千亿级的大生意！氢能要成为振兴东北的新方向？
新产业的出现带火一方水土，新经济的发展养活一方人。
近日，吉林白城千亿投资总量的氢能发展规划发布，给沉寂多年的东北老工业基地带来了持久未消的热度。
如今随着氢能产业的火爆，“氢都”、“氢谷”、“氢城”在国内已经并非是新鲜事儿，然而，白城这一“中国北方氢谷”的规划出台，还是在氢能产业乍起一番波澜。
为什么白城能够在众多的氢能城市中脱颖而出？独特的 “白城模式” 又是否适用于其它地区的氢能产业发展呢？
01
粮草未动，兵马先行
白城位于吉林省西北部，地形以平原、丘陵为主，肥沃的土地资源使得该地区农业经济发达，是国家重要的 农业四大开发区之一 。
白城卫星图
随着社会经济的发展，第一产业远不能满足城市进步的的要求，如何推动二、三产业的持续发展成为了白城面临的重要问题。
城市的支柱型产业往往与自身硬件条件息息相关。
白城紧邻著名的石油城市松原，遗憾地是，白城境内的油气资源远不如松原丰富。既然无法走一条传统能源之路，白城便独辟蹊径，利用境内丰富的风能、光能资源，踏上新能源发展之路。
白城地处大兴安岭与长白山脉之间，受西伯利亚寒潮和内蒙古高压气流影响而风力十足，是 东北地区最优质的内陆风场之一 。
据测算，白城境内可开发风电面积6865平方公里，可开发装机容量2280万千瓦， 年可发电478.8亿千瓦时 。这一数字背后孕育了上百亿的财富。
从1999年至今，白城的风能产业发展已经走过了20年，吸引了 华能、大唐、三峡新能源 等一众行业龙头前来发展。
除了风能之外，白城境内丰富的太阳能资源十分丰富。
数据显示，白城市年日照时间达2900小时以上，光伏和光热电站实际装机容量约可达到 1675万千瓦 ，其国家级光伏领跑基地也一直受到业内的诸多关注。
目前，白城市风电、光伏并网装机465万千瓦， 剩余可开发容量达3000万千瓦 。
丰富的风电、光伏发电改变了白城的发电格局，据悉，2018年白城市 清洁能源发电量占比达到60% 。
当然，仅仅发电并不能完全利用如此丰富的风、光资源，剩下的资源该怎么办？
白城选择了 可再生能源发电制氢 的道路。
依托现有技术和条件，目前全球在氢能制备上主要有 化石能源重整制氢、工业副产提纯制氢和电解水制氢 三大类主要方式。
而无论是化石能源重整还是工业副产提纯，甚至燃煤电厂发电来电解水制氢都不可避免地会产生 污染物排放 ，需要新的技术方式来处理。
而电解水制氢中，如果能够利用清洁能源进行发电，便可以有效保障制氢过程中的绿色清洁。
而白城正是采用了这种方式。
在近日发布的《白城市新能源与氢能产业发展规划》（以下简称“规划”）中提出，白城在氢能制备中的主要技术路线是 利用风能、光能等清洁能源来电解水制氢 ，形成了国内氢能产业中独特的“白城模式”。
目前这一路径在国内尚属起步阶段，以此为主要制氢路径的城市代表为 吉林白城、河北张家口 两地。
盘活现有资源，从新能源开发起步发展氢能产业，正是白城在氢能大潮中突围的重要方式。而二十年的先行布局，也使得白城的氢能规划有了落地的基础和根源。
02
氢能发展的“白城模式”
一座城市能够在一个产业中形成具有代表性的模板，一定意味着在这里有其他地区所不具备的先进之处。
那么，白城在发展氢能产业上的先进之处在哪里？
规划显示，白城市新能源及氢能产业发展的产业链条构成为 新能源电力开发、氢能生产、氢能储运、氢能利用 。
其中利用新能源发电来进行电解水制氢便是其中最独特的部分。
从目前国内的发展来看，电解水制氢存在着明显的成本难题， 电价对于成本的影响达到70% 。
在早些时间发布的《氢能产业白皮书》中提到的，如果电价的 成本控制在0.3元/千瓦时 以下，电解水制氢的成本将接近现阶段主要的利用化石能源重整制氢。
