氢能产业迎来发展风口-评析《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》
行业主要上市公司:美锦能源(000723)厚普股份(300471)中国石化(600028)卫星化学(002648)嘉化能源(600273)亿华通(688339)等
本文核心数据:氢能源板块上市公司研发费用氢能源相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“hydrogen
energy”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月17日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
氢能技术概况
1、氢能源的界定及分类
(1)氢能源的界定
氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能,氢在是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,储量丰富。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,随着世界范围内对绿色经济发展重视程度的提升,氢能源的需求和应用领域不断扩展。
(2)氢能源的分类
按照氢气的来源,通常将氢能源分为三类,即灰氢、蓝氢和绿氢。
2、技术全景图:四大环节构成
氢能产业主要由制氢、储氢、运氢、加氢和用氢四大环节构成。为发挥氢能重要能源载体作用,需大力推动氢能产业每个环节的技术发展。其中电解水制氢、液态/固态储氢、液态有机储氢、氢燃料电池等先进技术研究对氢能产业规模化应用具有重要意义。
氢能产业技术发展历程:始于上世纪50年代
中国的氢能与燃料电池技术研究始于上世纪50年代。20世纪80年代以来,相继启动了863计划和973计划,加速以研究为基础的技术商业化项目,氢能和燃料电池均被纳入其中。“十三五”期间,氢能与燃料电池开始步入快车道。2016年以来相继发布《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《中国制造2025》等顶层规划。2019年两会期间,氢能首次写入政府工作报告。2020年4月,氢能被写入《中华人民共和国能源法》(征求意见稿)。2021年,“十四五”规划指出要在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。2022年发布第一个氢能源专项规划——《氢能产业发展中长期规划(2021-2035
年)》,为中国氢能源产业发展作为指引。
氢能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列氢能产业技术发展相关政策,包括氢气制备、储运、应用和燃料电池等关键技术,使得氢能产业技术水平稳步提升。
氢能产业技术发展现状
1、氢能产业技术科研投入现状
(1)国家重点专项
为推进氢能技术发展及产业化,国家重点研发计划启动实施“氢能技术”重点专项。2018-2022年,“氢能技术”重点专项数量逐年增加。2018年仅9项技术专项,到2022年,“氢能技术”重点专项围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统及“氢能万家”综合示范4个技术方向,拟启动24项重点专项。
(2)A股上市企业研发费用
目前,中国氢能市场正处于发展初期,行业整体研发投入水平不算太高。从A股市场来看,2017-2021年,我国氢能源板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,氢能源板块上市公司研发总费用约158.69亿元。
2、氢能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从氢能相关论文发表数量来看,2010年至今我国氢能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见氢能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有80825篇氢能相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解氢能产业技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,催化剂、燃料电池、制氢系统、电解水、电解槽等关键词涉及的专利数量较多,说明氢能领域近期的研发和创新重点集中于燃料电池和制氢等领域。
(3)专利聚焦领域
从氢能专利聚焦的领域看,目前氢能产业专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于催化剂、燃料电池、制氢系统、电解水、电解槽等。
注:图中格子数量表示每家公司的专利覆盖率,每个格子代表相同数量的专利。
主要氢能产业环节技术分析
1、前端制氢环节:可再生能源电解制氢是氢源终极方案
制氢环节技术主要包括化石能源制氢和可再生能源制氢。其中,利用化石能源制氢并未摆脱能源对石油、煤炭和天然气的依赖,仍会产生大量碳排放即使是加上CCUS捕集制备的蓝氢,一旦甲烷在制备过程中发生泄漏,对气候的影响比碳排放更大。而利用可再生能源进行电解水制氢,生产过程基本不会产生温室气体。
2、中端储运氢环节:固态储运安全性更好
储运氢气的方式主要分为气态储运、液态储运和固态储运。相比于气氢储运和液氢储运,固态储运在安全性方面优势明显。
