我国首个氢能产业的中长期规划出炉了!
近日,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(-年)》。规划包含多项高“含金量”内容,首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,确定可再生能源制氢是主要发展方向。时值俄乌战争局势尚不明朗,能源危机未消除,氢能中长期规划出台,意义非凡,当局对氢能源的重视程度可想而知。对化工行业而言,这意味着什么?应该跟着国策做何布局?01俄乌大战化工生产商的利润没了
最近的俄乌战争,让大家都感受到了原油、天然气等大宗商品涨价、紧缺的切肤之痛。
年,我国原油进口量为5.13亿吨,每年进口原油需要花费高达亿美元,约合人民币1.2万亿元,原油对外依存度为72%左右。因此,油价的细微变化,对我国购买原油的成本而言都是一个天文数字。
而年中国天然气进口金额.0亿元人民币,与年同期相比增长56.3%。年中国液化天然气进口的来源国中,排名前二的还是澳大利亚、美国。俄罗斯则是中国第二大管道天然气供应国。
大国之间的角力,说到底还是能源之争。能源掌握在别国的手中,就相当于被扼住了咽喉。降低对原油的依赖,提升清洁能源使用占比的能源战略,在这场战争中显得更加紧迫,能源化工行业转型升级迫在眉睫。
原料价格飙升,对能源化工整个产业链来说,更是苦不堪言。3月至今,化工价格指数都已经上升了72个点,涨幅5%。一百多种化工原料宽幅拉涨,氢氧化锂、碳酸锂等化工品吨价涨超万元,多晶硅、磷酸铁锂、丁二烯等化工品吨价涨超千元,部分化工品涨幅超过50%。
来源:全球塑料
就这样,油价飙升把化工生产商好不容易赚到的利润给侵蚀掉了。此前,中国石油和化学工业联合会庞广廉副秘书长在媒体的采访中提到,有些化工企业难以转嫁更高的成本,需求增长下降,利润率下降,亚洲的聚乙烯(PE)利润率更是已为负值。
欧洲最大的化学品制造商——德国化工企业巴斯夫(BFFAF.F)此前发布公告,预计能源成本的上升将对公司利润构成压力,年预计营收和利润将下滑。原料价格上涨对化工巨头来说压力都不小,其他化工企业面临的困境更大。
年我国能源化工进出口贸易额达到.8亿美元,同比增长38.7%。中国占据全球超过45%的化工市场份额,已经成为全球最大的化工市场。一石激起千层浪,价格体制层层传导,国民衣食住行均受此影响。
外部地缘政治推高油价,倒逼国内企业向着清洁、高效、低耗的方向发展箭在弦上。
02兵家必争之物氢能成终极能源
俄乌大战正酣,我国加快能源部署。
近日,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(-年)》,这是我国首个氢能产业的中长期规划。业内专家表示,规划包含多项高“含金量”内容,首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,确定可再生能源制氢是主要发展方向。
3月中旬,国家电投黄河流域氢能产业基地项目在济南新旧动能转换起步区正式开工建设,总投资亿元,一期投资40亿元,将开展燃料电池及关键材料研发,打造国家级氢能创新平台,建设燃料电池装备制造基地,推进氢能在交通、供能等领域全面应用。
建成后,预计年底达到万台产能,年底前达到不低于十万台产能,将带动氢能产业上下游企业集聚,加快氢能产业布局奠定坚实的基础打造全球领先的氢能产业生态圈。
近年来国内氢能产业政策推进迅猛。年两会期间,“氢能”首次写入《政府工作报告》。截止年年底,据不完全统计中国已经发布了至少35项氢能源相关的政策;此外接近30个省份出台了省级相关的氢能源规划,制氢、储运和燃料电池的相关标准也日渐成熟。在政策的助力下,中国的氢能源将迎来快速发展期。
不光是中国,氢能,作为终极能源,几乎被各大国放在了重要战略的位置。
美国、日本、欧盟,都在不遗余力地发展氢能,氢能俨然成为国之大器。为了抢占氢能发展的制高点,各国相继出台氢能战略。
据彭博新能源财经近期发布的年氢市场预测报告显示,年制定实施氢能战略的国家数量比年翻了一番,从13个增至26个。年可能还将有22个国家制定实施氢能战略。
美国是最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家,早在年,美国就开始了氢能源的研究。布什总统、奥巴马政府、特朗普时期,都相继推进、投资氢能的发展。美国《氢能经济路线图》明确年,氢能将占到美国终端能源消费的14%。
众多国家中,对氢能重视度最高的非日本莫属。日本早前就喊出过“成为全球第一个实现氢能社会的国家”的豪言,力图主导和引领全球新能源技术发展。
韩国年把氢能产业定为三大战略投资领域之一,年初发布《氢能经济发展路线图》,提出到年进入氢能社会,力争在氢动力汽车和燃料电池领域占据全球市场份额第一的位置。
除此之外,德国将氢视为德国能源转型成功的关键原材料,年,发布总投资90亿欧元的《国家氢能战略》,推出38项具体措施,涵盖氢的生产制造和应用等多个方面。
各国打响氢能争夺战。
为什么要争先恐后发展氢能?
