碳达峰、碳中和目标背景下,氢能成为了应对气候变化和加快能源转型的重要举措之一。目前,以央企组成的“国家队”,正在加速进军氢能领域。
最近的一个例子是,1月11日,国家电投集团规划的华南氢能产业基地正式落户佛山南海,项目计划总投资约100亿元。
“此次国家电投的项目落地,彰显了‘国家队’在氢能领域上的更大热情,更加丰富了华南地区的氢能产业链。”氢能行业资深专家、曾担任全国首个投入商运的加氢站的站长李参成在接受第一财经记者采访时分析说,“同时,国内的氢能领域还需要进一步有效地激发终端应用市场,促进氢气制、储、运、加各环节的技术突破和成本控制,使整个氢能产业链都能快速和平衡发展。”
另据全国政协副主席、中国科协主席万钢8日介绍,随着“双碳”愿景目标在全球获得越来越多的共识,氢能成为能源转型发展的未来方向,氢能技术研发和产业化进入提速阶段。
氢能产业已被写入中国“十四五”规划纲要。中国氢能产业白皮书预计,2050年氢能产值将超过10万亿元。未来,中国将是世界上最大的氢能市场,到2060年实现碳中和时,氢能的产业规模将超过现在的石油产业规模,成为引领经济发展的新增长极。
第一财经记者根据官方资料梳理发现,截至目前,全国30余个省市均布局了氢能产业,其中参与投资的央企越来越多。
关键技术逐渐得到突破
国家电投此次落地广东的华南氢能产业基地,将建设国家电投集团膜材料、碳纸华南地区唯一的氢能产业基地。
该项目拟选址南海区丹灶镇,其中一期计划投资20亿元,重点建设膜材料、碳纸、燃料电池、动力系统等生产线和燃料电池关键技术及产品研发创新平台,初步建成集研发创新、高端制造、示范应用于一体的氢能产业基地。同时,围绕上述产业链关键环节等开展技术研发、装备制造与示范应用推广。
膜材料、碳纸、燃料电池、动力系统正是氢能产业中燃料电池汽车产业的关键技术,而掌握这些技术的主要是欧美和日本等国家。目前,国内使用的以上关键技术和零部件,大部分来自进口。
这些关键技术和零部件的进口价格相当昂贵。以膜材料为例,根据市场现状,1平方厘米的杜邦公司Nafion膜(全氟磺酸质子交换膜)价格达几元甚至近十元,每一辆车需要平方米级别的膜材料。这意味着,仅膜材料这一个部件,一辆车就得摊上几万元甚至十几万元的成本。
而作为燃料电池的“心脏”,动力系统在整车的成本中,占比大约50%或更高。这直接推高了整辆氢燃料电池汽车的造价,在国内,同样一款公交车,使用氢燃料电池的价格是燃油车的三至五倍。
在这种情况下,国内氢燃料电池汽车未来要想实现规模化且健康稳定的发展,需要在关键技术上取得突破。
“我回来之后,就从燃料电池的材料做起。”国家电投氢能公司首席技术官柴茂荣向第一财经记者表示,前几年从日本回国后,他便全身心投入到燃料电池的研究与开发工作当中。“为什么从材料做起呢,因为只要国外一卡你,你就买不到材料。”他解释说。
经过这几年的摸索,国家电投在“八项卡脖子技术”中有了新的突破。比如,催化剂方面,该公司掌握相关核心技术,取得专利并实现量产,产品性能质量全部高于世界领先水平。
同样,在2016年从美国回到中国以后,现任广东省武理工氢能产业技术研究院执行院长、佛山仙湖实验室燃料电池测试中心主任的张锐明,也是从材料做起。“只要扎扎实实去做,做好燃料电池八大零部件中涉及到电堆所需的材料,以及材料之间的匹配优化,假以时日,中国氢燃料电池汽车行业就一定会起来的。”他对第一财经记者说。
据张锐明介绍,广东省武理工氢能产业技术研究院成立两年来,已经在燃料电池材料方面申报了近20项发明专利,并通过技术转让孵化了三家生产型的燃料电池公司。
“国家队”的身影
国家电投仅是进军氢能领域的央企之一。中国石化、中国石油、国家电投、国家能源集团、东方电气、中国能建、中国船舶、华能集团、华电集团、东风汽车、中车集团、一汽集团等央企也在其中。
和国家电投一样,最近在氢能布局上采取行动的还有东方电气。比如,2021年11月30日,四川省和重庆市举行了“成渝氢走廊”启动暨氢燃料电池物流车首发仪式,其中,东方电气将参与组建“成渝氢走廊”技术创新生态圈联盟。目前,东方电气已经投入大量人力、物力,开发出高性能膜电极系统、电堆等产品,以及制氢、加氢关键设备。
也是在2021年11月,中国能建拟设立全资子公司中能建氢能源发展有限公司,总投资50亿元。这是中国能建为统筹引领公司氢能业务发展,打造的氢能全产业链和一体化发展平台。
相对于以上企业,“三桶油”中的中国石化在氢能产业的布局上最为积极。2021年,中国石化公开表示,“十四五”期间,将加快发展以氢能为核心的新能源业务,拟规划布局1000座加氢站或油氢合建站。
从氢燃料电池汽车的关键技术和零部件,到向氢燃料电池汽车提供燃料的加氢站等上下游环节,目前央企均有布局。
此外,地方国企也在布局氢能。“我们现在也