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》。
我国可再生能源制氢将会在2030年实现平价,相信大家对于氢能还没有一个具体的了解。随着我国的发展和经济实力的不断提高,科学技术也是变得越来越高级,对于很多资源也是实现了可以再生,因为现在很多资源在使用的过程中会对我们的环境产生破坏,比如煤炭。所以说我们也是在不断的开发出新的洁净能源。氢能就是这些能源当中的一种,在未来,它具有非常好的发展前景,所以在未来的生活当中,氢能可能会作为我们最主要的使用能源出现。
首先我们要对氢能源有一定的了解,氢能源就是可再生的二次能源,它能够通过一些可再生的方式从其他反应那里制出来氢能源,这也是它之所以是清洁能源的主要原因,因为我们知道,很多能源是不可再生的,就比如说煤炭,如果说我们对于煤炭过度开采的话,那么肯定会出现匮乏的现象,因为煤炭作为自然资源,它是长期储藏在地下的并且不会再生。如果我们对它过度使用的话,肯定有一天会出现灭绝的现象,氢能并不会,它属于可再生能源,我们使用完以后可以从其他的反应当中来制取这样就能够达到一个循环的作用,也是出于这个角度亲能才会被作为是清洁能源被开发。
当氢能实现平价以后将会有非同凡响的意义,首先对于我们国家来说就会实现一更高级的能源使用形式。因为氢能是可再生的清洁能源。所以说在未来将会让我们的科学研究变得更加高效,且清洁将不会再对我们的生活环境产生破坏。在近几年因为过于注重国家的发展,而忽略了能源对于环境的破坏,导致我们现在的生态环境已经发生了质的改变,温室效应的影响也是越来越严重。所以氢能能的出现将会在很大程度上改变这样的局面,并且也会被其他国家所效仿,这就是氢能最大的用处。
其次就是在它实现平价之后,将会有更多的人能够使用的起亲能,在之前我们仅有煤炭的时候,很多人就因为经济实力的原因,没有使用煤炭的经济条件。再到现在大家都普遍使用天然气,也仍然有一些贫困地区依然无法享受到这一待遇。那么在未来,如果说氢能能够实现平价的话,我国的大部分居民都会有生活条件来使用如此清洁的可再生能源,这将会对大家的生活和各方面带来很多的便利,并且还会节省大家的金钱,对于提高我们国家的居民水平有很大的帮助。
对于一般的投资者,就不用考虑这个问题!
一个氢产业链至少涉及到以下几个环节:燃料电池系统、电堆、触电极、质子交换膜、催化剂、空压机、储氢瓶、燃料电池车、加氢站……
一般投资者哪有那么大资金量全面覆盖。如果采用“每个公司都买一点”的方式,即使买到牛股,也因为资金分散,实际收益并不高,还不如买个行业指数基金。
所以,最好集中使用。优先考虑:
电池、电堆——氢能源核心部件;
交换膜、催化剂——公司规模不大,技术上一点革新,就是行业大变化;
加氢站——不用多分析了吧!
