2020年，全球加氫站553座，中石化計(jì)劃到2025年建成1000座；2021年全國電解槽產(chǎn)能1GW，隆基股份計(jì)劃未來五年建成5-10GW；我國氫氣產(chǎn)量約3300萬噸，其中綠電制綠氫約14.5萬噸，可再生能源直接制氫對(duì)全球來說是示范項(xiàng)目，寶豐能源和中石化光伏制氫單個(gè)項(xiàng)目分別達(dá)到2.14萬噸和2萬噸……

（3）燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善。燃料電池是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多種基礎(chǔ)科學(xué)，核心零部件制造難度非常高，經(jīng)過20年的產(chǎn)業(yè)化探索，在燃料電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)上培育和構(gòu)建了從質(zhì)子交換膜、催化劑、膜電極、雙極板、電堆、空壓機(jī)、氫泵、DCDC、氫氣瓶等核心零部件國內(nèi)供應(yīng)商，目前，國家“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”涉及的八大核心零部件除碳紙還處于測(cè)試階段以外，其他零部件基本上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

（4）燃料電池核心技術(shù)指標(biāo)不斷優(yōu)化，比肩歐美、追趕日韓。目前世界燃料電池發(fā)展主要集中在亞洲、歐、美，中國基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，但經(jīng)過過去20年的產(chǎn)業(yè)化探索，核心技術(shù)指標(biāo)不斷優(yōu)化，單堆功率從40kW到100kW，目前已經(jīng)超過200kW，功率密度達(dá)到4.2-5.1kW/L，電池壽命達(dá)到1.5-3萬小時(shí)，可在零下30℃啟動(dòng)，這些指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到前衛(wèi)水平，相關(guān)續(xù)航里程和運(yùn)行成本主要受制于國內(nèi)儲(chǔ)氫瓶和加氫站等標(biāo)準(zhǔn)還達(dá)不到國外的水平。技術(shù)上我國燃料電池與日韓先進(jìn)水平比較還有一些差距，但基本上可以與歐美媲美。

目前燃料電池汽車技術(shù)指標(biāo)由日本豐田保持，第二代豐田Mirai燃料電池堆峰值功率為128 kW，體積功率密度高達(dá)5.4 kW/L（不包括端板），一次加氫5kg以上，續(xù)航里程達(dá)到650公里。今年10月28日，上海捷氫科技發(fā)布M4技術(shù)指標(biāo)：“基于全新M4電堆平臺(tái)所打造的燃料電池產(chǎn)品，功率范圍將全面覆蓋30kW-230kW，擁有超過15,000hrs的超長(zhǎng)壽命，額定功率密度達(dá)4.2kW/L，峰值功率密度達(dá)5.1kW/L。”

（4）加氫站，產(chǎn)業(yè)生態(tài)基本實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。今年行業(yè)內(nèi)有一件非常重要的事情就是重塑股份IPO被暫停，主要原因是關(guān)聯(lián)交易，但不得不說，在燃料電池企業(yè)發(fā)展初期，不是一個(gè)市場(chǎng)化的生態(tài)模式，而是燃料電池企業(yè)去“創(chuàng)造”的“市場(chǎng)”，為了讓燃料電池能夠裝車運(yùn)行，燃料電池企業(yè)不得不自建生態(tài)模式，“關(guān)聯(lián)交易”實(shí)際上是這個(gè)行業(yè)自求發(fā)展的一個(gè)必經(jīng)過程，是燃料電池技術(shù)指標(biāo)和性能自我驗(yàn)證的過程。所以，早期很多的加氫站都是燃料電池企業(yè)在自己的生產(chǎn)園區(qū)建起來的配套設(shè)施。

直到2018年，才逐步有了第三方的加氫站，目前，中石化已經(jīng)成為國內(nèi)加氫站的主力，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2021年9月底，國內(nèi)累計(jì)建成加氫站190座，其中147座已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)。

表2  國內(nèi)加氫站建成情況

在2019年11月份印制的《能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》里，國家統(tǒng)計(jì)局要求，氫氣和煤炭、天然氣、原油、電力、生物燃料等一起，納入2020年能源統(tǒng)計(jì)，一些敏感的人注意到了這一具有歷史意義的變化，這可以看做是我國氫氣作為能源的一個(gè)起點(diǎn)。

