氢燃料电池乘用车只看丰田Mirai?别忘这几家中国企业
[汽车之家 行业]? 在氢燃料电池汽车领域,似乎形成了这样一种默契:囿于政策、技术、成本和商业模式等多个因素,我国优先发展氢燃料电池商用车,氢燃料电池乘用车则被看作“储备性”路线,多年来不温不火。
即便早在12年前,我国就有氢燃料电池乘用车亮相,但是它们始终没有被投向市场,甚至连“试错”的机会都没有。难道,氢燃料电池乘用车在中国市场没有前景吗?未必如此。
沉寂多时的氢燃料电池汽车领域,正迎来一次产业小高潮。近两月来,长城、广汽、宝马等多家整车企业陆续发布氢燃料电池乘用车相关规划。其中,广汽将在2020年内开展示范运营。多年来在商业化道路上缓速发展氢燃料电池乘用车,开始进入实质性运营阶段。
■ 燃料电池乘用车产业“小高潮”
中国氢燃料电池汽车这次“挣”回了一些面子。
此前,氢燃料电池乘用车先发优势似乎都在国外企业。2014年12月,丰田汽车推出首款量产氢燃料电池轿车丰田Mirai。彼时,丰田汽车公司Mirai燃料电池车开发负责人田中义和称,丰田之所以在2014年底将Mirai推向市场,与日欧美等国对氢燃料电池汽车达成共识有关。同时,相比2008年,氢燃料汽车开发成本降低了95%。
2015年前后,日韩系和欧美系车企不断公布氢燃料电池乘用车。严格来算,早在2013年12月,现代就推出量产现代ix35 FCV车型;2016年本田推出CLARITY车型;2017年戴姆勒也推出全新氢燃料申池GLC-CELL概念车。
『丰田Mirai』
反观中国车企,则没有像丰田、现代和本田那样开展实质性进展。2014年上海车展,上汽亮相第四代荣威950插电式燃料电池汽车,最大续航里程400km。2016年,奇瑞在国家“十二五”科技创新成就展上,展示了一款艾瑞泽3燃料电池增程电动车,增程模式下可实现续航350km。不过,这仅是上汽和奇瑞的技术性展示。
2020年到来,中国车企在氢燃料电池乘用车领域的不同以往的动作,让人感受到了一波产业“小高潮”。
在不到一个月时间里,三家整车企业陆续发布氢燃料电池乘用车规划,并提出量产车型上市计划。7月20日,长城汽车发布“柠檬”平台。“柠檬”平台车型将匹配第二代氢燃料电池动力系统,续驶里程可达1100km。根据规划,长城汽车首款氢燃料整车平台将在今年年内推出,并于2022年展示小批量氢能源车队,2023年推出成熟的燃料电池乘用车车型。
『广汽新能源Aion LX Fuel Cell在广汽科技日首发亮相』
广汽也紧随其后。7月28日,广汽首款氢燃料电池车Aion LX Fuel Cell在广汽科技日首发亮相。而这款车型也不单纯是展示车,广汽计划在今年年内投入示范运营。
造车新势力中也有燃料电池技术的簇拥者。8月10日,爱驰汽车在山西高平举办甲醇重整制氢燃料电池技术奠基仪式,旗下甲醇氢燃料电池动力系统生产基地正式动工。工厂投资额20亿元,建成后可实现年产8万台/套甲醇制氢燃料电池动力系统。
除了上述企业之外,初步统计,包括海马、云度、红旗、上汽大通、长安等车企都开始在氢燃料电池汽车领域进行布局。可以说,从氢燃料电池乘用车领域布局情况来看,目前中国车企数量最多。这会是中国氢燃料电池乘用车崛起的开始吗?
■ 为什么要搞燃料电池乘用车?
首先回答这个问题:为什么一定要搞氢燃料电池汽车。
我们来看看我国面临的能源问题。有几组数据:一、目前我国70%和40%以上的石油、天然气都依赖进口;二、2019年我国碳排放量占全球29%;三、我国可再生能源占比约为14.86%,“三弃”(弃风、弃光、弃水)规模约为515亿度电;四、我国燃煤发电效率水平在38%-45%之间,2018年国内生产总值能耗约为0.506吨标准煤/万元,是世界平均水平的1.5倍。
中国曾向世界承诺,2030年碳排放量将达到峰值。如何完成这个承诺?发展氢能产业是实现去碳的有效途径。当氢与氧发生反应之时,最终生成的便是水,无碳、无色、无味。
从大战略上来看,“去碳从氢”是未来必然趋势。当然,落实到具体产业,具备规模化优势的氢燃料电池汽车产业必不可少。如果没有氢燃料电池汽车产业的带动,中国要兑现2030年承诺,恐怕要打一个折扣。
再看看燃料电池汽车的优势。氢燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle,FCV),简而言之就是以燃料电池产生的电能为驱动力的新型电动汽车。相比传统汽车,FCV具有对环境零污染,加氢只需几分钟,续航里程足以满足用户需求。仅从产品本身来看,FCV优势十分突出。
其实,中国车企也从来没有忽视过氢燃料电池汽车的发展。2008年开始,中国车企就在氢燃料电池乘用车领域不断投入。上汽、奇瑞、一汽、北汽、长城、爱驰等车企都展示过燃料电池乘用车产品。初步统计,2008年以来,国内市场先后出现20多款燃料电池乘用车。
我国氢燃料电池汽车产业集中在商用车领域,也是不争的事实。同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐教授如此解释,从技术角度来说,在燃料电池汽车产业链技术还不太成熟的时候,发展商用车难度相对较小。乘用车对相关零部件技术成熟度要求更高,推进难度也更大。
另一个原因便在于国家政策导向。氢燃料电池汽车示范运营集中公共交通、物流板块,这样国家管控难度较小,从补贴角度来看也更容易操作。再加上地方政府力量的介入,公交车这样的区域性、公共属性强的产品,更成为重点支持的对象。
因此,有人认为我国乘用车更适合走纯电技术路线,大可不必发展氢燃料电池乘用车。
这个观点有失偏颇。我们从商、乘车型占比来看,截至2020年6月,我国汽车保有量达到了2.7亿辆,其中载货汽车仅为2944万辆,即使再加上公交车辆,商用车保有量占比也不高。
如果氢燃料电池汽车产业仅拓展到商用车领域,那么整体市场容量将十分有限,这对我国节能减排贡献度远远不够。其次,未来加氢站基础设施利用率也会偏低。再则,氢燃料电池技术能否经得起考验,也必须深入私人消费领域。
从国际经验来看,氢燃料电池乘用车的市场成绩也有目共睹。2015年以来,韩国氢燃料电池乘用车销量持续上涨,2018-2019年期间更是大幅增长,其中2018年同比增长达到509.8%;2019年销量突破4000辆。日本氢燃料电池乘用车销量则在2017、2018年下滑后,2019年实现回升,2020年也将预计处于稳定回升趋势之中。
我们再以现代Nexo氢燃料电池车型销量数据为例,2018年,现代共计售出966辆Nexo;2019年达到了4987辆;2020年上半年销量为3292辆。现代汽车方面预计,该款车8月销量或将超过1万辆。
『现代Nexo将会是全球第二款销量过万的氢燃料电池乘用车』
这么来看,氢燃料电池乘用车走向市场,虽然暂时还不能称之为成功,但也算小有成就,至少获得了一次经受市场检验的宝贵机会。
■ 氢燃料电池乘用车瓶颈在哪里?