因氢能具有安全、高效、可再生、清洁、低碳等特点,世界终将走向以氢能源为主的时代。
对于我国而言,发展氢能,一方面可以丰富绿色低碳能源体系,助力解决风、光、核等新能源的消纳难题;另一方面,可以作为煤炭清洁化利用的极佳途径,推动化石能源清洁转化和替代,这对于我国这个煤炭大国来说尤具现实意义。
“氢气应用较为广泛,在石化领域,它是用量最大的化工原料之一,可用于合成氨、合成甲醇、石油炼制等;在交通领域,随着我国油品质量升级步伐不断加快,多数炼厂采用全加氢方式制油;新能源 汽车 蓄势待发,对氢燃料的需求稳步提升。”
“另外,氢能在农业、 健康 医疗等领域的应用也越来越广泛、深入。”中国国际经济交流中心信息部副部长景春梅表示,随着时代的进步,氢气的应用场景将越来越多,对氢气的需求越来越大,用氢缺口也逐渐加大。
实现大规模制氢需求迫切,那么,哪种制氢路径堪当大任?通常而言,工业化制氢路线主要包括水电解制氢、煤炭气化制氢、天然气制氢、生物质气化制氢、可再生能源制氢等。
从我国能源禀赋及能源利用现状等因素出发,煤炭气化制氢、可再生能源制氢前景广阔。其中,又以煤炭气化制氢最受青睐。
氢能源是全世界都在努力争取研究开发的迄今最为高效,环保及持久的新能源,相比电动车优势很明显,电动车虽然节省了石油资源,但是废旧电池对环境的破坏很大,但是氢能源是真正的零污染,李克强总理去年专门去日本丰田公司考察,显示出国家最高层对此新能源的高度重视,并于今年写入了政府工作报告,坚持看好该产业的未来,产业资本已经大规模进去这个行业,预计五到十年实现量产
先上答案: 氢能目前在交通领域应用较多,尤其是氢燃料电池 汽车 ,除了 汽车 ,氢能在多种交通方式都有应用,在作为交通动力来源之外,氢能作为一种重要的二次能源形式,在储能、应急电源、分布式供能等领域也有很多应用 。
先看交通领域 ,氢燃料电池 汽车 其实是一个很宽泛的概念,氢燃料电池 汽车 除了 乘用车 ,还包括 公交车/大巴、物流车、叉车、重型卡车 等多种车型。国外目前乘用车应用较多,约30000辆,而我国选择了公交车/大巴以及物流车等车型作为前期的推广车辆,一是因为其行驶路线和范围较为固定,有利于加氢站的建设规划,二是因为与乘用车相比车型空间较大,技术难度有所降低,有利于我国的技术起步,截至2019年底,我国氢燃料电池车辆约6000辆,加氢站60座, 今年加氢站已超100座 。
氢能叉车 是氢能在交通领域的一个亮点,目前国外的应用已超过25000辆,氢能叉车比锂电池叉车的优势在于燃料加注时间段、燃料电池比锂电池占用空间小、重量轻、续航时间长,与叉车工况匹配度很好,具有显著优势。
说完了氢能在车辆领域的应用,下面介绍一下氢能在其他交通领域的应用,如 氢燃料电池列车、氢能船舶、氢能飞机 等。
氢燃料电池列车 最早在2002年由美国公司研制开发,为质子交换膜燃料电池驱动,净功率达17KW,随后日本德国西班牙等国家均推出了原型车辆,促进了产业发展。2016 年,法国阿尔斯通基于柴油列车Coradia Lint 54 研发成功氢能列车CoradiaiLint,2018 年在德国正式投入商业运营,这也是世界上第一次正式投入商业运营的氢能列车。我佛山市高明区有轨电车示范线是国内首条采用氢能源燃料电池的线路,目前已实现示范运行。
氢能船舶 在世界上已有多个应用。“Alsterwasser”内河游船2009年完成建造,总长25.5m、总宽5.36m、吃水1.33m、最大速度8kn,载客量超过100人,配备2 50kWPEMFC燃料电池和120Ah胶体铅酸电池。欧盟资助的Methapu项目以瓦锡兰(Wärtsilä)制造的250kWSOFC燃料电池作为船舶辅助动力和推进动力,项目应用的滚装船于2003年建造。2017年7月,由双体豪华赛艇“FormuleTag”改建的完全依靠可再生能源驱动的氢燃料电池船“EnergyObserver”投入航行,该船总长30.5m、总宽12.8m、总重28t,由太阳能光伏、风能和燃料电池构成混合动力系统,采用推进/发电一体化电机推进。