而据金风科技集团按照白城的资源条件测算，目前在白城建设一个100万千瓦的风电场，总投资约63亿元，采用低风速大叶片风机，年有效发电小时数可达到3000小时， 其发电成本约为0.22元/千瓦时，具备经济可行性 。
在光伏产业上，随着技术的革新，发电成本也将逐步下降，甚至未来可能会低于火电上网的标杆电价。
中国工程院干勇院士认为， 新能源电解水制氢的成本可以达到1.8元/m³，具备和天然气制氢、甲醇制氢相竞争的条件。
这也意味着，在氢能制备环节，白城先进的模式未来将有望领跑国内绝大多数地区。
在储运环节，现阶段白城主要以周围 短距离输送 为主导，用低压储罐存储氢气，再利用长管拖车运输。
但这一方式并不适用于氢能的长期发展，一旦产业开始规模化，白城及周边显然无法消纳大量的氢能，按照规划， 液氢罐车 将成为白城未来远距离运输氢气的主要方式。
但目前，全球只有日本、美国加氢站采用了液氢罐车作为主要方式运输，国内缺乏相关的技术经验，这对于白城来说将是个至关重要的挑战。
此外白城还在筹划成立 气 体运营的平台公司 ，集中建设储氢基础设施。
同样的挑战还来自产业下游的应用环节。
氢能的应用领域十分广泛，可以作为工业原料、燃料等使用。其中交通运输是最主要的应用领域。
基于这一点，白城也着力推动氢燃料电池汽车的发展，此前与长春市进行合作， 借助中国一汽集团公司解放汽车制造优势，打造“白城——长春”吉林西部氢能走廊， 并沿长白高速公路布局加氢站，开通氢能大巴车专线、城市公交，开展氢能车辆示范运营。
总之，白城正在围绕新能源装备制造业、制氢设备、氢能长管拖车、液氢罐车、加氢设备、储氢材料、储氢设备、燃料电池、氢能汽车等产业，开展氢能全产业链发展，把白城打造成 “中国北方氢谷” 。
03
政府、企业齐发力
为了更好地促进城市新能源经济的发展，白城从机制层面进行调整。
今年2月12日， 白城市能 源局正式挂牌成立 ，将能源产业管理的职能从当地发改委中划出来，承担起白城市能源产业发展统筹规划、项目审批、协调服务以及向省和国家争取能源产业政策和资金等工作。
7月9日，在《白城市新能源与氢能产业发展规划》发布的一个多月之后，白城能源局与 吉林电力股份有限公司白城发电公司、新疆金风科技股份有限公司、中国船舶重工业集团公司第七一八研究所 签署了《白城市风能制氢一体化项目战略合作协议》。
该协议从风电场、制氢、储氢、加氢设施等方面规划建设风能制氢一体化示范项目，其中吉电股份白城发电公司全产业链参与白城市氢能产业的建设与运营。
在政策的引导之下，氢能已经成为白城经济发展的新风口，氢能产业项目不仅纳入了白城的经济社会发展规划，还是吉林省“一主、六双”产业空间布局重要组成部分。
当然，受地域、产业条件的影响，白城的氢能产业也有其不可回避的局限性。以发展模式最为相近的张家口为对比，白城与张家口走的都是可再生能源制氢的发展道路，从资源条件上看具备其他地区难以比拟的优越性。
但相比来看，白城的氢能产业还存在着两个主要问题。
首先， 白城缺乏广阔的氢能消费市场 。白城身处东北老工业基地腹地，产业动能略显不足。长距离运输又势必会增加产业的成本。
而张家口手握2022年冬奥会契机，并已经计划与亿华通、福田合作2000多辆燃料电池客车，这为当地氢能的爆发带来了绝佳的机遇。
更为重要的是，张家口距离北京近，北京的辐射带动作用与市场消费能力将有效带动张家口氢能的发展，此外，张家口所在的京津冀城市群工业发达，具备广阔的市场空间。
此外，在燃料电池汽车产业上， 白城尚且缺乏具有影响力的龙头企业和相关的配套企业 。
相比之下，张家口的汽车产业基础实力雄厚，并先后引进了 亿华通、北汽福田、吉利汽车 等知名车企，整合产业链企业，进行燃料电池整车研发与生产。
