2020年4月,中國第一次從法律上確認(rèn)氫能屬于能源,氫能的能源屬性被國家認(rèn)可;同年氫能國補(bǔ)落地,規(guī)模效益逐漸提升,氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游包括制氫、儲運(yùn)、加注環(huán)節(jié),中游為氫能燃料電池,下游為氫能的應(yīng)用領(lǐng)域,涵蓋電力、燃料/燃料電池和供熱方面。其中,氫能作為燃料電池可應(yīng)用于軍事、加氫站和氫燃料電池汽車等領(lǐng)域。目前氫能相關(guān)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)突破,產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)奠定,正逐步進(jìn)入調(diào)優(yōu)的階段。
目前已有超過三分之一的中央企業(yè)布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈,包括制氫、儲運(yùn)、加氫、用氫等,并取得了一批技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范的成果。
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如中國石化將氫能全產(chǎn)業(yè)鏈作為新能源發(fā)展的核心業(yè)務(wù),目前在建全球最大的光伏綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目;中國石油首座加氫示范站也是冬奧會的首座加氫站,同時在建全球最大的氫儲能發(fā)電項(xiàng)目;國家電投建成國內(nèi)首條全自主可控質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線;東風(fēng)集團(tuán)、一汽集團(tuán)、中國中車和寶武集團(tuán)聚焦終端應(yīng)用燃料電池汽車、列車、氫冶金等。
在氫能利用途徑中,制氫是前提。目前,中國作為世界第一產(chǎn)氫大國,每年產(chǎn)氫量約 2200 萬噸,占世界氫產(chǎn)量的1/3。以中國石化和國家能源集團(tuán)為代表的央企領(lǐng)跑上游制氫端。中國石化和國家能源集團(tuán)作為國內(nèi)氫氣產(chǎn)量最大的兩家企業(yè),市場份額和占市場總約三成,其他氫氣生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多, 氫氣生產(chǎn)規(guī)模相對較小,市場競爭格局較為分散。
中國石化:擁有制氫能力約300萬噸/年,約占全國總產(chǎn)量14%
中國石化涉及制氫、儲運(yùn)、加氫站、燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。在制氫端,中國石化擁有制氫能力約300萬噸/年,約占全國總產(chǎn)量14%,無論是煤制氫、可再生能源制氫,還是工業(yè)副產(chǎn)品制氫,中國石化都有巨大的供給能力,領(lǐng)跑整個上游制氫端。
除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫,2021年11月30日中國石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目正式啟動建設(shè),這是全球在建的最大光伏綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目,投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬噸,同月,中國石化直屬機(jī)構(gòu)石科院啟動首套質(zhì)子交換膜制氫示范站,首次打通了 PEM 電解水制氫設(shè)備從關(guān)鍵材料、核心部件到系統(tǒng)集成的整套流程,該示范站的投用有望推動兆瓦級質(zhì)子交換膜電解水制氫設(shè)施的國產(chǎn)化。
在加氫站端,至2020年底,中國石化累計(jì)開展加氫站試點(diǎn)項(xiàng)目27個,加氫站點(diǎn)分布在廣東、上海、浙江和廣西等地。目前中國石化正逐步打造“油氣氫電服”綜合加能站,“十四五”期間力爭完成5000座加油站的改造。此外公司“十四五”期間發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的總體思路是規(guī)劃建設(shè)加氫站(油氫合建站)1000座。
國家能源集團(tuán):煤制氫年產(chǎn)超400?萬噸,已具備能供應(yīng)4000萬輛燃料電池乘用車的制氫能力,世界排名第一
國家能源集團(tuán)產(chǎn)業(yè)布局在制氫、氫儲運(yùn)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池系統(tǒng)集成、終端利用等方面;制氫包括三個方面:煤制氫、可再生能源制氫、化工副產(chǎn)氫;在氫的儲運(yùn)、加氫方面基礎(chǔ)設(shè)施也正在涉足。
國家能源集團(tuán)具備發(fā)展氫能的能源耦合優(yōu)勢,其中煤制氫能力非常大,年超過400萬噸氫氣,已經(jīng)具備能供應(yīng)4000萬輛燃料電池乘用車制氫的能力。同時,國家能源集團(tuán)成功示范了30萬噸的二氧化碳封存(CCS)項(xiàng)目,掌握了CCS的整個技術(shù)流程、核心的技術(shù)和裝備。