氢能飞机 是氢能在交通领域的另一项重要应用。氢能飞机可有效解决目前航空燃油的污染问题和碳排放问题。目前有两种技术路线,一是氢作为燃料直接燃烧,与目前的飞机系统类似,改动工作小;另一种技术路线类似燃料电池 汽车 ,先通过氢燃料电池系统发电,在用电驱动飞机发动机做功推动飞行。今年10月,一架经过改装的 Piper M 级六座飞机从位于英国克兰菲尔德的公司研发机构起飞,并完成了全图案的环形飞行并成功降落。ZeroAvia 称该飞机是目前世界上最大的氢动力飞机。
以上是氢能在交通领域的主要应用,可以看出不仅局限于 汽车 领域,氢能在多个领域中都发挥着重要作用。
另一方面, 氢是一种能量密度很高的二次能源,具有储能的功能 ,比常规的化学储能的储存时间周期长,可跨日、跨周甚至跨月、跨季度进行能量储存, 实现能量的生产端和消费端相匹配 。利用氢能的能源特性,氢能在 储能、应急电源、分布式供能等领域 也发挥着重要作用。
就在前几天,美国能源部(DOE)发布了储能大挑战路线图Energy Storage Grand Challenge Roadmap,这是美国发布的首个关于储能的综合性战略。 氢储能作为一种重要的储能技术被提及 ,主要形式为电氢双向转化储能和盐穴存储两种,其中电氢双向转化储能为主要利用方式。
在应急电源和分布式供能领域 ,氢能也已有多项应用。近日,全球第一个兆瓦级大型燃气发电系统在德国汉堡的热电联产厂开始现场测试,该技术最吸引人的是,可以将现有机组转换为使用100%氢气运行,为30栋住宅楼、一个 体育 中心、一个日托中心和公园休闲综合体供暖,产生的电能可供电动 汽车 充电及当地电网。英国能源监管机构Ofgem日前宣布,将为苏格兰地区一个可再生能源制氢供热项目提供2412万美元的资金支持。这是该项目继获得苏格兰政府支持后,再度获得英国监管方的“首肯”。
综上所述,氢能不仅应用于 汽车 领域,在交通其他领域也发挥着重要作用,同时氢的能源特性,也是其在储能、分布式供能等领域取得了许多应用。在未来低碳排放、碳中和的趋势下,氢能将发挥更多的作用。
产业链,我觉得自己也只是纸上谈兵。但我可以说一下观点以及看法:氢能源的战略制高点国家已经提出。包括总理在会议上也多次提及。可见已经上升到国家层面。在当下环境改善乏力,作为清洁能源的氢会逐步走上 历史 的舞台。氢作为燃烧能源当然是动力系统。所以第一布局应该在 汽车 方向:发动机,以及附属产业。如果你想要打通产业,那么要围绕这个点,像上游,以及下游延伸。以及未来的发电厂,热力公司。
当然当下最好的选择,就是和氢能源的科研团队展开合作,核心价值才是最重要的。
导语: “双碳”目标下,发展清洁能源是保障我国能源安全的根本之道。氢能是全球公认的低碳、零排放能源。随着《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》的出台,各地正积极谋划氢能产业的布局。本文对氢能产业链进行梳理分析,为各地政府的氢能产业招商和布局,以及有意向布局氢能业务的企业提供参考。
氢能产业的发展概况
氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量,可用于储能、发电、各种交通工具用燃料、家用燃料等。我国是世界上最大的制氢国,年制氢产量约 3300万吨,其中,达到工业氢气质量标准的约 1200 万吨。可再生能源装机量全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。目前,国内氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池 汽车 小规模示范应用。
从全国各地布局看,长三角、珠三角、环渤海和川渝鄂四个氢能产业集聚区正在形成。据不完全统计,全国有超过25个氢能主题园区。其中北京、上海、武汉、佛山四个城市具备较雄厚的产业基础。
氢能产业链的基本构成