首先,不像目前原油、天然气、煤炭等资源是一次性能源,氢能是可再生能源,来源广泛,氢气制备可以依靠化石能源制氢、副产制氢、可再生能源制氢、电解水制氢以及光解水制氢等方式。
氢能联盟基于国际能源署和美国能源部数据所做的一份研究显示,若制氢成本为2.50美元/千克,则氢能源约可满足全球能源需求的8%。到年,制氢成本降为1.80美元/千克,则氢能源约可满足全球能源需求的15%。预计到年氢能源可满足全球终端能源需求的18%。
未来的能源体系中,氢能源将作为清洁能源载体将发挥重要作用。
同时,由于氢气利用的终极产物是水,并且可以做到无污染、零排放,因此它也是公认的清洁能源。
最重要的是,氢能是经济发展新的增长点。
氢能的产业链较长,涵盖上游的氢气生产、净化、储运和气加注,中游的燃料电池以及相关零部件的生产,下游的氢能源汽车的生产制造和运营等。每个环节都蕴藏着巨大的商机。
虽然目前氢能还有很多技术未攻克,但一点也不妨碍各地区政府布局氢能产业的热情,一旦成了,对就业、税收的拉动,那可不是一般的回报。
目前,国内全产业链规模以上工业企业超过家,集中分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。
《氢能中长期规划》显示,我国是世界上最大的制氢国,年制氢产量约3万吨,其中,达到工业氢气质量标准的约万吨。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。
03下一波国运燃料电池汽车前景比肩锂电?
都说世上最大的赌,是赌国策和国运。这次氢能,可能是一次比锂电更大的国运。
特斯拉是锂电新能源汽车获利最大的企业,年创立,年才发布第一台新能源汽车,而大家熟知的Model3在年末才开始交付。借助新能源的东风,特斯拉由在破产的边缘跃升为亿美元市值的第一车企,马斯克成为新一代的创业教主。
在整个锂电的产业链上,也诞生了像万亿宁德时代、千亿亿纬锂能的巨头。除此之外,璞泰来、天赐材料、中伟股份等锂电化工材料身价倍增。
这样的神话会不会在氢能产业链上映我们未可知,但大概率氢能燃料电池电动车的发展节奏会如锂电汽车那般。毕竟,氢能源汽车被公认是未来氢能利用的最主要方向。
年,我国新能源汽车(以锂电池电动车为主,下同)产量仅有2多辆,年四部委启动“十城千辆”工程,通过提供财政补贴,计划用3年时间,每年发展10个城市,每个城市推出0辆新能源车开展示范运行。
在政策推出的前几年内,新能源车的发展速度低于预期,到年为止,新能源车的年产量也仅有2.8万辆,远远未达到产业规划的预期产能。不过随着锂电池电动车技术的进步、成本的下降、续航能力的提升,加上政府坚持大额补贴以及限购城市免摇号、不限行,锂电池电动车终于逐渐进入爆发期。
我国去年新能源汽车累计销量达到了.1万辆,同比增长1.6倍,连续7年位居全球第一。今年2月,我国新能源汽车产销分别完成36.8万辆和33.4万辆,同比分别增长2.0倍和1.8倍,市场渗透率为19.2%。
在国策的风口上,十年间,新能源汽车销量增长了倍。
根据中国氢能联盟的预计,年至年间,中国氢能产业产值将达1万亿元,年至年产值达到5万亿元。在双碳的大背景下,氢能及燃料电池产业链的未来发展潜力大。
最近结束的北京冬奥会,氢能的使用更是体现得淋漓尽致。点燃火炬所用的材料是绿氢。除此之外,接驳运动员和相关人员的0辆大巴车是氢燃料商用车,10分钟便可以加满氢,加一次氢可行驶公里,性能比肩国际领先水平。
跟锂电池驱动的汽车相比,氢燃料电池汽车具有非常明显的优点:无污染、高效率、续航里程长、加注氢气时间短。
毫无疑问,氢燃料电池汽车和采用锂电池的纯电动汽车都是新能源汽车的重要技术路线。两者的用途也有所区别,纯电动汽车更适用于城市、短途、乘用车等领域,而氢燃料电池汽车更适用于长途、大型、商用车等领域。
根据规划发展目标,到年,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,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排-万吨/年。
随着燃料电池汽车技术参数的提升及整体成本的快速下降,燃料电池汽车产业有望步入加速增长期。
04化工产业升级企业如何布局?
