆的氫能客車在寧波正式下線，車輛由中國中車集團生產，車長12米，續航里程達到了600公里。

為何央企在氫能產業扮演先鋒角色?

目前，國內氫能產業發展仍處于初步階段，“從零開始”的投資、應用成本較高。

在氫能產業鏈上，我國氫能上游產業具備一定優勢，制氫規模已居世界首位，煤氣化制氫和堿性電解水制氫具有特色和優勢。但在可再生能源制氫技術等方面與國外相比有較大差距;儲氫方面，我國固定式高壓儲氫技術和固態儲氫材料研究處于國際先進水平，但在車載高壓儲氫及氫運輸方面仍落后于國外先進技術，加氫站設施數量也較少，難以滿足商業化條件;在中下游燃料電池應用側方面，無論是燃料電池的核心零部件技術，還是燃料電池乘用車的各項指標，我國都還需要投入更多時間和資金，加大研究力度，才能趕上世界先進水平。

在氫能源生產和應用方面，能源央企底蘊豐厚，經驗豐富。以國內最大的氫氣生產企業中國石化為例，擁有相當數量的制氫裝置，原料涉及天然氣、煉廠干氣等;也是用氫大戶，生產的氫氣用作煉廠加氫裝置的配氫、聚烯烴裝置的輔助原料等。

氫能源產業主要應用方向是氫燃料電池汽車，而燃料電池主要瓶頸是成本。

“整個氫燃料電池是從國家層面、從能源角度來開發的，目的就是打通整個燃料電池的產業鏈。哪怕投進去一百億、一千億，我們也能做得起，作為國家能源戰略轉型升級的一部分，央企進入才是正道。”國家電投集團氫能首席專家柴茂榮說道。在他看來，日本是全世界最執著于氫能的國家，到目前為止已經發展20多年了，至少投入了上萬元億資金，才有如今相對成熟的氫能源市場，才有日系車企先后實現氫燃料汽車的量產。這真的不是單個中小企業就能做的。

共享綠色能源新機遇

共創氫能時代新未來

中央企業將持續

加大氫能核心技術自主研發

大力推進氫能全產業鏈快速發展

建立健全綠色低碳、循環發展經濟體系

為實現“碳達峰”“碳中和”目標貢獻綠色動力