氢能产业链条长,技术密集。其整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节。包括上游氢能制造,中游氢能储存运输,下游交通领域、储能领域、工业领域应用。其中,制氢技术和基础设施是氢能产业发展的基础与核心(如:加氢站建设、燃料电池研发与制造等)。
制氢技术方面: 我国现阶段氢能生产有化石能源、工业副产氢、可再生能源电解制氢等。其中,化石能源制氢以煤、天然气为原材料,其技术成熟、成本相对低,但制氢气过程存在碳排放问题,且存在有硫、磷等危害性杂质;工业副产氢以焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产提纯制氢,目前无法作为大规模集中化的氢能供应来源;可再生能源电解制氢的电解水制氢,因成本较高,尚未实现规模化应用。除此之外,生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等技术处于试验和开发阶段。
氢能储运分为储氢技术、加氢站两个方面: 储氢技术从纵向看分为气态储氢、液态储氢、固态储氢三种。从横向看分为物理储氢、化学储氢、吸附储氢。气态储氢技术成熟,是较长时间内的主流储氢方式,其中高压气态储氢最为成熟。液态储氢分为低温液态储氢、有机液态储氢,目前只在航天领域应用。固态储氢是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应作用,将氢气储存于固体材料中。在国内,固态储氢已在分布式发电中得到示范应用;加氢站主要包括站内制氢技术和外供氢技术,三大核心设备有压缩机、储氢瓶、加氢机。
氢能应用方面: 主要包括氢燃料电池、交通领域、工业及能源领域、建筑领域。氢燃料电池与锂电池不同,其本质是一种电化学反应发电装置,拥有较高的经济效应,且无有害气体排放与噪声污染;交通领域方面,氢燃料车分为氢内燃机 汽车 、氢燃料电池车两种。目前我国遵循“氢燃料电池商用车先发展、氢燃料电池车乘用车后发展”的特点。2020年销售的氢燃料电池 汽车 公交客车、公路客车等客车占比达90.3%,物流车、牵引车等货车占比9.7%;工业及能源领域,主要包括氢能冶金、天然气掺氢、固定式电源/电站等;建筑领域主要为微型热电连供。
重点上市企业概况及布局动向
据不完全统计,氢能全产业链规模以上工业企业超过 300 家。国内主要从事制氢的上市公司有华东能源、华昌化工、宝丰能源等。从事储氢、加氢站的上市包括厚普股份、中材 科技 等。
此外,在燃料电池系统装机市场处于寡头竞争格局。亿华通、潍柴动力、爱德曼、国鸿重塑、 探索 汽车 为国内燃料电池系统装机市场的TOP 5,市占率综合接近7成。
氢能产业部分上市企业概况
氢能产业部分上市企业布局动向
附:氢能发展规划政策
关于合作
深圳招商引资实战平台精准服务各地招商引资工作十余年,落地项目2000亿,积累了丰富的企业资源、项目资源,并形成了独有的招商实战实操模式,能够为各地政府在产业定位、产业链招商图谱绘制、产业招商策略路径制定、目标企业筛选和匹配、招商委托等方面提供全方位支持。
近日在上海举行的第三届中国国际进口博览会期间,东芝多位高管对澎湃新闻表示,除了已提出“氢能源 社会 ”愿景的日本本土之外,东芝非常看好氢能在中国的发展前景。
放眼全球,日本是近年来最热衷于发展氢能的国家之一。日本“氢能基本战略”提出,到2030年要确立国内可再生能源制氢技术,构建国际氢能供应链,长期目标是利用碳捕获(CCS)技术实现平价化石燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。对于能源自给率低的日本而言,用零碳排的可再生能源来制取清洁高效、较易储运的氢能,无疑是“后福岛时代”得以兼顾能源安全和碳中和目标的理想选择。
日本能源转型历程
“东芝早在50年前就已经开始做氢能方面的技术研发,进行相关技术储备。我们在40年前推向市场的产品,已经有氢能利用的影子。”负责氢能业务的东芝(中国)有限公司营业总监张童对澎湃新闻表示,早年东芝的制氢路线是烃类醇类重整制氢。但在零碳理念下,该公司内部近十年间全面提升氢能体系,东芝燃料电池体系全部是纯氢燃料电池。