3、后端加氢及氢燃料电池
(1)加氢:站内制氢成本优势大
加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节,是氢能产业发展的核心配套设施。根据氢气来源不同,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站。相较于外供氢而言,站内制氢能够大幅减小氢气的运输成本。
(2)氢燃料电池:质子交换膜燃料电池是主流发展方向
按电解质的种类不同,燃料电池可分为碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、硝酸型燃料电池、碳酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池等。其中,质子交换膜燃料电池是当前燃料电池的主流技术发展方向。
氢能产业技术发展痛点及突破
1、氢能产业技术发展痛点
(1)高成本是制约氢能大规模发展的关键
当前,经济性为氢能产业发展最大的挑战因素,即使是成本相对较低的氢气($0.5/kg),除了转化成氨用作肥料以外,绝大多数氢能应用场景都比现有化石能源技术昂贵。解决氢能产业在绿氢制备、储运氢、加氢站建设、燃料电池电堆等关键环节的经济性问题,是未来氢能大规模发展必须要攻克的一道难题。
(2)制氢技术:先进电解技术发展不成熟
目前国内电解水制氢的成熟技术为碱性电解水制氢技术,碱性水电解槽难以响应瞬态负载,因而难以与波动大的可再生电力配合。另外,PEM电解水制氢技术也面临着匹配可再生能源电力而进行的电解槽设计、控制技术以及电源系统设计等尚不成熟的局面。
2、氢能产业技术发展突破
(1)先进电解技术:PEM电解槽设计改进突破
PEM电解槽设计改进策略方向包括更轻更稳定的端板和双极板、经济且耐腐蚀的集电器等。据Yagya N
Regmi博士的研究小组研究发现,PEM电解中发生不含铂族金属催化的析氧反应在短期内是无法实现的,因此,尽可能使铱的质量活性最大化才是目前的可行策略。
(2)氢能储运:固态储氢和潜液式液氢泵突破储运氢技术瓶颈
氢能储运技术突破在于提高储氢密度和安全性,以及降低运输成本。固态储氢是利用物理或化学吸附将氢气储存在固体材料之中。固态储氢具有体积储氢密度高、安全性更好的优势,因此是一种有前景的储氢方式。因此,固态储氢得到了越来越多的研究和关注,主要工作集中在储氢材料的研发与改性等方面。以氢枫能源的镁基固态储氢为例,镁基固态储氢具有资源、性能及技术优势。
液氢泵为液氢储运的重要部件,用于对液体氢气进行传输分配。从氢能全产业链来看,氢气输配成本和初始资本支出为降本的最主要环节。潜液式液氢泵取代了外置泵,减少了氢蒸发,去掉了气氢压缩机且用液氢的冷源省去制冷系统。此外,潜液式液氢泵大流量液氢泵直接加注,不用高压储罐,去除级联储存最终的结果是减少初始投资和运行成本,使氢气的售价与汽油、柴油比肩。
氢能产业技术发展方向及趋势:氢能各环节技术加快突破
氢能供应体系发展路径以实现绿色经济高效便捷的氢能供应体系为目标,中国将在氢的制储运加各环节上逐渐突破。从长远看,随着用氢需求的扩大,结合可再生能源的分布式制氢加氢一体站、经济高效的集中式制氢、液氢等多种储运路径并行的方案将会是主要的发展方向。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《氢能产业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
发展前景:
作为一种来源广泛、清洁低碳、应用场景丰富的二次能源,氢能有利于推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展。近年来,氢能及氢燃料电池产业逐步成为全球能源技术革命和未来能源绿色转型发展的重要方向。
【拓展资料】
特点:
氢能是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。21世纪,我国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划,并且我国已在氢能领域取得了多方面的进展,在不久的将来有望成为氢能技术和应用领先的国家之一,也被国际公认为最有可能率先实现氢燃料电池和氢能汽车产业化的国家。
当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是所用的能源如石油、天然气、煤,石油气均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源、能源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样的二次能源。氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。作为一种理想的新的含能体能源,它具有以下特点:
1.重量最轻:标准状态下,密度为0.0899g/L,-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢可变为金属氢。
3.导热性最好:比大多数气体的导热系数高出10倍。
4.储量丰富:据估计它构成了宇宙质量的75%,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。据推算,如把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