说了那么多宏观的东西,落到实处,化工企业如何把握氢能机遇,进行内部升级?
上文我们提到氢能产业链较长,制氢、储运、加氢站、燃料电池核心材料等核心环节,都有化工企业的加码。
04-1制氢:构建多元制氢体系重点突破电解水制氢
制氢方面,当前阶段化工副产氢是最合适,也是最主要的氢气来源,目前我国氢气主要是合成氨、炼油和甲醇企业在生产,用途也主要集中在上述领域。
规划提到,结合资源禀赋特点和产业布局,因地制宜选择制氢技术路线,逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系。
在焦化、氯碱、丙烷脱氢等行业集聚地区,优先利用工业副产氢,鼓励就近消纳,降低工业副产氢供给成本。
在风光水电资源丰富地区,开展可再生能源制氢示范,逐步扩大示范规模,探索季节性储能和电网调峰。推进固体氧化物电解池制氢、光解水制氢、海水制氢、核能高温制氢等技术研发。探索在氢能应用规模较大的地区设立制氢基地。
但是长期来看,低成本和低碳排放是基本的制氢要求,可再生能源电解水是制氢终极的路线,目前国内也开始布局。燕山石化已经建成投产0Nm/h电解水制氢及氢气提纯设施,这是中国石化首套质子交换膜(PEM)制氢示范站,配套建立了可实时监控高纯氢质量的在线分
析检测设施,氢气纯度达99.%,电池氢产品已成功销往北京市4座服务冬奥的加氢站及北京市场。
随着电解槽价格的快速下降,到年,全球范围内绿氢将比蓝氢更便宜。
04-2质子交换膜成燃料电池核心部件国产化成趋势
目前,电解水制氢根据电解槽隔膜材料的不同,可分为碱性水电解(AE)、质子交换膜(PEM)水电解以及高温固体氧化物水电解(SOEC)。不论是在PEM电解水装置中还在在燃料电池电堆中,质子交换膜都是核心的部件。
而水电解制氢所用质子交换膜多为全氟磺酸膜,制备工艺复杂,长期被美国和日本企业垄断,其中杜邦Nafion系列膜是目前电解制氢选用最多的质子交换膜(主要使用Nafion、Nafion、Nafion和Nafion系列)。虽然国内也有不少在研和送样测试产品,但从工程应用角度考虑,暂时还无法替代杜邦的产品。
国产化率低与产量低导致燃料电池成本高。其中双极板、膜电极、密封层等核心零配件高度依赖进口,导致成本居高不下,电堆在燃料电池中成本占比更是达到了60%。除此之外,产量低是导致燃料电池成本高的另一重要原因。根据观研报告网的测算,当燃料电池系统年产量从0套逐渐增加到5万套时,成本下降将超过75%。
一直以来,提高关键设备和材料国产化都是国家所倡导的。在此次氢能规划中,也提到了“加快推进质子交换膜燃料电池技术创新,开发关键材料,提高主要性能指标和批量化生产能力,持续提升燃料电池可靠性、稳定性、耐久性。”
未来随着国内企业技术的进步和制造工艺提升,以及规模化效应摊销成本,国产化成趋势。
从长远来看,化工新材料领域也是化工行业未来发展的一个重要方向,传统化工行业随着下游需求增速放缓,市占率向龙头集中是大趋势,核心竞争门槛为成本和效率。但下游仍处于快速增长的新材料领域则不同,核心的竞争壁垒为研发能力、产业链验证门槛、服务能力等。
对化工企业来说,新材料更需要
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