目前,公司正積極推進(jìn)新能源發(fā)電與電解水制氫耦合發(fā)展,推進(jìn)燃煤機(jī)組摻燒液氨探索綜合減污降碳,推進(jìn)新能源制氫與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展,推進(jìn)煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸及輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代,發(fā)揮氫能在傳統(tǒng)化石能源和可再生能源、新能源的耦合作用。
鴻達(dá)興業(yè):建成并投產(chǎn)國內(nèi)第一座民用液氫工廠
鴻達(dá)興業(yè)在氫能行業(yè)主攻制氫、儲氫和運(yùn)氫,為氫燃料汽車等下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)提供氫氣。在制氫儲氫方面,公司投資建設(shè)并運(yùn)營我國首個民用液氫工廠,研發(fā)低成本高性能高容量的稀土儲氫材料,擁有液態(tài)和固態(tài)儲氫兩種技術(shù)。
目前鴻達(dá)興業(yè)年產(chǎn)5萬噸氫能項(xiàng)目(3萬噸為液氫、2萬噸為高壓氣氫)建設(shè)進(jìn)展良好,并成功率先探路長距離運(yùn)輸;同時獲批在內(nèi)蒙古烏海市海勃灣區(qū)、海南區(qū)、烏達(dá)區(qū)建設(shè)8座加氫站;2021年又建成內(nèi)蒙古烏海市第一座移動加氫站,并為烏海市50輛氫能公交加注氫氣。
儲氫瓶產(chǎn)業(yè)布局滯后,正加速國產(chǎn)化
儲運(yùn)技術(shù)是制約氫能大規(guī)模發(fā)展的重要因素之一,高效利用氫氣的關(guān)鍵在于氫氣的儲運(yùn)。目前已商業(yè)化應(yīng)用的高壓儲氫氣瓶主要是 I 型瓶、II 型瓶、III 型瓶和 IV 型瓶。其中 35MPa 儲氫Ⅲ型瓶運(yùn)用較多,由于儲氣量較低,部分成型受制于整車空間布置的限制,主要應(yīng)用在城市公交、城市物流以及一定區(qū)域內(nèi)短途重卡等領(lǐng)域。
中材科技:無人機(jī)用高壓儲氫瓶領(lǐng)域市占率第一,在車用領(lǐng)域市場處于領(lǐng)先位置
中材科技聚焦氫能儲運(yùn)領(lǐng)域,率先研發(fā)完成國內(nèi)最大容積320L燃料電池氫氣瓶,并投入市場形成銷量;開發(fā)取證燃料電池車用及無人機(jī)用35MPa氫氣瓶20余種規(guī)格;成功掌握70MPa鋁內(nèi)膽碳纖維復(fù)合氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù);啟動投資氫氣瓶生產(chǎn)線技改項(xiàng)目及站用儲氫容器生產(chǎn)線項(xiàng)目。
燃料電池產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)具備國產(chǎn)化能力
燃料電池的應(yīng)用推廣是氫能汽車商業(yè)化發(fā)展的重要突破口。燃料電池電堆主要由催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、雙極板,以及其他結(jié)構(gòu)件如密封件、端板和集流板等組成,目前國內(nèi)燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈初成雛形,該領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)量也比較多,膜電極、質(zhì)子交換膜和雙極板具備國產(chǎn)化能力,氣體擴(kuò)散層有小批量供應(yīng),催化劑具備研發(fā)能力,燃料電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)逐漸提升。
億華通:中國燃料電池系統(tǒng)市場排名第一,占市場份額為34.8%
億華通專注于氫燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,是國際領(lǐng)先的氫燃料電池發(fā)動機(jī)供應(yīng)商,率先實(shí)現(xiàn)了具備自主核心知識產(chǎn)權(quán)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)及燃料電池電堆的批量國產(chǎn)化。按2020年車用燃料電池系統(tǒng)總銷售功率計(jì)算,公司在中國燃料電池系統(tǒng)市場排名第一,占市場份額為34.8%。截至2021年9月30日,公司的燃料電池系統(tǒng)已安裝于工信部新能源汽車目錄中的67款燃料電池汽車上,公司位居行業(yè)第一。
2021年12月公司向市場發(fā)布首個240kW型號,為國內(nèi)首款額定功率達(dá)到240kW的車用燃料電池系統(tǒng)。未來,億華通將繼續(xù)專注于氫燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新,引領(lǐng)中國氫燃料電池汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐。