（2）能源企業(yè)大舉投資綠氫

我國是全球的產(chǎn)氫大國，目前全球氫氣產(chǎn)量約7000萬噸，我國目前氫氣產(chǎn)能大概有4100萬噸，產(chǎn)量有3300多萬噸。其中石化能源是主要的制氫途徑。工業(yè)副產(chǎn)氫氣有708萬噸。電解水制氫很少，只有50萬噸，大概占1.52%左右。按照我國2020年的電力結(jié)構(gòu)（火電占71%，風(fēng)電、水電、核電、光伏合計(jì)29%），綠電制綠氫的產(chǎn)量大約14.5萬噸。

氫氣被納入能源體系的同時(shí)，“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)使得大型能源企業(yè)和工業(yè)企業(yè)面臨現(xiàn)實(shí)的排放壓力，相關(guān)能源企業(yè)紛紛布局氫能，今年7月16日，國資委秘書長(zhǎng)彭華崗曾經(jīng)表示，超過三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)布局氫能。目前，國家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)、國電投集團(tuán)、三峽集團(tuán)、國家電網(wǎng)、中廣核、大唐、中石化、中石油、能建集團(tuán)等能源企業(yè)都在氫能上做了大量的研發(fā)投入，并進(jìn)入大規(guī)模項(xiàng)目的示范階段。

中石化2025年要建成1000座加氫站，今年就要建成100座，預(yù)計(jì)今年全年全國加氫站數(shù)量超過200座。

事實(shí)上，不僅是傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，可再生能源的發(fā)展也需要?dú)鋪碜鳛榇笠?guī)模儲(chǔ)氫平抑波動(dòng)，隆基股份、協(xié)鑫集團(tuán)、陽光電源等可再生能源企業(yè)也大舉投資于綠氫產(chǎn)業(yè)。

（3）大型項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)

2021年3月9日，四川公司與彭州市政府簽訂《華能彭州水電解制氫科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目投資協(xié)議書》，彭州水電解制氫科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目將建設(shè)2600標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)水電解制氫站、高密度儲(chǔ)氫設(shè)備和充氫站、華能四川綠氫技術(shù)創(chuàng)新研究院、氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)綜合示范基地，1300Nm3/h堿水電解槽由競(jìng)立與華能聯(lián)合開發(fā)，計(jì)劃于2021年建成。

2021年11月30日，中國石化宣布我國萬噸級(jí)光伏綠氫示范項(xiàng)目——中國石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目正式啟動(dòng)建設(shè)。公司稱，這是全球在建的光伏綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目，投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬噸。項(xiàng)目總投資近30億元，主要包括光伏發(fā)電、輸變電、電解水制氫、儲(chǔ)氫、輸氫五大部分。項(xiàng)目將新建裝機(jī)容量300兆瓦、年均發(fā)電量6.18億千瓦時(shí)的光伏電站，年產(chǎn)能2萬噸的電解水制氫廠，儲(chǔ)氫規(guī)模約21萬標(biāo)立方的儲(chǔ)氫球罐，輸氫能力每小時(shí)2.8萬標(biāo)立方的輸氫管線及配套輸變電等設(shè)施。項(xiàng)目預(yù)計(jì)2023年6月建成投產(chǎn)。

表3 部分能源企業(yè)氫能布局

（4）電解水產(chǎn)能大幅擴(kuò)張

因?yàn)閴A性電解槽是一個(gè)相對(duì)比較成熟的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)能擴(kuò)張的門檻不高，而規(guī)模擴(kuò)張一方面是為未來幾年的需求做準(zhǔn)備，另一方面，企業(yè)的規(guī)模也一定程度上顯示了企業(yè)的行業(yè)地位，所以，如果隆基到1.5GW、競(jìng)立大和中電豐業(yè)到1GW，大陸和718的規(guī)模也不會(huì)低于1GW，除了這些傳統(tǒng)電解槽企業(yè)，我們還看到深圳還有凱豪達(dá)、瑞麟也在布局堿性電解槽，預(yù)計(jì)2022年還會(huì)有新的進(jìn)入者。

