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第一元素争夺战!敢问中国“氢都”在何方

2022-08-23 13:51:05 环球零碳   作者: 维小尼 何雨璐  

氢,是元素周期表第一号元素;氢能,被誉为“21世纪的终极能源”,因为它是一种绿色、高效的二次能源,而且来源丰富,正成为全球能源转型发展的重要载体之一。

中国是世界上最大的制氢国,可再生能源装机量又是全球第一,在日本、德国、韩国、美国、澳大利亚等国家把氢能发展放在重要战略位置之后,中国也把氢能纳入能源战略体系。

今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确了氢能是战略性新兴产业的重点方向。

地方层面,也纷纷发布氢能产业发展的支持政策和文件。根据21世纪经济报道不完全统计,截至目前,全国已有29个省(市、自治区)公布了涉氢政策。值得一提的是,共有13个省(市、自治区)出台了氢能产业发展的专项政策。并且,有4个省(市、自治区)锚定了2025年氢能产业规模达到千亿的目标。

面对这数万亿级的新兴战略产业,同时又能给交通、石化、冶金、建筑和电力等其他行业脱碳带来支撑,所以对于地方政府来说,不出台一个相关氢能产业规划和支持政策,好像就要掉队落伍一样。

有不少地方,还提出要打造“氢都”、“氢谷”、“氢能枢纽”、“氢能中心”等。

氢能产业作为一种清洁燃料或电力系统储能的一部分,还处于商业化早期,特别是可再生电力制备的绿氢产业,更是刚刚起步。此时国家和地方给予政策支持,有利于资金和资源的投入。

但氢能产业的发展,特别是绿氢产业的发展,除了需要过硬的技术突破外,跟地方的独特优势也是密切相关的。如果相关产业基础薄弱,没有应用场景,也没有相关的风光等自然资源,大量氢能企业和项目一哄而上、大规模布局,最终将导致氢能产业低水平重复建设和资源浪费,也不利于氢能行业和企业可持续发展。

最近、北京、上海、山西、广东、辽宁等地,都陆续发布了氢能产业发展规划,除了这些省级规划,一些地市级城市也发布了相关规划。从这些规划来看,有些地方以科研制造为优势,有些地方以产业应用为优势,还有一些地方以风光资源为优势。当然,也有一些地方以煤化工为优势,希望发展煤制氢产业。

那么,在氢能各显神通和风风火火的地方竞争中,最后到底哪些地方会胜出呢?《环球零碳》结合这些规划和当地产业优势,点评一下各城市在打造氢能产业上的优势和不足。

先来说一下北京和上海这两大直辖市。

01.北京:科研实力与应用场景示范

北京这种城市,自然资源显然不是优势,但在科研实力和应用场景,以及资源协调方面,那肯定是一流。

从北京2021年8月发布的《北京市氢能产业实施方案(2021-2025年)》,以及最近北京经信局发布的《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》两个文件看,北京显然想在氢能产业方面发力,而且希望起到带头引领作用。

北京将从支持科技研发创新、支持技术装备产业化、支持产业创新发展、支持基础设施建设、支持示范推广应用、支持标准体系建设和支持服务体系建设等7方面推出20条举措,助力北京市氢能产业发展。

所以,北京发展氢能的优势,应该是围绕氢能产业链关键环节,组建产学研协同、上下游衔接的创新联合体,开展联合技术攻关。

北京在产业基础、市场应用、创新能力等多方面具有领先优势。一流的高校与一流科研创新平台,可以为中氢能产业的发展做出原创成果。

另外,北京要发挥好氢能应用的示范效应。2022年冬奥会及冬残奥会中,氢能汽车和氢气点火,惊艳了世界,让市场看到中国氢能发展的决心和市场前景。以后,在氢燃料电池车辆、船舶、轨道交通等产业,也可以发挥全场景应用示范作用。

02.上海:氢能贸易和交易中心

上海是中国的经济、金融中心,也是航运、贸易和科创中心。在氢能产业发展方面,可以利用这些现有优势,在氢能贸易、氢能运输、氢能科技方面发挥作用。

今年6月发布的《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》,上海确实把创新能力和关键技术的研发作为重点发力对象。

