头条 各国抢占先机氢能谁与争锋?
作者:admin 日期:2020-07-11 23:58 点击:

  6月24日,欧盟委员会为欧盟提出氢战略,美国加州零排放卡车法规正式获批通过,山东出台国内首个省级氢能产业中长期发展规划,广州出台定位于粤港澳大湾区的氢能产业蓝图。一天之内,国内外诞生四份重量级氢能战略规划,足可见氢能之热度、发展之迫切、战略之重要。

  作为清洁的二次能源,氢能由于其能量密度大、可再生和零污染等特点,被视为21世纪的理想能源。世界各主要经济体都在国家战略层面开展了氢能推广的相关行动。

  欧洲方面,欧盟委员会于2020年6月24日为欧盟正式提出氢战略,积极推动欧盟氢能产业发展。德国内阁在2020年6月10日通过了《国家氢能战略》,并提到将利用2020年下半年担任欧盟轮值主席国的机会,力争通过《欧洲氢能战略》,在“欧洲绿色协议”的背景下,推动欧洲氢能计划的快速实施。

  在商业发展方面,德国早在2015年就在全国建设氢基础设施,后来六家氢能产业龙头(Air Liquide、Daimler、Linde、OMV、Shell和Total)结成了H2 Mobility联盟以支持德国氢能产业发展,为燃料电池车的发展奠定良好的基础。除德国之外,法国、意大利、荷兰、瑞士等国家也在积极建设加氢站以发展氢能产业。

  北美方面,早在20世纪70年代,美国就成功将燃料电池应用在双子星五号太空船和阿波罗号宇宙飞船上,成为第一个实现氢能源技术应用的国家。同时,美国也是一直领导世界氢燃料电池发展的主要国家,其在2002年11月就发布了国家氢能源前景,并对氢能的研究开发投入了大量的资金。

  此外,美国在2007年对加州的氢燃料电池生产和研究设备实行税收全免政策。从2015年底开始,美国开始实行了新的氢能计划,并预计在 2030-2040 年全面实现氢能源经济。从氢气的生产和储运来看,美国拥有包括Air Products、Praxair等世界先进的气体公司,同时还掌握着液氢储气罐、储氢箱等核心技术,在液氢产能和价格等方面都具有绝对优势。目前,美国已经建成74座加氢站,但是其中有48座位于加州。

  加拿大在开发氢能源方面起步很早,并被公认为是地球上以极低的温室气体排放量或无温室气体排放来制氢的成本最低的地方之一。在魁北克、安大略、曼尼托巴和纽芬兰等可再生能源或核能过剩的省份,电解水制氢的价格与柴油的批发价大致相同。值得注意的是,在阿尔伯塔省、不列颠哥伦比亚省和萨斯喀彻温省,氢气可以通过天然气或其他化石燃料以柴油批发价的一半左右的价格生产,同时还可以捕获副产品CO2,并将其永久封存在地下。

  此外,加拿大还拥有两家世界上最著名的氢燃料电池公司,卑诗省的Ballard Power Inc和安大略省的Hydrogenics Corporation。其中Ballard Power Inc在氢燃料电池电堆的核心技术方面具有巨大优势,开发了IP产品组合,包括约200项专利/申请,还设计了优化的膜电极组件(MEA)和燃料电池。

  然而,加拿大虽氢能资源丰富、氢燃料电池核心技术优势明显,但是由于缺乏集中的氢气需求中心以及可行的市场,其氢能市场化应用并不理想,目前仅建成了7座加氢站。2020年6月7日,加拿大自然资源部确认正在制定一项国家氢能战略来促进氢能产业的发展。

  亚洲方面,日本作为资源短缺型国家,非常积极探索石油以外的其他能源,是世界范围内氢能发展应用的最积极的推动者。日本在2014年发布了《氢能与燃料电池战略路线图》,并为建设“氢能社会”制定了“三步走”计划。该计划确定了到2040年在日本建成全国性的氢能供给网络、2050年建成氢能社会的目标。