5.回收利用:利用氢能源的汽车排出的废物只是水,所以可以再次分解氢,再次回收利用。
6.理想的发热值:除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
7.燃烧性能好:点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
8.环保:与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氨气经过适当处理也不会污染环境,氢取代化石燃料能最大限度地减弱温室效应。
9.利用形式多:既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。
10.多种形态:以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
11.耗损少:可以取消远距离高压输电,代以远近距离管道输氢,安全性相对提高,能源无效损耗减小。
12.利用率高:氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患,利用率高。
13.运输方便:氢可以减轻燃料自重,可以增加运载工具有效载荷,这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
易车讯 3月23日,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)》,《规划》明确了氢的能源属性,是未来国家能源体系的组成部分,充分发挥氢能清洁低碳特点,推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。同时,明确氢能是战略性新兴产业的重点方向,是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。
《规划》提出了氢能产业发展各阶段目标:到2025年,基本掌握核心技术和制造工艺,燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现。到2035年,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。
《规划》部署了推动氢能产业高质量发展的重要举措:一是系统构建氢能产业创新体系。聚焦重点领域和关键环节,着力打造产业创新支撑平台,持续提升核心技术能力,推动专业人才队伍建设。二是统筹建设氢能基础设施。因地制宜布局制氢设施,稳步构建储运体系和加氢网络。三是有序推进氢能多元化应用,包括交通、工业等领域,探索形成商业化发展路径。四是建立健全氢能政策和制度保障体系,完善氢能产业标准,加强全链条安全监管。
国际 社会 为应对全球气候变化作出的全面承诺将进一步催生新技术。二氧化碳作为温室效应的罪魁祸首,各个国家和行业一直在为减少碳排放作出积极的努力。美国、英国、欧盟等主要发达国家以及中国、印度等发展中大国向国际 社会 作出承诺,实现到2030年碳排放总量大幅下降。
同时,农业及食品领域还将进一步发展人造肉(Impossible Burger、Beyond Meat)等蛋白质替代品的市场供应。通过物联网连接的传感器数据将越来越多地支持土地、作物、肥料、灌溉用水等智能化管理,这些都将有助于进一步减少碳排放。
磷肥 为世界粮食作为的主要肥料, 磷肥的制备 很大程度上依赖于含氮工业肥料的使用。据联合国粮食及农业组织称,全球每年需要约1.1亿吨氮来维持全球作物生产。而氮肥通常是通过将空气中的氮转化为氨来生产的,含氨肥料维持了全球大约 50% 的粮食生产,而制备含氨肥料的过程将消耗世界主要能源需求的1%,工业化过程排放的二氧化碳占全球碳排放量的 1% 到 2%。
为了降低这部分的碳排放量, 研究人员正在通过自然方法中获取制造氮肥的解决方案。例如,玉米、谷物等主要粮食作物依赖土壤中的无机氮,豆科植物的根与土壤细菌相互作用,形成根瘤,通过细菌固氮的能力将大气中的氮转化为氨,这些自然固氮方法给了研究人员很大的启发。
目前,发达国家政府和 社会 资本的投入为工程固氮领域的研究和开发提供了强有力的支持, 未来利用自然共生力量的作物可能很快就会成为更可持续粮食生产的关键要素。
新技术将推动人体呼气的检测方式进行疾病诊断,这种采样方式远比抽血要节省时间。 采用新技术进行生物检测类似于警察查酒驾的酒精呼吸分析仪,未来疾病诊断也可以采取这样的方式。
人体的呼吸中含有 800 多种化合物,最近的研究表明人体呼出的气体含有的不同化合物浓度与疾病之间存在很强的相关性。例如,丙酮浓度升高是糖尿病的强烈迹象,一氧化氮浓度升高 可以作为呼吸系统疾病的生物检测标识;各种醛类指标升高说明患有肺癌的概率极大。
而且采用呼吸检测的方式将会大幅减少检测等待时间,通常仅需几分钟呼吸检测 传感器的数据通过外部计算机分析就可以生成检测报告。
除了比抽血更快地出具结果之外,呼吸传感器采取的是非侵入的检测方式,在医疗资源有限的国家,它的易用性、便携性和成本效益将提供更好的医疗保障。呼吸检测还有助于减轻社区的病毒传播,其方式类似于在进入超市或餐馆等公共空间之前对个人进行体温检查的方式。
2020 年3 月,以色列的科研人员已经完成了 探索 性临床应用,采用呼吸检测的方式检测新冠病毒(COVID)检测结果达到95% 准确度和100%灵敏度。目前该项技术正在进行广泛的临床试验,但距离全面普及尚需技术进一步成熟。
如果您去药房时,药剂师不是通过预制药物的方式来填写您的处方,而是按照您的诊断情况 采用量身定制的方式配制最符合您体征的药物,这听起来是不是很神奇?