当然,发展氢燃料电池乘用车并非易事。
戴姆勒不久前就宣布,终止氢燃料电池乘用车研发计划。这意味着,这项自2013年起与福特和日产公司合作开发的项目宣告停止。戴姆勒放弃燃料电池项目,核心原因就是制造氢燃料电池乘用车的成本太高。
横亘在氢燃料电池乘用车的第一道难题就在于成本。乘用车作为直面消费者的产品,价格是决定其购买的重要原因。有机构对氢燃料电池汽车造价进行了初步统计,一辆燃料电池车的价格是锂离子电动车的1.5倍到2倍,是燃油车的3-4倍。如果氢燃料电池乘用车成本依旧居高不下,未来也将很难有市场。
基础设施是氢燃料电池乘用车面临的第二道障碍。如果未来由于加氢站布局不足,是不是也会出现类似纯电动汽车的充电难问题呢?截至目前,我国运营中的加氢站有59座,建设中的加氢站53座,规划建设中的加氢站20座,推动非常缓慢。
技术问题当然也不容忽视。同济大学汽车学院副教授马天才说,从产业链上看我国氢燃料电池发展,整车水平、系统水平和国外差距不大,不过越靠底层的关键材料越薄弱。
比如,电堆占氢燃料电池系统总成本25%以上,其核心材料几乎全部依赖国外厂家;在催化剂领域,国内消耗量是国外3-5倍,且主要来自国外企业,国内仅有几家企业可小批量生产;此外,质子交换膜、膜电极等,都主要依赖国外企业供应。
不过,我们认为氢燃料电池乘用车产业迎来了春天。上海重塑能源科技有限公司董事长兼CEO林琦把全球燃料电池汽车的发展大致分成三个阶段:
第一阶段是燃料电池乘用车的开发阶段,包括丰田、本田、奔驰等乘用车企业牵头的燃料电池技术开发,为燃料电池技术的发展奠定了良好的基础,实现很多技术难题的突破。
第二个阶段为燃料电池商用车的开发阶段。过去三四年时间里,全球范围尤其是在中国市场,燃料电池商用车保持快速增长。无论是整车企业还是零部件企业,大家都把目标和未来逐渐看向了长续航、高重载的商用车方向。
第三个阶段,也就是从2020年起,是燃料电池汽车新征程的开始。氢能应用在全球的发展趋势逐渐明朗,商业化的场景已逐渐实现落地,且在持续开拓过程中。
为什么说氢燃料电池汽车发展走向了新阶段?林琦从四个维度解释,第一个维度是壳牌、英国石油公司、中石化、中石油等能源端企业进入氢能行业,着手基础设施建设;第二个维度是从产品端看,多家主流汽车公司、零部件公司也开始着手产品规划;第三个维度是从应用场景端看,越来越多氢能商业化公司也纷纷入局;第四个维度来自于政府政策和扶持计划。
可以肯定的是,我国氢燃料电池乘用车发展形势正在向好。2020年新能源汽车补贴政策中,针对燃料电池汽车采取“以奖代补”方式,对示范城市给予奖励。《广州市氢能产业发展规划(2019-2030)》中就提及,广州市燃料电池乘用车将主要在出租车、租赁等公共出行领域进行投放,并计划在2022年达到百辆左右投放数量。
从近期来看,氢燃料电池乘用车示范性运营,或者采用租赁形式进行推广,将是一个合理选择。长期来看,随着示范运营规模逐步扩大,成本进一步下降,氢燃料电池乘用车走向普通消费者,只是时间问题。
尽管如此,这一切也不会来的那么快。按照章桐的预测,氢燃料电池乘用车要达到一定的规模,还需要5年左右的时间。也就是说,至少要5年左右时间,消费者才有可能小规模购买。(文/汽车之家 李争光)
应该是可以的,主要是生物质为可再生能源,国家鼓励使用生物质燃料。 像煤炭石油天然气都是不可再生的能源,以后只会越来越少价钱也越来越高,所以可再生的生物清洁能源是未来的趋势。不过你要开厂的话要选好机器才行,建议使用东莞圣珂生物能源公司的颗粒燃料机, 圣珂是广东最大的生物质锅炉燃料机生产厂家,在国内比较有实力厂家。
可再生能源有太阳能、生物能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能、核能等。
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要内是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物容通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
扩展资料:可再生能源的特点:
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。
一旦种源消失,该资源就不能再生,从而要求科学的合理利用和保护物种种源,才可能再生,才可能“取之不尽,用之不竭”。土壤属可再生资源,是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
参考资料:百度百科-可再生能源
2015年1月13日,首届中国电动汽车百人会论坛(以下简称"百人会")在北京钓鱼台国宾馆召开。
14日上午,科技部电动汽车重大项目监理专家组组长王秉刚在新能源公交车如何从示范走向产业化专题论坛上发表了主旨讲话,对我国近年来新能源公交车的发展现状以及已经在我国应用的7种典型新能源公交车进行了总结概括,让与会嘉宾对当前我国新能源公交车的推广应用情况有了更全面的认识。
中国新能源公交车推广进程快于国际
在新能源公交车推广数量方面,王秉刚在发言中指出,北美地区主要采用混合动力系统,目前的总保有量在10000辆左右;欧洲采用了混合动力系统和插电式混合动力系统,目前的推广数量在2500辆左右;日本以混合动力系统为主,推广数量在10000辆左右;中国目前新能源公交车的推广数量在36000辆左右,是世界上最多的。