而完整的产业链或将成为弥补白城区域劣势、提高产业竞争力的重要方式。
但总体来看，氢能产业的发展为白城注入了新的活力。
根据规划，到2035年，全市累计投资达到2000亿元，风电装机2000万千瓦、光伏装机1500万千瓦，年制氢能力达到百万吨级， 产值近2000亿元，创造就业机会50000人以上， 形成具有国际影响力的新能源与氢能区域产业集群。
凭借先天的资源优势和政策的支持，白城正在成为东北地区能源发展的新引领者。
以白城为先锋，氢能产业也不失为振兴东北老工业区的一条新思路。
绿色冬奥包括绿色场馆、绿色能源、绿色出行等等。
例如，张家口赛区主要使用的是氢燃料汽车，记者指的这上面四个是氢燃料的储存罐，通过发动机，驱动轮胎来行驶。
燃料制氢所需的电力全部来自张家口地区丰富的可再生能源“风光”发电。除了低碳交通，今年，北京冬奥会三大赛区场馆照明、运行100%使用绿色电能，这在奥运史上尚属首次。
绿色东奥的实施：
在电力方面，本届冬奥会充分利用张家口的风能、太阳能，通过张北柔性直流电网工程，实现张北地区的风能、太阳能等绿电入网，且全部场馆100%供应绿电。
在场馆建设和运行方面，本届冬奥会首次大规模采用二氧化碳制冰，国家速滑馆、首都体育馆等四个场馆均采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统。
在交通服务和手持火炬方面，本届冬奥会在延庆、张家口赛区的交通保障服务上，大规模应用氢燃料车辆，支持区域绿色环保。我国境内火炬接力所用火炬，也全部应用氢燃料。
在可降解材料方面，本届冬奥会全面应用生物可降解餐具。由秸秆、玉米等原材料制作的生物可降解餐具替代塑料制品，全面应用于冬奥场馆。
冬季续航严重衰减，标称的续航直接腰斩，导致很多电动 汽车 车主开车都不敢开空调，宁愿在车里受冻。充能时间大幅增加，一些没有私桩的车主，甚至凌晨4点就开始去抢车位。那么除了电动 汽车 以外，未来的新能源 汽车 还有别的答案吗？很显然，氢燃料 汽车 的发展潜力更大。
相比于传统 汽车 ，氢能源 汽车 使用氢气作为动力来源，能量转换效率高，完全没有污染，而且氢气可以从水中制取，说是取之不尽用之不竭，可以一举摆脱对国外的石油依赖。
相比于纯电车型，氢能源 汽车 充能时间短，3-5分钟就能完成充能，受温度和时速的影响较小，像电动 汽车 冬天就变成电动爹的情况，将不复存在。
但是氢燃料 汽车 的普及也存在很多问题，比如说加氢站的建设，再比如说氢气制取成本较高。但是最近，氢气的制取成本，已经有了一定程度的下降，低成本制氢的技术取得了突破。
之前我国的制氢方式，多为煤炭制氢和电解水制氢。国内煤炭资源丰富，因此煤炭制氢是之前比较主流的制氢方式，成本大约是9-14元/kg。而光伏制氢方面，电解1标准立方米的氢气大约需要4.5到5度电，成本较高。也正是因为此，氢气的制取成本一直高居不下。但是最近，光伏制氢的技术取得了突破，使用光伏等可再生能源直接制备氢气，其成本最低可以达到0.83元 /Nm3，对应下来单位质量成本最低大约是9.30元/kg。
以丰田的氢燃料 汽车 MIRAI为例，其氢气储量大约是5.6千克，续航是850公里，计算下来，如果按照最低的制氢成本计算，只需要成本大约是52元的氢气，就可以续航850公里，如果只算氢气的制取成本，每公里的行驶成本大约是6分钱。当然了，最终在消费端的氢气售价，不仅仅只有制氢成本，加氢站的建设、氢气的运输和储存等等，都要算进氢气的成本。但是至少氢气的制取成本方面，不再像以前那样高不可攀。