据介绍,东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex已累计在日本国内交付100台以上。这种100kW的模块化单元可根据需求灵活组合,启动时间不到5分钟,高效将管道或气罐中的氢气转化为电能和热能。
东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex累计在日本交付100台以上
典型场景如东芝的新氢能综合应用中心,利用太阳能电解水制备氢气,并直接将其应用在东芝的日本府中工厂的燃料电池物流叉车上。这样,不但燃料电池物流叉车在运转时不排放二氧化碳,而且,因为使用了通过可再生能源制取的氢气作为燃料,从制氢到氢利用的全程实现了零碳排。
当突发灾难时,这套小型分布式能源亦可大显身手,作为一条生命线为300名受灾群众提供一周的电力和热水供应。
纯氢固然样样好,但目前在全球范围内仍受居高不下的成本所困。据澎湃新闻了解,上述在日本落地的东芝纯氢燃料电池系统均为有日本政府政策支持的项目。
张童表示,全球可再生能源快速发展,但风电、光伏始终存在间歇性问题。尤其在中国,风电、光伏装机的迅猛增长对电网调峰要求巨大,弃风、弃电的问题屡见不鲜。若将这部分电力转换成氢能储存起来,在需要时再调取,就是一个最理想的结合。“可再生能源与电解质制氢技术结合起来,制出来的氢完全是绿色的。”
他认为,在该领域,东芝的所长是对电力系统、电子设备、控制系统的深入了解和对氢的长期技术积累,目前正在与多家上游制氢企业探讨合作。在氢能起步阶段,东芝呼吁政府对全行业予以政策支持,鼓励更多企业参与氢能产业链的完善,并尽早明确氢使用的法律法规。在这些前提下,氢能成本才能随着规模化效应快速下降。
氢能成本的下降有赖于一个足够大且高速成长的下游市场。东芝正在推动纯氢能燃料电池系统H2Rex尽早应用于中国市场,使其成本上尽早符合中国市场潜在的需求,并联合中国合作伙伴一起开拓市场。
实际上,东芝对于“终极能源解决方案”的认识,在日本福岛核事故之后出现了彻底的转变。东芝曾是全球核能领域的重要参与者,旗下拥有 历史 战绩辉煌的美国西屋电气公司。但由于2011年福岛核事故后全球核电建设放缓、建造成本陡增、西屋电气申请破产保护等原因,东芝最终选择剥离核电资产。
今年10月,日本首相菅义伟在临时国会上发表施政演说时宣布,日本将争取在2050年实现温室气体净零排放。这标志着作为全球第三大经济体和第五大碳排放国的日本在气候议题上的立场发生巨大转变。目前,日本的温室气体排放中有至少80%来自能源领域。
“二氧化碳零排放并不是最近才有的呼声,很早以前大家就在进行与此相关的探讨。”东芝中国总代表宫崎洋一对澎湃新闻说道,福岛核事故改变了全球的碳减排思路。2011年之前,日本、欧洲都将低碳发电目标寄希望于核能,但福岛事故后由于安全标准升级、核能发电成本陡增,欧洲主要国家纷纷选择弃核。
宫崎洋一称,除了重点业务氢能之外,目前东芝还有其他颇具竞争力的能源业务和碳捕捉技术,可以根据不同地区的特征进行灵活组合。具体而言,在水电领域,东芝的实际供货数量和技术实力处于全球第一梯队,已经向44个国家及地区累计供货2300多台水轮机和1800多台发电机;光伏领域,东芝的工业用光伏发电系统在日本有2700处应用,住宅用光伏发电系统在日本为10万户以上客户使用;地热领域,东芝已向全球提供累计达3.7GW的地热发电设备,以设备容量计处于全球第一。
福岛氢能研究基地(FH2R)
在日本国立的新能源产业技术综合开发机构(NEDO)牵头下,东芝与另外两家日本企业合作的福岛氢能研究基地(FH2R)已于今年2月底建成。
FH2R系统概览
该项目建有全球最大的利用可再生能源的10MW级制氢装置,正在验证清洁低成本的制氢技术。这里产生的氢气不仅用来平衡电力系统,还为固定的氢燃料电池系统、移动的氢燃料车等提供动力。
校对:刘威