当前,各个国家都在开展新能源公交车的应用及推广方面的研究,对此,王秉刚表示:"美国、欧洲、日本新能源公交车应用规模较小,以混合动力为主,美国、欧洲、韩国已开始着手研究无线充电方式,特别是伦敦等城市的在线充电公交车与共用基础设施方案对我国城市公交车电动化具有重要参考价值。"
新能源公交车已占公交车总保有量5%
统计数据显示,2014年1~11月我国新能源公交车总销量为1.43万辆,其中,纯电动公交车占65%,插电式占35%。近年来开展的以"十城千辆"工程为开端的各项新能源汽车推广工作取得了一定的效果,新能源汽车在公共交通领域的保有量不断增长。
据介绍,2011~2012年在25个城市开展了以公共交通领域为主的节能与新能源汽车示范,示范公交车总量达到14682辆,示范规模国际领先,自主研发深度混合动力公交车取得技术突破,纯电动公交车以换电和长续驶里程慢充两类为主。
2014~2015年在39个城市(城市群)推广新能源汽车,公交车主推纯电动与插电式混合动力两种,仅2014年有望推广1.5万辆以上,新能源客车年销量占大客车总销量的20%,新能源客车保有量占公交车总保有量5%。
"2011~2012年这个阶段对新能源公交车的技术发展起到了非常重要的作用,在这一阶段,25个新能源汽车示范城市中,我们是以公共领域为主,在这个阶段,新能源公交车总量已经达到了将近15000辆,占了当时新能源汽车40000辆总规模的53%。其中,混合动力公交车占了新能源客车的83%,就技术路线而言,当时是以混合动力为主。经过这个阶段的努力,我国自主研发的混合动力系统客车达到了国际先进水平,为今后的发展打下了非常好的技术基础。"王秉刚说。
新能源公交推广类型应科学评估、市场决定
在论坛现场,王秉刚对我国已经开始应用的7种典型新能源公交车进行了总结,7种类型的新能源公交车利弊皆有,选择之前应该结合当地实际进行科学评估。
类型1:长续驶里程慢充式纯电动公交车
技术特征:设计续驶里程200~300公里;
典型商业模式:整车销售、融资租赁;
充电方式:夜间慢充为主,白天补电;
主要优点:运行零排放,一次充电续驶里程较长;
主要问题:整车成本较高,运载效率较低,夜间需要较大充电场地;
典型生产厂家:比亚迪、安凯、五洲龙;
典型应用城市:深圳、南京、合肥、西安、长沙。
类型2:换电式纯电动公交车
技术特征:行驶约100公里,快换电池箱;
典型商业模式:车电分离、电费含电池成本;
充电方式:换电站为备用电池充电;
主要优点:运行零排放,换电时间短;
主要问题:换电站投资较大,需要额外电池,综合成本较高;
典型生产厂家:安凯、申沃、福田;
典型应用城市:青岛、天津。
类型3:快充式纯电动公交车
技术特征:采用高比功率电池(三元/钛酸锂)、快充、电池容量根据线路长度设计;
典型商业模式:整车销售;
充电方式:站内快充;
主要优点:运行零排放,少装电池,运载效率较高,电池寿命长,综合成本较低;
主要问题:单位能量电池成本较高;
典型生产厂家:恒通;
典型应用城市:重庆。
类型4:在线充电式纯电动公交车
技术特征:利用城市无轨基础设施,约一半里程边行驶边充电,剩余里程依靠车载储能系统供电,储能装置有功率型和能量型两种;
典型商业模式:整车销售;
充电方式:在线充电;
主要优点:运行零排放,可利用现有城市无轨电车基础设施、投入小,少装电池,运载效率高,综合成本较低;
主要问题:无现有无轨电车系统的城市,需要新建基础设施;
典型生产厂家:福田、青年、扬子江;
典型应用城市:北京、杭州、上海、武汉。
类型5:插电式混合动力公交车
技术特征:油(气)电深度混合,纯电行驶里程30~50公里;
典型商业模式:整车销售;
充电方式:夜间慢充,白天补电;
主要优点:燃料消耗量低;
主要问题:有排放,部分车辆充电无保障;
典型生产厂家:宇通、金龙、南车、中通等;
典型应用省市:郑州、杭州、广东、江苏、辽宁等。
类型6:增程式电动公交车
技术特征:一次充电续驶里程80~100公里,增程器补电或为空调系统供电;
典型商业模式:整车销售;
充电方式:夜间慢充为主,増程器补电;
主要优点:増程器补电可延长续驶里程,减少电池数量,降低成本;
主要问题:増程器工作时有排放;
典型生产厂家:南车;
典型应用城市:湖南、海口、贵阳。
类型7:中等续驶里程浅充浅放公交车(试运行)
技术特征:充电续驶里程120~160公里,每日多次充电,浅充浅放;
典型商业模式:充电利用变电站冗余能力和可再生能源电力;
充电方式:多次进站浅充(移动充电车、无线充电);
主要优点:续驶里程适中,减少了电池数量,降低总成本;
主要问题:移动充电车或补电基础设施成本较高;
典型生产厂家:深圳新能源汽车创新联盟、扬子江;
典型应用城市:深圳、武汉、重庆、襄阳。
最后,王秉刚总结道:"电驱动公交车是我国新能源汽车最活跃的创新领域,在国家政策的鼓励支持下,自主研发取得突出成果,带动整车与零部件技术进步。鼓励各种技术方案与商业模式创新与实践,在满足国家标准下,哪种方案更适宜,需要开展科学评估,并最终由市场来选择。"
PART 01
或将氢能业务上市
德国老牌工业集团蒂森克虏伯的首席执行官Martina Merz本周二表示,蒂森克虏伯正在考虑对此氢能业务进行首次公开募股IPO或通过SPAC(特殊目的收购公司)的方式上市。
蒂森克虏伯的氢能业务部门Thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers(下文简称TKUCE)是由该工业集团和意大利可持续技术领域市场领导者迪诺拉De Nora共建的合资企业(持股比例分别为66%和34%),同时也是世界上最大的用于生产氢气的氯碱膜技术供应商。