  目前,日本是全世界氢能商业化应用最多的国家之一,三洋电机、松下和东芝等公司以及日本丰田、日产和本田等汽车制造商,分别在家用燃料电池热电联供固定电站和燃料电池汽车商业化运作方面表现突出。据统计,日本在氢能及燃料电池领域拥有的专利数甚至多于美国,在全球质子交换膜电池、燃料电池系统、车载储氢三大领域技术专利数量上,两国的技术占比均超过总量一半。

  同样资源短缺的韩国,近年来成为氢能发展的后起之秀。2019年1月,韩国政府发布《氢能经济发展路线图》,希望以氢燃料电池汽车和燃料电池为核心,把韩国打造成世界最高水平的氢能经济领先国家,到2040 年创造出43万亿韩元的年附加值和42万个就业岗位。为实现上述目标,韩国政府将重点在氢燃料电池汽车、加氢站、氢能发电,氢气生产、存储和运输,安全监管等方面采取措施。

  虽然韩国技术实力比不上欧美日等国家,但是以现代等汽车企业为依托,韩国政府建立了对氢燃料电池和加氢站的资助补贴计划,并以斗山集团为项目建设主体重点,发展大型燃料电池发电站,实力不容小觑。

  澳大利亚虽然在2018年才发布《澳大利亚国家氢能路线图》,相比美日等国家似乎有点反应迟缓,但是由于其具有完善的天然气生产、液化及运输等基础设施,在氢气生产及运输等方面具有独特优势。

  澳大利亚的氢能产业发展重点在氢能的生产与供应,意在利用其得天独厚的地理位置优势将其打造为世界级氢能出口基地。近年来,澳大利亚先后与日本、韩国等国开展了氢能供应示范项目,并与俄罗斯等氢气供应国进行争夺,以抢占氢气生产和出口的市场份额。

  国内方面,我国的氢能研究起步较晚,但是近年来对氢能发展的重视程度日益提高。2019年3月15日,我国首次将充电/加氢等基础设施建设写入《政府工作报告》。2020年5月22日在第十三届全国人民代表大会第三次会议上,国家发展和改革委员会公布了《关于2019年年国民经济和社会发展计划执行情况与2020年国民经济和社会发展计划草案的报告》,报告首次将“制定国家氢能产业发展战略规划”正式纳入国民经济和社会发展计划。

  制氢方面,我国受制于资源分布和技术水平,目前主要氢气的生产还是来源于化石能源,清洁能源制氢占比较小。储氢方面,我国目前主要使用高压氢罐储氢,相对于液态储氢和固态储氢等技术,高压储氢的体积比容量相对较小,储氢密度低,而且70Mpa储氢罐的制备生产仍是瓶颈。我国液态储氢仅用于航天工程,未涉及民用领域,固态储氢有待克服技术问题,尚未进入商业化使用。

  基础设施建设方面,截至2020年1月,我国已建成61座加氢站,规划在建的有84座。但由于加氢站需要的压缩机、加氢机、阀门、垫圈等核心设备几乎全部依赖进口,导致加氢站建设成本居高不下。氢燃料电池生产方面,我国生产的氢燃料电池主要应用集中在客车和运输专用车,民用轿车和家用燃料电池等基本处于商业空白。

  企业发展方面,中国的燃料电池生产企业正在迅速崛起,但是氢燃料电池电堆的关键技术仍依靠国外。比如,丰田汽车与一汽、东风、北汽、广汽、亿华通等五家中国车企合作成立“联合燃料电池系统研发(北京)有限公司”,其中丰田出资比例最大为65%,其次是亿华通出资占比为15%,其余出资比例均为5%。仅从出资比例来看,国内车企并不占主动优势,而是担任辅助角色。

  除丰田之外,我国与巴拉德合资或合作的公司超过7家,其中包括中山大洋电机、国鸿氢能、潍柴动力、上海重塑、北京亿华通等国内龙头企业,这些公司在国内生产巴拉德技术授权的燃料电池堆,然后包装成本地组装的燃料电池发动机,最后运用到巴士和商用车上。

  综合来看,我国氢能的研发生产仍处于中国“制”造阶段,而非中国“智”造阶段。眼下,我国迫切需要缩小国际差距,制定国家氢能产业发展战略规划,汇集政企学研用优势资源,打通氢能制储运产业链堵点,实现氢能在工业、能源、交通、住建等多个领域的科学应用。

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