由于药品的特殊性,传统上药物生产都集中在具备资质的厂商,通过大批量生产的方式完成。药物的成分和剂量都是标准化的,不可能为个人定制成分和剂量不同的药物。然而微流体和按需药物制造的最新技术有望使这一想法成为现实。
按需药品制造,也称为连续流程药品制造,可以一次性完成药品生产。它的工作原理是将药品成分通过流体方式输入小型合成设备,由合成设备按照要求调配成分,可以实现为患者量身定制所需药品。
而这项技术更大的意义是,可以在偏远地区或野战医院进行部署,随时根据需求生产药品。这也意味着储存和运输药物所需的资源更少,而且剂量可以针对个别患者量身定制。
2016 年,美国麻省理工与国防高级研究计划局(DARPA),已经成功研发了一台冰箱大小的药品合成设备,并在24 小时内制备了1000剂常用药物:盐酸苯海拉明,用于缓解过敏症状;地西泮,用于治疗焦虑和肌肉痉挛;抗抑郁药盐酸氟西汀;局部麻醉剂盐酸利多卡因。
目前用于按需药物制造的便携式设备成本在数百万美元,阻碍了广泛推广。而且还需要新的质量保证和质量控制标准来规范配方的个性化和单人药品制备。但是,随着成本的下降和监管框架的完善,未来药物按需制造将会为药品行业带来颠覆性的变革。
如今构成物联网 (IoT) 无线设备已经成为网络世界的支柱。物联网无线设备被部署为家庭中的生活工具、生物医学的可穿戴设备以及危险和难以到达区域的传感器。随着物联网的发展,它将更广泛应用于农业节水灌溉和农药喷洒、智能电网、桥梁或混凝土基础设施缺陷监测、泥石流和地震等灾害的预警。
预计到2025年,全球将有400亿台物联网设备上线,为这些设备提供便捷的按需供电是一项新挑战。5G 无线信号比4G传输会发射更多的辐射能量,这就预示着许多低功耗无线设备将永远不需要插入的方式供电。
目前科研人员成功采集从Wi-Fi路由器以及微波射频设备的辐射能量为低功耗物联网设备供电,这项新兴技术将把辐射能量收集提升到一个新的水平,为物联网设备大量部署提供了能源解决方案。
未来生命科学将更加专注于增加“ 健康 寿命”,而不仅仅是寿命。
据世界卫生组织的数据,2015 年至 2050 年间,全球 60 岁以上人口的比例将从 12% 增加到 22%。老年痴呆、癌症、糖尿病、动脉硬化等慢性疾病对老年人的 健康 和 社会 发展构成了巨大挑战,逆转衰老或寻找“青春之泉”一直是人类的愿望。
科研人员通过 基因组编码技术 ,量化所有基因活性、细胞中蛋白质和代谢物的浓度,结合遗传学研究,已经越加清晰人类衰老的关键机制,科研人员已经发现人体的生物学年龄的标识符是人体疾病和死亡风险的关键预测指标。
最近科研人员通过对人体衰老机制的不断理解,积极推动了靶向治疗的发展。例如,最近的一项初步临床研究表明,服用包括人类生长激素在内的药物混合物一年,可使人体“生物钟”倒转1.5 年。科学家们还发现将年轻人类血液中的蛋白质注入老年小白鼠时,可以改善与年龄相关的大脑功能障碍。结果表明,通过科学的方式可以逆转人类与年龄相关的认知能力下降等疾病。
目前通过 基因工程的方法来分析和设计,加之政府和医疗资本的大力推动下,全球已有100 多家公司研发的药物进入临床前阶段或早期临床试验阶段。这项新技术让人类越发的有希望对抗衰老,甚至挑战“生命的终极课题---死亡”。
工业规模合成氨可以说是 20 世纪最重要的发明之一。氨用于生产肥料,为全球 50% 的粮食生产提供燃料,使其成为全球粮食安全的关键。然而,氨合成是一种能源密集型化学过程,需要催化剂来用氢气固定氮。
氢气必须合成生产,目前使用化石燃料、天然气、煤或石油在高温下蒸馏以产生氢气。问题是,这个过程会产生大量的二氧化碳,占全球总排放量的 1% 到 2%。