在与分析师的电话会议中,Merz表示,蒂森克虏伯已聘请一家投资银行来 探索 该业务的战略选择,并将在今年夏季之前提出建议。
Merz表示:“蒂森克虏伯这样做的主要目标是为该业务的进一步增长提供资金。因此,我们希望将潜在的资金用于增长。当然,这也意味着寻找合作伙伴来实现增长。”
瑞信在上个月的一份报告中称,TKUCE的估值约为28亿欧元(合约34亿美元),其竞争对手包括挪威的Nel ASA,英国的ITM Power和法国的McPhy Energy SAS。
消息人士称,TKUCE的年销售额在数千万欧元范围内,由于其增长前景,该业务部门是从蒂森克虏伯设备技术部门中剥离出来的。
据悉TKUCE的最新订单中包括一项向美国化肥生产商CGF Industries提供20兆瓦制氢装置的交易。
PART 02
去年就曾对氢能业务进行审查
早在去年11月,就有消息传出称,陷入困境的蒂森克虏伯正在审查对氢能业务部门TKUCE的选择。尽管蒂森克虏伯当时正在不断剥离出售各大业务,但是由于大规模生产氢气的需求预计会增加,该业务部门可能会被保留。
据知情人士透露,该业务保留后可以帮助蒂森克虏伯围绕氢气制定战略,并援引欧盟计划通过可再生能源推动燃料生产。
当时,德意志银行也表示,TKUCE可能通过与战略投资者的交易或首次公开募股获得超过10亿欧元(约合12亿美元)的估值,“只要有建设性的增长案例就可以达成”。
TKUCE大约占有全球市场的一半,与日本的旭化成Asahi Kasei(25%),中国的蓝星(北京)化工机械(19%)和英国的石油化工集团英力士Ineos(6%)竞争。
业务专家普遍认为,鉴于在未来几十年内,德国或是欧盟可能在氢能方面进行大量投资,以实现气候目标并促进能源转型,蒂森克虏伯的氢能部门可以发展出重大的战略价值。
TKUCE的氯碱和盐酸电解厂每年获得价值超过4000万吨的氯合同。尽管人们对氢的炒作是否真的存在意见分歧,但德国已经投入了90亿欧元来帮助建立一个全国性的氢工业,RWE和E.ON等能源公司为这种技术寄予了希望。蒂森克虏伯选择将氢能业务上市,也是看中了国家正在大力扶持氢工业的发展,希望把握这一机遇。
PART 03
计划联合开发氢供应链
不仅仅是将氢能业务上市,蒂森克虏伯还在大力推动绿色钢铁的生产:蒂森克虏伯钢铁公司(Thyssenkrupp Steel)和集团旗下生产半成品钢材的克虏伯曼内斯曼钢铁公司(Huttenwerke Krupp Mannesmann,下文简称HKM)及鹿特丹港正在共同研究建立国际氢气供应链的问题。
作为向气候中和型钢生产转型的一部分,蒂森克虏伯钢铁公司和HKM将需要大量且不断增加的氢气来确保不使用煤炭就能生产钢铁。数十年来,两家公司一直通过自己在鹿特丹的码头进口煤炭,铁矿石和其他原材料,并通过驳船和铁路将它们运输到杜伊斯堡的高炉。
合作伙伴将共同研究通过鹿特丹进口氢气的可能性以及鹿特丹与位于杜伊斯堡的蒂森克虏伯钢铁公司以及HKM生产基地之间可能的输气管道。此次合作可以作为进一步倡议的框架,并且将支持合作伙伴参与的现有倡议和项目。
鹿特丹港已经在研究从世界上许多国家和地区进口的氢气。绿氢是煤炭,石油和天然气的可持续替代品。如果欧洲和德国想要减少二氧化碳排放并在2050年之前成为气候中性而又不失去强大的工业支柱,则必须进口大量氢气。鹿特丹还建立了碳运输和存储系统Porthos,作为“H2morrow钢”项目的一部分。该系统还可以作为生产蓝色氢气的二氧化碳储存设施而发挥作用。蒂森克虏伯钢铁公司也参与了“H2morrow钢”项目。
这三个合作伙伴一致认为,需要新的跨境基础设施来支持能源过渡,尤其是管道的扩展。对于钢铁行业而言,对氢气作为煤炭替代品的具体且相当大的需求以及储存二氧化碳的可能性或将成为该基础设施实施的动力。作为欧洲最大港口的鹿特丹与作为欧洲最大钢铁基地的杜伊斯堡之间的合作,可以为建立能源转型的供应链发出信号,并为重要的可持续欧洲物流集群的发展做出贡献。
对于风雨飘摇的蒂森克虏伯集团而言,氢能必然是其未来发展的重点。无论是将氢能业务上市,还是建立氢供应链来促进绿色钢铁的生产,我们都可以明确地感受到,蒂森克虏伯希望趁着能源转型的风口,在德国与欧盟的扶持下,重现昔日的辉煌。
1.1 能源安全是最重要的战略目标
在当前全球气候变化的形势下,以及意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭的背景下,随着紧缺的石油资源问题突出,国际油价持续攀升、各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题,无论是发达国家,还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。