美錦能源:國內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)鏈最為全面的上市公司,已建成目前全球產(chǎn)能最大的燃料電池電堆生產(chǎn)線
在制氫端,美錦在圈中無可比擬的優(yōu)勢,作為國內(nèi)最大的獨(dú)立商品焦和煉焦煤生產(chǎn)商之一,美錦能源煤焦和氫能板塊具有高度協(xié)同性,能夠大規(guī)模、低成本、高效率制取氫氣。公司煉焦工藝過程中副產(chǎn)大量富含氫氣的焦?fàn)t煤氣,據(jù)公司現(xiàn)有715萬噸/年焦炭產(chǎn)能粗略計(jì)算,可從焦?fàn)t煤氣中提取氫氣6.4萬噸/年,可以滿足24000臺中型卡車或18000臺8.6m公交車一年的用量。
在燃料電池電堆端,美錦能源持股的國鴻氫能已建成目前全球產(chǎn)能最大的燃料電池電堆生產(chǎn)線。電堆累計(jì)出貨超過17,000臺,裝機(jī)容量430MW,市場占有率2017-2020年連續(xù)四年全國第一,目前國內(nèi)在線運(yùn)行的氫燃料電池汽車中有50%搭載國鴻氫能產(chǎn)品,全面帶動了國內(nèi)燃料電池汽車規(guī)?;?,自主開發(fā)電堆性能比引進(jìn)技術(shù)提升80%以上,成功實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝備及核心材料的國產(chǎn)化,降本超過60%。
在膜電極電堆中,美錦能源與加拿大工程院葉思宇院士為核心的技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)建的鴻基創(chuàng)能,建成了全自主、可迭代的陰極和陽極卷對卷雙面直涂CCM生產(chǎn)線和膜電極5層及7層自動化生產(chǎn)線,膜電極日產(chǎn)能超萬片,年產(chǎn)能達(dá)30萬平米,產(chǎn)品壽命超2萬小時,占據(jù)國內(nèi)膜電極50%以上的市場份額,已成為該領(lǐng)域自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;?、工程化的領(lǐng)軍企業(yè),解決了氫能發(fā)展'卡脖子'問題。
在燃料電池汽車端,美錦能源控股的飛馳科技是華南地區(qū)最具規(guī)模的新能源客車和最大的氫燃料電池客車生產(chǎn)基地,年產(chǎn)新能源客車可達(dá)到5000臺。目前,飛馳科技、青島美錦擁有從6米~12米各種不同類型及型號的客車產(chǎn)品20余個,是目前國內(nèi)少數(shù)具備實(shí)際量產(chǎn)能力以及運(yùn)營調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的氫能源整車制造公司。
2021年1月青島美錦新能源商用車整車制造中心項(xiàng)目在青島西海岸新區(qū)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn),并成為青島首家獲得新能源商用車整車生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè),助力青島成為全球最大新能源汽車生產(chǎn)基地。
在加氫站端,美錦能源在2020年年底宣布3-5年內(nèi)規(guī)劃建設(shè)100座加氫站(含油氫汽電綜合能源站),目前公司在廣東佛山、云浮,山西太原、晉中,北京市,山東青島,浙江嘉興等地?fù)碛?座已建成加氫站,2021年8月,美錦能源與中石化山西分公司簽訂合作協(xié)議,爭取到 2025 年,在山西省內(nèi)合作建設(shè) 30 座油氫混合站,未來公司會投建更多的加氫站,形成覆蓋全國主要?dú)淠馨l(fā)展城市的氫能供應(yīng)體系。
國家電投集團(tuán):國內(nèi)唯一一家真正擁有質(zhì)子交換膜燃料電池全部核心零部件技術(shù)的氫能產(chǎn)業(yè)科技型企業(yè)
國家電投氫能專注于氫燃料電池動力系統(tǒng)和制氫設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)從燃料電池核心部件級到整機(jī)級的自主化全產(chǎn)業(yè)鏈。
2021年12月,由國家電投建設(shè)的國內(nèi)首條全自主可控質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線正式投產(chǎn),各個環(huán)節(jié)不依賴國外零部件和技術(shù),實(shí)現(xiàn)了氫燃料電池關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化,打破了國內(nèi)質(zhì)子交換膜市場被國外廠家長期壟斷的局面,產(chǎn)線可生產(chǎn)厚度從8微米到20微米的質(zhì)子交換膜,質(zhì)量均相當(dāng)或優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)在大功率燃料電池電堆應(yīng)用,已接獲多家公司采購訂單,可滿足燃料電池汽車、加濕器等多個場景的應(yīng)用需求,達(dá)產(chǎn)后可同時滿足2萬輛燃料電池車的需求。
濰柴動力:目前全球最大的氫燃料電池發(fā)動機(jī)制造基地