使用可再生能源分解水产生的绿色氢气有望改变这种状况。除了消除制氢过程中的碳排放外,该方式还能制备更纯净氢气,且不含使用化石燃料时掺入的化学物质,例如含有硫和砷的化合物,这些化合物会“毒化”催化剂,从而降低反应效率。
更清洁的氢气也意味着可以开发出更优质的催化剂,而且不再需要忍受化石燃料中的有毒化学物质。目前,丹麦的公司已经宣布开发出用于绿色氨生产的新型催化剂。
目前绿色氢气制造的主要障碍是高成本。为了解决这个问题欧洲能源企业启动了 科技 创新研发,旨在2030年之前以每公斤1.5欧元的价格提供绿色氢气。
对慢性病的连续、无创监测,一直是医学界的期望。好消息是无线、便携式和可穿戴监测传感器将很快得到临床应用。监测器使用多种方法来检测汗液、眼泪、尿液或血液中的生物标志物,可穿戴监测传感器使用光或低功率电磁辐射(类似于手机或智能手表)监测慢性疾病。
例如,电子隐形眼镜可以通过眼泪,获取癌症生物标志物或血糖水平以进行糖尿病监测;具有射频识别技术的护齿器唾液传感器可以监测唾液生物标志物对口腔溃疡、呼吸系统炎症、HIV、肠道感染、癌症和COVID进行预警。
根据联合国的估计,使用 3D 打印机建造房屋可以帮助解决 全球16亿人 住房不足的挑战。
3D 打印房的概念并不新鲜,灵感来源于火星移民的项目,因为火星没有建造房屋所需的大 部分材料。将混凝土、沙子、塑料、粘合剂等混合物通过大型 3D 打印机打印,可以作为一种相对简单和低成本的建造方法,似乎非常适合缓解偏远贫困地区的住房问题。
如今,至少有 100 亿个有源设备构成了物联网 (IoT),预计未来 10 年这一数字将翻一番。 为了最大限度地发挥物联网在通信和自动化方面的优势,需要将设备分布在全球范围内,收集数据。数据在云数据中心被处理,使用人工智能来识别数据异常从而为人类提供预警。例如气候异常和自然灾害。但问题是:地面蜂窝网络覆盖的面积不到全球的一半,在连接方面留下了巨大的空隙。
天基物联网系统可以使用距离地球数百公里的低成本、低重量(不到 10 公斤)纳米卫星网络弥补这些空隙。1998年发射第一颗纳米卫星到今天,大约有 2000 颗纳米卫星用作轨道监视。SpaceX Starlink、OneWeb、Amazon 和 Telesat 等公司已将纳米卫星用于提供全球互联网覆盖。
太空物联网建设仍然面临着众多挑战。例如,纳米卫星的寿命相对较短,约为两年,必须得到昂贵的地面基础设施支持。为了应对轨道太空垃圾日益严重的问题,国际航天机构正在计划在卫星功能寿命结束时自动脱离轨道或使用其他航天器收集它们。
作为重要智库成果发布平台,10月22日上午,2020浦江创新论坛联合中国科学技术发展战略研究院、 科技 部新一代人工智能发展研究中心、中国科学技术信息研究所、上海市科学学研究所、施普林格·自然集团、同济大学、上汽集团等多家机构发布了《中国新一代人工智能发展报告2020》、《全球前沿技术发展趋势报告》、《2020“理想之城”——面向2035年的全球 科技 创新城市调查报告》和《氢能源未来发展趋势及研发应用》等一系列智库研究成果。
同济大学与上汽集团合作研究形成的《氢能源未来发展趋势及研发应用》,展望了氢能在未来能源结构中的地位,详细讲解了中国氢能发展现状和未来,还为我们展示了一批中国氢能研发应用成果。一起来看
01 氢能在未来能源结构中的地位
根据报告研究,在气候变化对全球减碳提出迫切需求、可再生能源引导全球能源变革的背景下,可再生能源与氢能将助力深度脱碳,在当前政策下,如果可再生能源能够加速普及,在2050年全球或可实现90%以上的与能源相关的二氧化碳减排;而根据国际氢能委员会2050年氢能愿景,氢能在终端能源需求所占比例将达到18%,欧洲氢能路线图2050年氢能愿景中这一比例则达到了24%。