很多人疑问，为什么要用光伏发电，再用电去制氢，这不是多此一举吗？其中这就跟在用电低谷期，把水库下游的水抽到上游去一样，低谷期的电能有富余，而这部分的电能是难以储存的，而用来制取氢气，将能源以气态燃料的方式存储起来，使氢能 与电能可互相转化，优势互补。
12月3日，工信部发布《“十四五”工业绿色发展规划》明确，加快氢能技术创新和基础设施建设，在即将到来的2022北京冬奥会期间，张家口赛区共将投入625辆氢燃料 汽车 ，上海和广州，都已经出台了针对氢燃料 汽车 的补贴政策，氢能 社会 看似遥不可及，但是各国都不敢放松，因为谁走在前面，谁就有可能彻底摆脱对于石油资源的依赖，一个崭新的氢能时代，正在向我们缓缓走来。
在氢能领域，中船重工已经建成了围绕制氢、储氢、运氢、用氢的完整产业链，旗下涉及氢能的企业包括邯郸七一八研究所、南京七二四研究所、洛阳七二五研究所、武汉七一二研究所等。据了解，中船重工将把氢能产业作为公司十三五乃至十四五极为重要的战略方向，相关工作将由七一八所牵头，投建装备制造、工程建设、投资运营等全产业链环节。
在制氢领域，七一八所拥有国际领先的加压电解水制氢技术，以及全国最大的电解水制氢设备生产基地，七一八所已经成为了国内规模最大的电解水制氢装备研究和生产企业。此外，七一八所还具备甲醇制氢、富氢尾气提氢和天然煤制氢等技术，产氢量都很大，氢气纯度超5个9。
除制氢技术外，七一八所还致力于可再生能源制氢环节。
2015年，七一八所参与河北沽源的风电制氢综合利用示范项目，负责技术支持和储氢系统的工作，将宽功率波动高效电解制氢设备项目将风电技术与电解制氢技术有机结合，通过研究风电输出功率波动对电解制氢装量性能的影响，开发研究功率波动高效电解制氢设备，以使电解制氢设备对风电输出功率波动的耐受度达到0-100%；2017年，七一八所参与了863的风电耦合储氢燃料电池发电微网系统的研发和示范，研究功率波动对电解水制氢的影响；同年，七一八所参与了亿华通控股公司海珀尔在张家口的可再生能源制氢项目，与亿华通签署了氢能领域战略合作协议，并为该项目提供了2000立方/小时的电解水制氢设备。
为探索如何解决制约电解水制氢和可再生能源制氢的电价和设备这两大关键因素，七一八所还致力于研发碱水电解技术及纯水电解技术。据了解，七一八所目前已规划了相关研发的技术目标，预计最晚可在2020年上半年实现目标。七一八所所长李俊华介绍，一旦目标实现，整个系统的造价会降低超20%，能耗降低超5%。届时从经济性的测算来看，很多项目将具备自我经济运行价值和能力。
在加氢站领域，七一八所参与了多项加氢站项目的设计和建设，包括固定式加氢站——比如供应核心设备协助宇通佛山加氢站的建设；提供移动和撬装加氢站装置——如大中型加氢设备加注压力35Mpa，加注能力200—1000公斤/天。2018年，七一八所还与中车唐山合作，参与了世界首列燃料电池轨道机车的研制项目。
在车载氢系统领域，七一八所在车载氢系统相关设计、系统研制、装备等环节都有所研发，目前已经成为国内燃料电车领域车辆高压车载系统的供应商。其所控股的北京派瑞华氢能源公司也参与加氢站设计与建设、车载氢系统，承担了国内多座加氢站的设计与建设任务，交付的车载氢系统已经超过千套。
12月13-14日，七一八所将出席国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会（2019IHFCS），并发表主题为“水电解制氢技术发展前景与制氢设备性能分析”的演讲。在此诚邀关注七一八所、以及氢能及燃料电池最新技术前景的您，拨冗莅临本次国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会，共同为推动国内氢能产业发展献言建策。