发达国家人均能耗高,需要大量进口补充境内能源资源的短缺,因此,能源发展战略除了考虑本国的资源因素外,极为注重涉及到国外资源开发利用的国际因素影响,甚至关注其他国家能源需求变化对国际能源市场的影响及对自身的影响程度。在历年的石油危机后,针对当前石油资源紧张的形势,发达国家以其较充沛的经济实力逐渐加大石油战略储备力度,建立和加强战略石油储备是发达国家保障能源安全的主要措施。而且,由于国家的经济实力强,对能源发展战略的考虑既重视近期的能源供应安全问题,又重视长远的能源可持续发展。发展中国家在国际竞争中处于弱势,多偏重于建立当前自身的能源安全供应体系。能源资源充裕的发展中国家已认识到利用资源优势发展国家经济的重要性,逐步加大了国家对国外企业开采和资源输出的控制。菲律宾明确国家能源和经济安全的底线是“确保实现国家能源60%自给自足”。巴基斯坦战略目标明确,突出增加本土能源比重,减少对外进口依赖的重要性,并对落实目标,做出了详尽的项目规划。乌克兰在经历了能源供应危机后,能源战略更加强调节能降耗、提高能源自主供应能力的必要性。墨西哥强调能源立法,同时,要及时分析阻碍国家能源发展的主要障碍,进行能源战略调整。
石油战略储备曾是以石油消费为主的发达国家应付石油危机的最重要手段,作为保障石油供应安全的这一战略措施也逐渐为发展中国家所效仿。现在,具有一定经济实力的国家为减少供应风险,都开始着手石油战略储备。石油战略储备已超出一般商业周转库存的意义,更重要的是取得主动,避免受制于人,有利于稳定国内经济发展,增强国际竞争力。
各国能源战略最突出的变化特点就是以减少石油消费、减少进口能源依存度为主要目标。在当前可再生能源尚未能够实现全面替代的形势下,节能是实现这个目标最现实、收效最快的措施。历史上,发达国家曾以减少石油消费的战略赢得了更大的市场利益,在20世纪70年代石油危机的后的20年内,迫使石油价格处于甚至低于10美元/桶的低价运行时期。当前更加强调综合利用法律、经济和技术等手段鼓励节能,从开采、加工、运输、利用和消费等多环节深挖节能潜力,发展节能产业。为达到节能目的,利用市场和企业、消费者行为开发节能机械、节能汽车等;取消石油价格管制,主张由市场机制调节能源供求关系,对能源企业进行私有化改革,提高资源配置能力,加强勘探等措施。
各国经济持续发展和人民生活水准提高的要求,必将加大能源资源的消费量。如何减缓能源消费的增速,只有提高能源效率、加强节能。各国不同程度地采取立法、经济激励、政府补贴、自愿协议和广泛宣传等各种政策措施,并且相互借鉴有成效的举措,体现在各自的能源发展战略中。近年来全球气候变暖,生物多样性锐减,气候灾害频繁的形成与人类过度地消耗化石能源存在密切的因果关系。虽然能源给当代人的生活带来了一定的舒适和便利,但是全球能源消耗量持续增加的趋势不仅对世界能源供应是严峻的挑战,而且给全球减少温室气体排放带来巨大压力。当人类生存环境遭到严重破坏后,很难逆转。
越来越多的国家在制定本国能源战略和政策时,已将环境因素放在优先考虑的地位。不少国家的能源战略强调发展新能源替代化石能源和实现《京都议定书》的温室气体控制目标。在《京都议定书》建立的减、限排温室气体总量机制下,大气中温室气体排放空间凸显为一种稀缺性的经济资源,拥有了这种资源就等于拥有了温室气体排放权和经济发展空间。依据《京都议定书》的规定,可以出售多余的二氧化碳排放配额。美国为了国内集团利益拒绝批准《京都议定书》,俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。
由此可见,能源的战略选择不仅是能源本身的问题,也是经济利益的问题,环境保护和人类生存的问题。能源发展在经济发展的推动下,正越来越受到环境因素的制约,能源战略目标由单纯强调能源供应向3E(Energy,Economy,Environment)方向发展,即能源、经济与环境的协调发展转变。 各国的国家能源战略均加重强调实现保障能源安全需要全方位的措施,不过度依赖单一的能源形式,减少经济发展对石油、煤炭、天然气的依赖程度,战略的核心是安全、环境和效益。各国的能源战略都出现了“多元化”的宇样,其含义是非常深刻的:一是能源资源种类的多元化,这可以带来能源产业的繁荣,同时将促进能源科学技术的飞速发展;二是以保障石油安全为核心,积极开拓新的石油供应基地,实现能源进口渠道的多元化,并且各国都有意识地避开主要从中东地区进口的做法,将多元化进口的目标锁定在其他具有一定油气资源输出能力的拉美、非洲或东欧地区。三是关注全球资源状况,将资源开发重心由境内移向境外。无疑,这一策略的普遍采用,又必然将带来新的矛盾和问题。虽然对于能源资源出口国,是本国经济发展的太好契机,但是也会相应带来一些争端,如国内资源保护派的激烈反对,或者贸易国之间各种各样的资源争夺战,由此可能会引发出新的一类局势不稳定问题。
由于石油价格的暴涨,各发达国家的能源结构逐渐发生了变化。坚定不移地奉行能源多元化战略,积极寻求替代石油资源,开发核能、氢能和其他新能源,甚至适度发展国内的煤炭工业,以降低对进口石油的过度依赖程度。重新认识煤炭,加快洁净煤技术的研发和推广。
为确保能源供给的自主性,能源发展的可持续性,21世纪以来全世界已形成转变以石油为主的能源经济,积极开发可再生能源的新高潮。各国能源发展战略措施各有侧重,有的国家积极发展风电、有的国家积极发展核电,但都是以逐步替代油气资源为核心展开的一系列研究方案。可再生能源技术和清洁能源技术的创新将成为世界能源未来发展的制高点,世界能源市场将由目前的资源型转向未来的技术型,是一场更具竞争性的挑战。
从可再生能源发展的状况分析,欧盟是世界上最推崇发展可再生能源的国家集团,其发展可再生能源的战略是:在全面发展的同时,突出风力发电、太阳能发电、生物质液体燃料技术的开发和应用。发展可再生能源方面所采取的主要措施是:制定具体目标、落实经济政策、建立研发队伍、培育产业基础、建立市场氛围、鼓励企业竞争。目前欧洲已成为风力发电、光伏发电技术和市场发展的中心。