02 中国氢能发展现状和未来
我国是世界第一产氢大国,具有丰富的氢源基础,能够为燃料电池 汽车 的发展提供保障;同时由于我国正处于能源转型关键期,对减碳也作出了庄严承诺:将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右;采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
因此,目前我国出台了一系列对氢能发展的政策,地方政府也陆续发布发展规划。当下,我国燃料电池 汽车 总保有量超过7000辆,疫情和政策变动对今年产销影响较大,城市群示范开启后,产销会出现快速增长;根据研究报告,燃料电池商用 汽车 是重要发展方向,拥有潜力巨大的市场。而在加氢站建设方面,我国也已建成超过90座加氢站。同时,在在氢能和燃料电池产业链上,我们也要清醒得认识到国内与国外的一些差距。
根据中国氢能联盟对氢能产业的愿景,2019年我国氢能源比例为2.7%,近期目标是于2020年-2025年提升至4%,中期目标是在2026年-2035年升至5.9%,远期目标是在2036年-2050年将其提升至10%。
那么,现在就能用上氢能源么?
小科带你看
03 中国氢能研发应用成果
6月12日,以“融合发展,智领未来”为主题的2021中国汽车重庆论坛召开。
在以“新能源汽车与碳中和的未来”为主题的闭幕圆桌论坛上,北汽蓝谷董事长刘宇表示,在当前的国际形势下,碳排放总量已经成为衡量一个企业是否成功的标志。而在汽车行业,电动车正在成为减排的先锋力量。电动车企业在推动动力系统变革的同时,也应该加强电动汽车的智能化,以更先进的自动驾驶技术推进节能减排。
在圆桌讨论环节,当谈到新能源汽车的真正优势时,刘宇表示,新能源汽车产业与传统汽车产业的本质不同,并非只在于动力形式。更为关键的区别在于新能源汽车产业之上孵化了更多新技术和全新的用户体验。
尤其是对用户体验的强调,更是新能源车企与传统车企的最大区别所在。“传统车企以安全、可靠、周期、成本为导向,而在北汽蓝谷及造车新势力中,更多强调的是用户思维。很多车主在使用过新能源汽车后不会再换回燃油车,不是因为省钱,而是更看重它的用户体验。”
此前,工信部曾提出,2025年新能源汽车新车销售量计划达到汽车新车销售总量的20%左右。关于这一目标,刘宇的看法更为乐观,在他看来,在如今的趋势之下,到2025年,这一占比或将达到40%-50%左右。
以下为演讲实录整理:
各位嘉宾,非常荣幸能够站在这里跟大家分享一些我们对碳中和的浅显理解。
在当前形势下,碳中和已经是一个不可逆的趋势。对于企业来说,在各种经济合作当中,都会根据国际上已经达成的协定,比如气侯控制协定等,尊崇这些原则进行合作,碳排放总量也已经成为衡量一个企业是否成功的标志。
在目前的国际形势下,汽车企业必须要审视自身状况,同时对未来发展要作出预判,现拿出一定的行动。汽车行业作为由传统的内燃机向新能源转型发展的关键行业,在碳中和、碳达峰行动纲领下应该起到重要作用。电动车将成为汽车行业减排的先锋力量,一个简单的数据,普通燃油车二氧化碳的排放量是110g/km,到电动车,如果使用煤电二氧化碳的排放量是139g/km,使用可再生能源发电则只有9g/km。现在能看到的可再生能源主要是风和水,承载可再生能源的两个主要介质是氢和电。行业专家认为,以可再生能源为为主要能源手段,我们将在减排方面取得重大突破。为实现碳达峰和碳中和,企业要发挥出更多的作用,就应该有更多的产品和投资。目前纯电动车相对来说在减排、污染控制方面,在分散部署的情况下是最好的。氢在能源转化方面、储存方面相对更好。