濰柴動力已建成兩萬套級產(chǎn)能的燃料電池發(fā)動機(jī)及電堆生產(chǎn)線,是目前全球最大的氫燃料電池發(fā)動機(jī)制造基地。在氫燃料電池業(yè)務(wù)方面,公司已布局電池電堆、電控、電機(jī)、空壓機(jī)、雙極板等關(guān)鍵核心技術(shù),基本完成“單電池-電堆-發(fā)動機(jī)-整車”?氫燃料電池的全產(chǎn)業(yè)鏈布局,其氫燃料電池產(chǎn)品處于行業(yè)領(lǐng)先地位,相關(guān)產(chǎn)品已配套于中通、亞星和宇通等國內(nèi)主流客車廠商和中國重汽、陜重汽等重卡廠商,正重點(diǎn)推廣燃料電池重卡在物流、園區(qū)、港口等多個場景的應(yīng)用。
2021年濰柴動力牽頭承建全國唯一的國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心,同時承接國家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心承接的國家“氫進(jìn)萬家”科技示范工程,未來,濰柴動力將牽頭部署“12345”規(guī)劃實(shí)施,即建設(shè)一條氫能高速、二個氫能港口、三個科普基地、四個氫能園區(qū)、五個氫能社區(qū)。
東岳集團(tuán):國內(nèi)唯一擁有燃料電池膜全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)基礎(chǔ)的企業(yè)
東岳氫能作為東岳集團(tuán)的質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)化公司,具有完整的全氟磺酸樹脂產(chǎn)業(yè)鏈,是繼戈?duì)枴⒖颇絻杉彝鈬髽I(yè)之后國內(nèi)市場占比最大的企業(yè),目前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并批量供貨,具有規(guī)?;?yīng)能力,目前150萬平米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程投產(chǎn),成為全球少數(shù)能夠量產(chǎn)氫燃料電池汽車提供質(zhì)子交換膜的企業(yè)之一。
作為國內(nèi)唯一擁有燃料電池膜全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)基礎(chǔ)的企業(yè),東岳氫能主導(dǎo)產(chǎn)品燃料電池膜技術(shù)先進(jìn),產(chǎn)線穩(wěn)定,已獲得AFCC、巴拉德、億華通、重塑、上汽捷氫等國內(nèi)外氫燃料電池領(lǐng)先企業(yè)的高度認(rèn)可及應(yīng)用合作。在此基礎(chǔ)之上,公司持續(xù)推進(jìn)燃料電池膜技術(shù)研發(fā),推出新一代更高工況、更高交換容量、更高強(qiáng)度及更長壽命的燃料電池膜滿足下一代電堆系統(tǒng)對膜材料的需求。
氫能終端燃料電池汽車為主要方向
隨著技術(shù)的不斷成熟,目前燃料電池加快應(yīng)用新能源汽車等領(lǐng)域,部分國內(nèi)企業(yè)初步掌握了相關(guān)的核心技術(shù),并形成了從燃料電池電堆、電池系統(tǒng),到整車研發(fā)體系和制造的能力,開展了系統(tǒng)的示范運(yùn)行,燃料電池在壽命、可靠性和適用性上基本達(dá)到了車輛使用要求。
雄韜股份:國內(nèi)配套開發(fā)氫能燃料電池車型最多的企業(yè)之一;中國首座制氫加氫一體站;全國最大膜電極生產(chǎn)企業(yè)
雄韜氫雄是國內(nèi)氫能燃料電池領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),其燃料電池產(chǎn)品功率覆蓋52—130千瓦,為10余家國內(nèi)知名整車企業(yè)累計(jì)配套超過60款燃料電池汽車車型,是國內(nèi)配套開發(fā)氫能燃料電池車型最多的企業(yè)之一,公司承擔(dān)了山西省、湖北省最大規(guī)模燃料電池公交車示范運(yùn)營項(xiàng)目,先后實(shí)現(xiàn)了在公交上、物流車、環(huán)衛(wèi)車、重卡等多種車型的應(yīng)用。目前公司擁有現(xiàn)階段國內(nèi)通過國家檢測中心認(rèn)證的最大功率氫燃料電池發(fā)動機(jī)
此外,雄韜氫雄是中國首座制氫加氫一體站,目前在山西大同、陽泉及武漢漢南區(qū)參與建設(shè)共3座加氫站。在膜電極方面,雄韜持股的武漢理工新能源公司在全球膜電極市場占有率市場占有率達(dá)全球第六,僅次于美國戈?duì)枴?M等5家公司。
當(dāng)下在氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,氫能相關(guān)技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)突破,產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)奠定,未來進(jìn)入逐步調(diào)優(yōu)的階段。氫能供給的成熟是大規(guī)模市場化的前提,尚處早期但發(fā)展路徑明確,以氫燃料電池汽車應(yīng)用為氫能產(chǎn)業(yè)的突破口,目前處在示范導(dǎo)入期,在強(qiáng)調(diào)自主可控的基礎(chǔ)上,進(jìn)口依賴強(qiáng)度較高的相關(guān)氫能源新材料國產(chǎn)化替代進(jìn)程加速,氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的新材料將迎來景氣度的抬升,氫能萬億市場打開指日可待。