印度和巴西是发展中国家发展可再生能源的榜样。印度注重根据自身条件,寻找突破口,所采取的策略是:风力发电以市场换技术,市场规模和产业技术同步发展;适度发展太阳能;生物质能源则以解决农村能源为主;氢能研发有所投入,跟随国际潮流。巴西坚持能源多样化和多渠道,因地制宜发展生物质能源的能源发展战略:依靠水电和生物液体燃料资源优势,减少石油进口,保障国家能源安全,2004年的生物液体燃料产量达到了1500万t,处于世界领先地位,甚至出口生物质能源促进经济发展。
不但一个国家的不可再生能源资源是有限的,而且全球的不可再生能源资源也是有限。资源的有限性与各国能源战略区域向境外转移的特点,意味着国际间的能源资源争夺正在加剧。与过去不同,各国发展所面临的外部环境发生了重大的变化,不能再靠殖民地的方式掠夺资源。资源与市场的国际化,使各国政府意识到,必须加强与能源生产国的外交往来,保证能源供应的来源;同时,必须加强能源消费国之间能源合作,形成联盟,增强话语权,抵御能源价格的上涨。资源进出口国之间的外交关系、资源国之间的战略联盟(如OPEC)的合作以及资源进口国之间的战略联盟(如IEA)的竞争与合作关系更加微妙。突出体现在国际石油问题上,焦点集中在中东。为保障能源安全,能源外交成为能源消费国家21世纪以来的外交重点。各国能源战略普遍出现加强国际化的趋势。例如,韩国对内制定正确的能源政策;对外开展有效的能源外交,实施能源进口多元化。积极倡导区域间的能源合作,加强与产油国的谈判力度。非洲各国强调需要进一步加强团结和合作,协调各国能源政策,明确能源发展战略。无论是产油国还是消费国,积极推动国际合作都是十分必要的。油气出口是印度尼西亚的经济支柱,巩固与邻近国家间的互补合作机制成为国家能源战略的主要目标。
由于能源对国家社会经济发展和国计民生具有重要作用,能源的市场性质已从一般商品转为重要的战略商品,能源问题已呈现出日益全球化和政治化的趋势。由一国自主的能源发展向境外资源的拓展是各国能源需求数量和品种的要求,为避免国家之间对世界有限能源资源的恶性竞争,积极开展能源外交,将能源作为处理国际关系的重,要战略因素,强调能源生产大国之间以及消费大国之间的对话机制,发展多国的能源国际合作是十分必要的。而且,由此也将会进一步促进经济全球化的发展。
欧盟的能源战略就突出体现了以上国际能源战略的特点。欧盟的能源战略重点是保证“经济安全、国防安全、生活安全”,提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。在确保本国能源供应方面以节能和发展可再生能源和生物燃料为主要战略措施,加强能源共同体的建设。
欧盟各国的能源战略虽各具特点,但是总体上是一致的。例如,德国的能源战略锁定长远目标,从能源资源利用的经济效益出发,有效控制国内有限的能源资源开发;持续不断地节能;积极开发风能等可再生能源,占据能源新技术的制高点,实现传统能源的替代。能源进口多元化,石油储备法定化,保障安全供应。面对本国不可再生能源资源递减的趋势和全球气候变化的挑战,英国新的能源战略基点是低碳。强调在市场框架和政策相互影响下,培育市场竞争力,实现提高能源效率、发展可再生能源促进能源多样性的战略。能源技术的研发不局限于本国的能源资源,着眼于世界主要的能源应用技术,以实现未来的能源技术出口换能源资源进口的发展战略。法国立足国情,因地制宜地发展能源多样化,积极发展核电,提高能源供应独立性,实现安全供应。比利时的能源战略长远目标是使用更利于环保的能源,逐步向全部使用可再生能源过渡。波兰在长期能源战略目标下,针对当前问题,突出过渡期的能源战略重点。依据国家能源法,明确政府与企业的职责,国家财政将不直接参与能源项目投资,只在法律和税收政策、贷款担保等方面为企业提供支持。美国能源战略的核心是提高能源供应自主性,突出特点是一个具有长期性和综合性的国家战略。战略目标明确,并辅有相应详细的政策和对策目标、措施,易于操作、监管。实际上,美国能源战略还有一个极为重要内容就是充分开发利用全球的油气资源。观察美国国家外交战略圈,几乎囊括了地下埋藏着丰富的石油等战略资源的国家,特别是中东地区。在不断努力巩固海外石油来源的同时,逐渐明确要减少对石油的依赖。发展新技术,包括燃料的替代技术和设备的更新技术。
能源战略和政策是日本政府一贯的工作重点,能源战略的稳定性促进能源政策的有效实施。虽然日本能源资源贫乏,目前日本一次性能源的自给率不足20%,但是政府立足于技术创新致力节能,成立“节能中心”,健全能源管理体系,指导国民和企业的节能以及节能技术的研究开发,积极发展太阳能等新能源;着眼于全球能源资源的利用,坚持实施以保障能源安全为重点的外交策略,以及国内企业联合一致对外,参与国际竞争的做法,不断提高开发国外石油资源的份额。随着社会经济的发展和外部环境的变化,日本不断完善能源构成多样化、进口多元化和以石油储备为依托的能源战略,从政治、外交、经济、科技等全方位考虑能源战略的发展,确保了自身能源的长期安全供给,保障了国家的经济安全,并使得日本成为世界能源效率最高的国家。俄罗斯能源发展战略制定经历了较长的时间。能源战略目标明确,所关系到的对象明确。能源区域发展具有地域资源特点,相应的能源政策针对性强,每一种能源,如石油、天然气、煤、电能(包括核能和热能)、能源输送等的发展预测都提出了经济体制改革问题以及为实现改革所应该创造的必要条件。同时,指明了能源工业和其他工业部门的相互关系,能源工业科技和创新的重要意义。并且明确了能源战略实施系统,包括:联邦政府行动计划,实施国家能源政策的指标体系,原有相关规划的修订,利用国家信息资源建立的能源战略实施监控系统。实现可持续发展已经成为世界各国的共同课题,而对人口众多的中国来说,具有更大的特殊性和挑战。为实现全面建设小康社会的目标和应对能源长远发展遇到的严峻挑战,我国采取正确的能源战略具有决定性意义。只有实现可持续发展的能源战略,才能保证在“能源消耗最少,环境污染最小”的基础上,实现经济社会快速发展和人民,水平的提高。我国必须汲取西方发达国家的成功经验,学习其他发展中国家根据具体国情发展的经验,建立符合中国特色的、能源效率不断提高和环境保护日益加强的中、长期可持续发展能源战略。