圖1 2022年電解槽產(chǎn)能預(yù)測(cè)

一是突破了高效催化劑合成的關(guān)鍵“點(diǎn)”，構(gòu)建了新型鎳基多元合金催化層，有效提升了工作電流密度，降低了析氫電位。

二是突破了三相關(guān)鍵界“面”的解析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改變了傳統(tǒng)極板流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了電解小室橫縱維度空間布局，實(shí)現(xiàn)了熱量、物質(zhì)的高效傳遞。

三是突破了大型高電密電解槽的整“體”可靠組裝，提升了電解槽的高壓密封性、性能均一性和運(yùn)行可靠性。

點(diǎn)、面、體三維突破與創(chuàng)新，成功實(shí)現(xiàn)了1300Nm3/h堿水電解槽的生產(chǎn)下線，并在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上創(chuàng)造了國際、國內(nèi)前衛(wèi)和行業(yè)前衛(wèi)：

1. 單槽產(chǎn)氫能力國際：在1.6MPa運(yùn)行壓力下，電解槽的額定產(chǎn)氫量達(dá)到1300Nm³/h，產(chǎn)氫量可達(dá)1500Nm³/h，同時(shí)，具備20%-115%寬頻調(diào)諧制氫能力。

2. 電流密度指標(biāo)前列：電解槽的電流密度達(dá)到6000A/㎡，是首套實(shí)現(xiàn)6000 A/㎡高電流密度的商業(yè)化堿性水電解槽。

3. 直流能耗前衛(wèi)：電解槽的直流能耗低于4.2kWh/Nm3H2，顯著優(yōu)于國家大型電解槽一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)。

4. 體積產(chǎn)能比國內(nèi)最?。号c國內(nèi)其它產(chǎn)氫量1000Nm³/h的堿性水電解制氫設(shè)備相比，1300Nm³/h電解設(shè)備的體積縮小超三分之一，體積產(chǎn)能比由0.95下降到0.73，單位產(chǎn)氫量設(shè)備投資減少25%。

5. 系統(tǒng)集成控制前衛(wèi)：采用全國產(chǎn)化分散控制系統(tǒng)（DCS），集成一鍵啟動(dòng)、無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備互聯(lián)等智能化控制技術(shù)。

現(xiàn)階段，化工企業(yè)和冶金企業(yè)的工業(yè)副產(chǎn)氫是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，綠氫的產(chǎn)能迅速擴(kuò)張對(duì)發(fā)展燃料電池汽車來說是一個(gè)福音。

不過，供氫端與燃料電池的區(qū)別在于，燃料電池技術(shù)還沒有成熟，近年剛剛進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，而電解水中的堿性電解槽基本上屬于成熟技術(shù)，所以，在氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)中，盡管燃料電池早于氫能開始啟動(dòng)，但兩者競(jìng)爭(zhēng)的要點(diǎn)有很大的不同，對(duì)燃料電池企業(yè)來說，競(jìng)爭(zhēng)的核心要點(diǎn)還是技術(shù)，而對(duì)堿性電解槽來說，除了技術(shù)本身，源頭的資源也會(huì)變得非常重要，比如隆基股份等可再生能源企業(yè)可能就會(huì)利用更多離網(wǎng)光伏棄電變動(dòng)的更有競(jìng)爭(zhēng)力。

來自寶豐能源的公告稱，目前制氫成本還高于灰氫，但根據(jù)業(yè)內(nèi)多位專家預(yù)計(jì)，隨著政策的強(qiáng)力推動(dòng)和技術(shù)的快速發(fā)展，未來有望達(dá)到0.7元/標(biāo)方，與化石能源制氫相當(dāng)并將優(yōu)于化石能源制氫；深圳凱豪達(dá)則稱，他們探索谷電和站內(nèi)制氫，以谷電價(jià)格0.211元/度，耗電量4.2度電/標(biāo)方，公司可以將制氫成本降到9.925元/kg。

文章來源：產(chǎn)業(yè)觀察者--公眾號(hào)   侵刪