北汽蓝谷作为中国第一家新能源企业,2009年就成立以来,11年间已经累计销售了超过54万辆纯电动汽车,也相应作出了一些节能减排的贡献。将来我们也一直会致力于以清洁能源为主导,推进纯电动汽车的应用和推广。
随着行业发展的不断深入,我们认为纯电动汽车企业进一步减排,主要的做法应该是让车更加智能化。不光是老年人需要自动驾驶,年轻人也需要。实现更好地减少电耗,优化驾驶习惯,把主动权交给车内大脑来控制可能效果更好。所以北汽蓝谷未来也将在纯电驱动的基础上,致力于提供更多智能出行的解决方案。
谢谢!
氢能分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”
氢能是一种二次能源,主要制备方式包括煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、工业副产制氢、炼厂气制氢、焦炉煤气制氢等。氢能根据生产的来源,可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。灰氢来源于化石燃料,成本低,但是碳排放量大。蓝氢也是来源于化石燃料,但使用了碳捕捉、利用与储存(CCUS)等先进技术,碳排放量较小。绿氢是利用可再生能源(太阳能、风能等)制备的氢气,制备过程没有碳排放,但是成本较高。
中国氢气产量达到3342万吨
根据中国煤炭工业协会数据,在2017-2021年中国氢气产量逐渐增长,2021年氢气产量约3342万吨,较2020年增长33.68%。
2030年以后中国氢能需求量将激增
根据中国氢能联盟的预测,2020年以后中国氢能需求将持续增加,尤其是2030年以后,为达成“碳中和、碳达峰”的目标,氢能需求量将大增。到2060年,中国氢能年需求将超过1.3亿吨。
加氢站数量超270座
燃料电池车是氢能的主要应用领域之一,而加氢站是给氢能源汽车提供氢气的重要基础设施。随着中国新能源汽车产业规模增长,加氢站需求提升,中国加氢站数量也逐年增长。截止2022年6月,中国加氢站数量超过270座,较2018年加氢站数量增长超10倍。
行业政策解解读
中国氢能行业处于发展初期,达到行业成熟期仍有较长的路要走。国家发改委和国家能源局2022年3月发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,提出到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,到2035年形成较为完善的创新体系,到2035年,形成多元应用生态。
综上所述,氢能根据生产的来源,可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。2021年底,中国氢能产量超过3300万吨。从需求端看,未来中国氢能需求量将持续增长,到2060年预期年需求超1.3亿吨。从下游应用看,中国加氢站数量超过270座。根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》等规划,未来中国氢能产业将逐渐完善。
—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国氢能源行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》