蒋再正
前言 : 德国在国家氢气战略中,将大量赌注押在了对使用可再生能源生产的氢上。该战略巩固了德国成为全球技术领导者的雄心壮志,其明确将重心放在"绿色"品种上,而牺牲了使用有争议的碳捕捉和储存(CCS)技术。虽然环保人士大多欢迎这种做法,却遭到了工业界的反对。但仍有许多专家认为,这一战略开启了德国能源转型的新篇章。
德国政府已经同意一项国家氢气战略,其重点是利用可再生能源制造的氢气,以推动具有里程碑意义的能源转型,并占有未来的工业市场。这项战略于6月10日被批准,内容主要是:" 只有基于可再生能源('绿色'氢)生产的氢气才能长期使用 。 在德国备受争议的使用碳捕获和储存(CCS)的 天燃气 制氢只能以"过渡的方式"使用 。在应对气候变化的斗争中,用可再生电力制造的氢气越来越被视为重工业和航空等排放顽固行业的灵丹妙药。德国为自己设定了到本世纪中叶实现气候中立的目标,其致力于成为相关氢气技术的全球领导者——不仅要启动其具有里程碑意义的能源转型的下一阶段,而且要为其国际知名工业确保一个充满希望的增长市场。
德国经济和能源部长彼得•奥尔特迈尔(Peter Altmaier)表示,这一战略是一个"量子飞跃",将能源转型和气候保护提升至"新的质量水平"。在宣布这一战略的新闻发布会上,他称该倡议是"自决定推出支持可再生能源以来最重要的创新"。研究部长安贾·卡利切克(Anja Karliczek)说,全世界都意识到绿色氢气技术带来的机遇,建立全球氢气经济为德国工厂制造商提供了巨大的潜力。其将作为未来能源给气候和就业提供"双重提升"。
氢能用途
新篇章
《德国国家氢能战略》中提出从以下几个方面实现氢能产业的发展:
· 提升氢能作为替代能源的经济性竞争力
· 开拓使用德国本土氢能技术的国内市场
· 建立完善氢能供应网络
· 助力氢燃料成为替代能源整体
· 加强氢能相关技术培育
· 加强氢能相关市场国际合作
· 完善氢能储运安全规范建设
"国家氢气战略开启了气候保护的新篇章,"德国能源机构(dena)负责人安德烈亚斯·库尔曼(Andreas Kuhlmann)表示。" 国家氢气战略是能源转型持续成功以及气候目标长期可实现性期待已久的基础 。其为能源转型创造了先决条件,这种过渡更密切地将工业和气候政策相互交错。化学工业协会VCI也称该战略是"能源转型成功的决定性一步",但敦促政府考虑所有现有的低排放氢气形式,包括那些使用天然气和CCS的氢气。
新的生产方法
越来越多的国家努力追求气候中和,大量押注于用可再生电力制氢,以减少顽固的工业排放。但是,生产极其富能源的天然气需要大量的电力,使得它比传统燃料更昂贵。这就是为什么需要采取果断的政府行动来解决日益被称为国际"氢经济"的问题。
通过提高效率和直接用清洁电力取代化石燃料,例如使用电动 汽车 而不是内燃机模型,可以避免目前大部分的温室气体排放量。但是在很多情况,这种方法行不通。例如由于重量原因,没有技术能够使大型飞机和船舶使用电池。这种战略在许多工业部门也举步维艰,例如,化学品或炼钢,因为当前工艺不可避免地产生二氧化碳排放。因此需要全新的生产方法, 用电解槽制造的绿色氢气已成为实现碳中和所需的深度减排的主要候选者 。
与该战略相吻合的是,德国钢铁制造商蒂森克虏伯(Thessenkrupp)表示,已扩大水电解产能,将绿色氢气生产扩大到千兆瓦级。目前,世界上许多国家正计划进入氢气经济。水电解正日益成为建设可持续、灵活的能源系统和无碳工业的关键技术。这将会开辟新的市场。
电解槽容量增加200倍
该战略表示,德国的目标是到2030年建立容量为5吉瓦(GW)的工业制氢设施,包括必要的陆上和海上可再生能源供应,大致相当于五个核电站或大型燃煤电厂。最迟到2035年或2040年将再增加5GW。除了现有的支持计划外,德国还将提供70亿欧元用于氢技术的发展。此外,还将投资20亿欧元在合作伙伴国家建立大型的"德国制造"制氢厂。德国将在未来进口大量绿色氢,因为该国根本没有足够的空间来安装制造它所需的大量可再生能源。
联邦政府在提出《德国氢能战略》时,正在为私人投资氢发电、运输和使用奠定基础,这些投资在经济上是可行的和可持续的,这也可以在减轻COVID-19危机的影响和恢复德国和欧洲经济方面发挥作用。在2023年之前为第一个加速阶段,为建立一个运作良好的国内市场打下基础。与此同时,研究和发展以及国际方面等基本问题也需要解决。下一阶段将于2024年开始,稳定新兴的国内市场的同时,塑造欧洲和国际的氢能市场。
在该战略的介绍中,政府网络宣布与Marocco建立联盟,参与非洲第一个工业规模可再生氢项目的建设,该项目每年将节省100,000吨的二氧化碳排放量。库尔曼说,该战略"是世界上首个 远远超出氢的最终用途的战略 之一,并涵盖了全部动力燃料,这种方法考虑了合成甲烷,煤油,甲醇和氨提供的机会。因此《德国氢能战略》也可以看作是对发展欧洲动力燃料市场的明确承诺。"
有风险的赌注?