《规划》指出,到2025年,氢能产业创新能力总体达到国内领先水平,制储输用产业链关键技术取得突破性进展,具有自主知识产权的核心技术和工艺水平大幅提升,氢能在交通领域的示范应用取得显著成效。

到2035年,产业发展总体达到国际领先水平,建成引领全国氢能产业发展的研发创新中心、关键核心装备与零部件制造检测中心,在交通、能源、工业等领域形成丰富多元的应用生态,建设海外氢能进口输运码头,布局东亚地区氢能贸易和交易中心,与长三角地区形成协同创新生态,基本建成国际一流的氢能科技创新高地、产业发展高地、多元示范应用高地。

这里要特别提出,上海正在布局东亚地区氢能贸易和交易中心。这是上海的独特优势。未来,氢能肯定会像铁矿石、石油、液化天然气、液氨等大宗商品一样,成为全球交易的大宗商品,可进行洲际贸易。

上海利用金融中心和贸易中心的优势,在商品贸易结算、交易、氢能期货等方面,将发挥重要作用。而且可辐射东亚和东南亚等国家,以后可代表中国参与国际氢能贸易竞争。

除了氢能技术创新和氢能贸易外,上海其实还可利用一些现有资源发展绿氢制备业务。比如上海海上风电还有很大开发空间,发展深远海风电制绿氢,将是一个国际趋势,上海可以先行探索。

另外,上海跟北京一样,都是人口超大城市,垃圾分类做得比较好,利用城市餐厨垃圾发展生物质制氢,也是一个方向。

氢能的运输方面,上海也有优势,内陆航运,可布局长江氢能运输走廊;海运方面,可以成为长三角氢能进出口贸易的码头。

03.上海北京周边:苏州、南通、张家口、唐山、邯郸

在北京和上海周边一些城市,也提出大力发展氢能产业的规划。有些城市,产业基础还非常雄厚,比如苏州,工业总产值达到3.5万亿元左右,工业脱碳领域,氢能有非常广泛的使用场景。

南通下面的如皋,早在2016年,就被联合国开发计划署评为“氢经济示范城市”。是全国涉足氢能产业最早、企业集聚度最高、氢能产业链建设最全的地区之一。

还有一些城市,自身风光资源也不错,比如河北张家口,风光水等自然资源比较丰富。

唐山、邯郸等城市,则是钢铁化工等比较发达,具备工业副产氢的条件。

这些城市,因为在北京上海周边,很难独立门户单独发展氢能产业,只有跟北京和上海捆绑在一起,大树底下好乘凉,才会有更好的发展前景。

以保供北京冬奥会的制氢厂名单为例,在11个制氢厂中,河北占了6个,其中5个为绿氢,其中张家口绿色氢能一体化示范基地项目(一期)规模最大。

这些地方,可以依托北京上海的核心功能,在氢能使用,科技研发,氢能制备方面,形成优势互补。

04.武汉:人才和产业基础雄厚

武汉在发展氢能方面,除了风光等资源缺乏外,其他科研实力、人才基础、产业基础、应用场景还是很具备的。

今年3月,武汉市人民政府发布《市支持氢能产业发展的意见》。《意见》提出加快推进全市能源结构清洁转型,紧跟全球氢能产业发展前沿,以技术突破和产业培育为主线,打造创新研发、装备制造、示范应用协同发展的中国氢能枢纽城市。

很显然,武汉在氢能产业发展方面,是非常有雄心的。在研发、制造、应用方面都希望能成为枢纽城市。

在科研方面,武汉顶级高校云集、科研力量强大。武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司在燃料电池核心材料与关键部件等领域拥有诸多国际国内领先技术,形成了一批具有自主知识产权、具备应用示范能力的典型产品。

支撑武汉经济的是其强大的工业和制造业,尤其是汽车工业,为氢能发展奠定了强大的产业基础。武汉将发展氢能与燃料电池产业作为新能源产业发展和汽车产业转型升级的重要抓手,打造燃料电池汽车发展新模式,将形成千亿产业规模。

在氢气制储方面,武汉市拥有天然气、甲醇、焦炉煤气、电解水等多种制氢能力,葛化集团具备年产10万吨/年离子膜烧碱、2800万标立方副产氢能力;武汉石化拥有8万Nm3/h的天然气制氢装置。

05.佛山:制造重镇无中生有氢能产业

广东佛山是一个神奇的地方,这里是家电等传统制造业重镇,发展氢能产业,完全是无中生有。但因为布局早,广东省大力支持,所以佛山在比较早的时候,就被称为“氢都”。世界首条商业氢能有轨电车、全国首座商业化加氢站、世界先进水平氢燃料电池公交车,都来自佛山。

佛山在2018年出台《佛山市氢能源产业发展规划(2018—2030年)》,提出2020年各类氢能产品推广应用累计超过5500套。到2030年,佛山要培育氢能及燃料电池企业超过150家、龙头企业8家,累计投资总规模达到500亿元,形成具有国际竞争力的氢能源产业集群。

2021年,国家财政部等五部委联合批复牵头组建“燃料电池汽车示范应用广东城市群”,佛山由广东省发改委评选成为牵头城市。

佛山在氢能领域能获得一席之地,完全是因为布局早,政策支持。

佛山是以制造业为主的城市,也是能源消费大市,为了实现能源结构调整、控制气候变化以及对传统制造业进行转型升级,2014年起开始重视氢能源产业的发展。也是最早引进加拿大巴拉德公司9SSL生产线的地级市。

而且,佛山也没什么高校,科研和产业,完全靠招商引进。

在仙湖氢谷聚集了佛山仙湖实验室、氢能学院、广顺新能源等近20家企业及科研单位,打造了中国氢能行业的“硅谷”。

如今佛山有超过90家主要的制氢企业和科创平台,涵盖制氢、加氢设备、加氢站设计和建设、氢燃料电池及核心部件、汽车整车生产等多个环节的产业链,已是国内氢能产业链最全的地区。

06大连:这里有燃料电池黄埔军校

大连承载着辽宁省氢能发展的重托。大连的氢能发展被业界看好,是因为这里有一个“燃料电池黄埔军校”——中科院大连化物所。在国内很多制氢项目中,都可以看到这个所专家的身影。

今年8月,辽宁省发布《辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025年)》,其中重点提到了大连的氢能发展。

《规划》要求,大连氢能产业核心区依托大连现有氢能技术、人才、政策、产业、应用基础,加快推动制氢、储(运)氢、加氢等相关装备产业发展,重点发展燃料电池关键零部件及系统集成,积极推动燃料电池汽车、轨道交通、港口机械、船舶、氢能分布式供电等产业发展,形成“一廊一湾三园七区”的氢能全产业链发展格局,着力打造中国氢能产业创新策源地和高端装备制造基地。

提出氢能产业的策源地,是因为大连的基础研发优势突出。

中科院大连化物所作为国内最早从事氢气提纯和氢燃料电池研究的机构,在氢气纯化、催化剂、电极技术和材料、膜电极、流场、双极板、电堆结构、电堆运行管理、检测与控制等基础研究领域处于国内领先地位,已获燃料电池关键材料、核心部件、电堆系统等方面的授权发明专利300余件,主导制定了半数以上的燃料电池国家标准。

除此之外,大连锅检院、大连理工大学、大连海事大学、大连交通大学等在氢能基础研究领域也具有较强的实力。

此外,大连的产业链条相对完整。大连是我国石化产品生产基地,有广泛的氢能应用场景。

其他氢能产业链也比较完整。在氢燃料电池电堆及部件方面,有新源动力、大连天能等企业;在氢燃料电池系统及零部件方面,有洺源科技、大连宇科、大连擎研等企业;在氢燃料电池整车整机方面,聚集了一汽大客、华晨等汽车企业,中车大连、大连齐车等轨道交通企业以及大连船舶重工、中远船务等船舶制造企业。