目前的清洁氢气的成本仍然很高,无法被广泛使用,其价格可能直到2030年才能充分下降。而其中氢的来源也很重要。目前它主要由天然气工业生产,伴随着大量的碳排放,该类型被称为 灰色氢 。其价格主要受天然气价格影响且相对便宜,但它的二氧化碳排放成本较高。 蓝色氢 的价格也主要受到天然气价格的影响。但其第二重要的驱动因素是捕获,再利用或存储碳排放的成本。碳捕获和储存(CCS)成本的降低将会使蓝色氢的价格更接近于灰色氢。 绿色氢 的价格会受到电解的成本与电解过程中使用绿色电力的价格影响。在过去的十年中,太阳能和风能的发电成本已显着下降,这也是德国将战略目标放在绿色氢上的一个因素。
克劳斯·斯特拉特曼(Klaus Stratmann)在《商业日报》 Handelsblatt的评论中写道,该战略的信号效应对经济和整个欧洲都具有重要意义,但他警告称,该战略能否在未来几十年和几十年内实施尚不确定。斯特拉特曼写道:"因为德国政府完全致力于一种变种,即绿色氢,给自己施加了沉重负担。" 他认为,要实现这一目标将需要大量的可再生能源,而且不清楚德国是否能够进口必要的数量。斯特拉特曼说,蓝色氢可能会为越来越多地用于绿色氢的氢基础设施铺平道路。
参考文献:
German hydrogen strategy aims for global leadership in energy transition……Journalism for energy transitiion
The clean hydrogen future has already begun …… IEA
The National Hydrogen Strategy…… Nationale Wasserstoffstrategie
国际能源机构是总部设于法国巴黎的国际间政府组织,由经济合作与发展组织为应对能源危机于1974年设立。
起初国际能源机构致力于预防石油供给的异动,同时亦提供国际石油市场及其他能源领域的统计情报。国际能源机构对28个成员国起到了政策顾问的作用,也为一些非成员国,例如中国,印度和俄罗斯等国进行工作。
该组织目前(截至2012年)的委托责任拓展并集中在良好的“3E”能源政策,即能源安全,经济发展以及环境保护,后者致力于减轻气候变化。国际能源机构在提升可替代能源(包括可再生能源),理性能源政策以及国际间能源技术合作等起到了作用。
国际能源机构成员国要求总石油库存保持在至少相当于前一年90天净进口量的水平。
2009年7月底,国际能源机构成员国共持有综合库存约43亿桶原油。
能源供应 (energy supply),是指为满足能源需求而对各种形式能源的开发和利用。
定义,意义, 定义 能源供应 energy supply,为满足能源需求而对各种形式能源的开发和利用。包括:①一次能源供应。即能源资源的开采,如原煤、原油、天然气、天然铀等矿物能源以及水能、太阳能、地热能、风能、潮汐能、生物质能等可再生能源。②二次能源供应。即一次能源的集中加工转换和输配,如电力(火电、水电、核电)、石油制品(汽油、煤油、柴油等)、煤炭制品(洗煤、焦炭、型煤等)、煤气、液化气和热力(蒸汽、热水)等。③各种进口能源。 意义 国民经济体系中从事能源供应的工业部门称为能源工业。能源工业是社会经济发展必不可少的基础工业,一般具有资本和劳动力密集度高、建设和服役周期长、运输负担重、生态和环境影响大等特点。经济-能源-环境的协调是社会经济进入良性循环持续发展的基本保证。 能源供应分析是能源规划的重要环节,包括能源资源评价和能源工艺评价,目的在于估计规划中地区能源供应的资源、经济和技术潜力,以及评价供需平衡状况,确定相应的能源供应方案。 我国能源供应面临三大挑战 第一,能源供需矛盾极为尖锐; 第二,能源发展需求与我国能源资源储量的人均拥有量不足之间的矛盾; 第三,以煤炭为主的能源结构不合理,大量燃煤造成严重环境污染,还产生严重的温室气体问题。
选择新能源专业,将来就业前景好、工资高这是新开的专业,相较于传统专业目前国内开设的院校少,将来毕业竞争压力小,好就业。之所以要新开设这样的专业,就是国家急需这方面的人才选择新能源,是为了祖国的水更清,天更蓝。
那么什么是新能源
新能源又叫非常规能源,是指传统能源之外的各种能源。目前开发和利用及正在研究有待推广的有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等等。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气等常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,国家越来越重视新能源的开发、利用及推广。
以核电举例,核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,另外核电站也大大减少了燃料的运输。比如,一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。另外核电运行稳定,不像风电水电受外界环境影响较大。
国家大力扶持新能源产业
新能源产业是衡量一个国家和地区高新技术发展水平的重要依据。许多国家都将可再生能源作为新一代能源技术的战略制高点和经济发展的重要新领域,投入大量资金支持可再生能源技术研发和产业发展。