07.鄂尔多斯:煤都转型氢都

关于鄂尔多斯的氢能发展,《环球零碳》此前写过一篇《中国绿氢计划最具雄心城市:投资1500多亿,产能是欧盟的5%》。

在6月,鄂尔多斯政府发布了《鄂尔多斯市 " 十四五 " 能源综合发展规划》和《鄂尔多斯市氢能产业发展规划》两个重磅文件,对鄂尔多斯的氢能产业发展做了详细布局。并提出在2025年底前形成40万吨/年的绿氢供应,在2030年底前达到100万吨/年的绿氢制造规模。

这个目标可谓雄心勃勃。2025年,整个内蒙古的绿氢产能规划目标是48万吨,鄂尔多斯相当于是整个内蒙古的80%。

鄂尔多斯是名副其实的“煤都”,占中国煤炭总产量的16%。如今下决心转型,当地政府把氢能作为主要抓手。

从《鄂尔多斯市氢能产业发展规划》文件看,当地政府对氢能产业链和相关技术非常熟悉,认识非常深刻,运用场景想得很透彻。

规划分三个阶段进行,每个阶段在氢源、制氢装备、应用场景等方面做了详细的布局。特别是在推动可再生氢在煤化工行业的规模化应用方面,做了适应鄂尔多斯当地产业特色的安排,具体包括可再生氢+煤化工生产烯烃、天然气、油品及化工品,以及可再生氢+二氧化碳生产甲醇及下游产品等。

梳理鄂尔多斯《“十四五”能源综合发展规划》,对氢能产业的规划提出了5年建设28个氢能项目、投资1584.47亿元之多的宏大目标。考虑到鄂尔多斯当地丰富的风光资源和雄厚的财政实力,这个目标是完全可能实现的,甚至有望超额实现其雄心勃勃的2025年目标。

08.库车:全球最大的绿氢项目

库车是新疆阿克苏下面的一个县级市,库车在氢能领域冒尖,是因为这里诞生了一个全球最大的绿氢项目。

去年11月,中国石化在北京、乌鲁木齐、新疆库车三地举行云启动仪式,宣布我国首个万吨级光伏绿氢示范项目――中国石化新疆库车绿氢示范项目启动建设。

这个项目是国内首次规模化利用光伏发电直接制氢的项目,总投资近30亿元,主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,年产能2万吨的电解水制氢厂,储氢规模约21万标立方的储氢球罐,输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。

项目预计2023年6月建成投产,生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化,替代现有天然气化石能源制氢。预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨,将为当地GDP年均贡献1.3亿元、创造税收1800余万元。

新疆有丰富的风光资源,这个项目发展起来后,可以预计,会带动相关产业链的发展,很可能形成一个几百亿级的产业规模。

09.榆林、大同:煤城转型

陕西榆林、山西大同等地,有点像内蒙古鄂尔多斯,都是煤矿集聚地,这两年都提出产业转型,其中氢能产业发展被提到非常重要的位置。

但相比鄂尔多斯,这两地的风光资源没有那么丰富,如果完全基于煤制氢的产业发展,恐怕很难走得久远。即使是煤制氢配合碳捕集封存(CCS)发展蓝氢,也不一定有竞争优势。

山西大同最近有中国中车的加持,可能会在氢能汽车和氢燃料电池方面发力。但要成为“氢都”,还需要更详细的产业规划和招商力度。

总之,在碳达峰碳中和战略驱动下,氢能产业发展热潮刚刚开始。从研发和创新实力看,北京、上海、武汉这种大城市有优势,从制氢和产业应用方面看,内蒙古、新疆、甘肃等地有自然资源优势。但作为新产业,各种可能都存在,像佛山这种无中生有冒出的明星城市,或许会越来越多。

参考资料:

[1]钛媒体APP:氢能还未大规模普及,城市争霸赛就已打响

[2]21世纪经济报道:地方氢能产业专项政策持续出台 多地锚定千亿产值

[3]国际能源网/氢能汇:武汉、佛山、如皋三大模式!氢能城市发展潜力排行榜!

[4]库车光氢一体新范式:中石化如何用一个场景打通整个绿氢产业链




责任编辑: 李颖

标签:氢能,绿氢