继锂电池之后的新赛道:氢能源强势崛起
在政策推动下,氢产业站上风口。业内人士透露,氢能顶层设计文件有望在近期出台。中国证券报记者调研发现,化石能源制氢是我国主要制氢来源,占比六成以上,但其存在高碳排放量的“灰氢难题”。伴随清洁能源产业快速发展,电解水制“绿氢”迎来曙光。
政策鼎力支持
“延庆区还有两座加氢站正在抓紧建设,加上此前建成投产的中国电力中关村延庆加氢站以及距庆园街约5公里的北京石油王泉营加氢站,5座加氢站将共同承担冬奥会的氢能保障工作,届时可实现日加注氢气6.2吨。”上述加氢站负责人介绍,庆园街加氢站每天可为80辆12米公交巴士提供加氢服务,日供氢能力可达1500公斤。
中国石化董事长马永生告诉中国证券报记者,公司将氢能作为新能源核心业务加速发展,未来五年初步计划总投资超过300亿元。“十四五”期间,中国石化规划建设加氢站1000座,加氢服务能力达到20万吨/年。中国石化拥有3万座加油站,拥有发展氢能业务的网络优势。
政策推动充电、加氢等设施建设,引导鼓励氢燃料电池产业发展。同时,为深入打好污染防治攻坚战,将实施清洁柴油车(机)行动,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。
11月18日,交通运输部印发《综合运输服务“十四五”发展规划》,提出加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设。北京、山东等地纷纷出台氢能产业发展规划及实施方案,并制定了具体建设目标。根据《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,2025年前培育10家至15家具有国际影响力的产业链龙头企业,京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上。
中国氢能联盟数据显示,到2025年我国氢能产业产值将达1万亿元,氢气需求量将接近6000万吨,实现二氧化碳减排约7亿吨。
氢能被认为是极具发展前景的二次能源,具有清洁低碳、高热值、高转化率等优势。发展氢能对于能源领域节能减排、深度脱碳、提高利用效率意义重大。氢能产业链涉及广泛,包含上游制氢、中游储运及下游应用等环节。
发展“绿氢”成共识
在宝丰能源光伏制氢工厂,标有“绿氢H2”“绿氧O2”的大型储气罐在阳光下矗立,车间里多个氢分离器、氢气纯化装置有序排列,而距离工厂1公里的地方一片片光伏发电板镶嵌在旷野里。
宝丰能源氢能项目负责人王箕荣告诉中国证券报记者,成片的光伏发电板组成20万千瓦光伏发电装置,加上产能为每小时2万标方氢气的电解水制氢装置,共同组成宝丰能源氢能产业项目。
“以光伏产生的电能作为动力,使用电解槽制取‘绿氢’和‘绿氧’,进入宝丰能源的烯烃生产系统,替代过去的煤。‘绿氢’综合制造成本仅为0.7元/标方。”王箕荣预计,该项目年底前将有30台电解槽投产,全部投产后可年产2.4亿标方“绿氢”和1.2亿标方“绿氧”,每年减少煤炭资源消耗约38万吨,减少二氧化碳排放约66万吨。未来,公司将向制氢储能、氢气储运、加氢站建设方向综合发展,并通过与城市氢能源示范公交线路协作等方式拓展应用场景,实现氢能全产业链一体联动。
“绿氢”是指通过可再生能源转化的电力电解水所制备的氢气。电解水技术主要包括碱性水电解技术、质子交换膜(PEM)电解水技术以及固体氧化物电解槽技术。
今年3月,隆基股份与朱雀投资合资成立氢能公司。隆基股份总裁李振国对中国证券报记者表示,发展“绿氢”需从降低电解水制取设备以及光伏发电成本方面着手。同时,提高电解槽效率,降低电耗。隆基股份的“光伏+制氢”模式,选择碱性水电解作为发展方向。
“从设备制造成本看,质子交换膜电解水的电极材料选用铂、铱等贵金属,设备制造成本居高不下。而碱性水电解选用镍作为电极材料,成本大幅降低,可以满足将来电解水制氢市场的规模化需求。”李振国表示,近10年来,碱性水电解设备的制造成本已降低60%,未来通过技术和生产装配工艺升级,可进一步降低设备制造成本。
在降低光伏发电成本方面,李振国认为主要包括两部分:降低系统成本和提升生命周期发电量。“在全年光照1500小时以上地区,隆基的光伏发电成本技术上可以达到0.1元/度电。”
联美控股计划布局氢气存储及加氢站建设运营等环节。联美控股总工程师武海滨表示,氢能机会蕴藏在交通运输、燃料电池以及储能领域,氢能市场将是万亿元甚至十几万亿元规模的大市场。
加氢站设备供应商厚普股份董秘胡莞苓告诉中国证券报记者,厚普股份加大氢能源领域投资,已在加氢站设备领域成功研发出多项核心零部件,填补了国内多项技术空白,且成本不断下降。在加氢站建设领域,厚普股份已逐步形成从设计到部件研发、生产、成套设备集成、加氢站安装调试和售后服务等覆盖整个产业链的服务能力。“厚普股份与中国石化在加氢站建设方面有直接合作,将不断深化完善产业链,目前正在研究开发低压固态储氢装备及活塞式氢气压缩机等。”胡莞苓说。
中泰股份专注氢能储运。公司董秘周娟萍表示,氢储运需要将其液化。公司的板翅式换热器已在大型制氢实验装置中采用。氢气液化是深冷技术的制高点,也是公司研发的立足点。“‘绿氢’方面,将依托我们的工程能力,与电解水厂家合作,将氢液化后储运。总体思路是降低提纯、液化成本,解决运输问题。”周娟萍说。
此外,美锦能源将把上游氢气供应、中游装备制造和下游运营打造成产业平台,为后期的清洁能源产业发展提供支撑。
资源共享突破瓶颈
目前,氢能产业发展仍存诸多掣肘。
有研科技集团首席专家蒋利军告诉中国证券报记者,从制氢环节看,目前比较成熟的制氢方法有碱性水电解、水煤气和重整制氢等,而PEM等新型电解水制氢方法正在加快推进。“我国碱性水电解制氢装备在成本上具有竞争力,但能效偏低,制取1立方米氢综合能耗为5至5.5度电,而国外可以控制在5度电以下。”
储氢是目前氢能产业发展的一大瓶颈。蒋利军认为,理想的储氢方式要求高储氢密度、快速吸/放氢速度,同时要求使用寿命长、安全性能好、成本低。“目前,70兆帕下的高压储氢技术已在燃料电池汽车中广泛使用。高压车载储氢技术已能满足燃料电池汽车行驶500公里的要求,但仍需降低成本,提高储氢密度。”而氢燃料电池的关键材料、氢气循环泵等设备依赖进口,存在技术壁垒,燃料电池可靠性也亟待提高。
氢能产业链长,涉及的关键核心技术多。中集集团总裁战略顾问郑贤玲表示,不少核心技术如燃料电池、PEM制氢、液态储氢、碳纤维材料等与世界先进水平还存在差距。
国金证券分析师张帅认为,我国已在氢能产业链上取得不少进步。氢能产业发展是逐步推进的过程,包括“足够量的氢”“足够量且便宜的氢”以及“足够量且便宜的‘绿氢’”。
蒋利军建议,以应用为导向,以系统集成为主线,加快解决材料和部件的自供问题;以企业为主导,以资本为纽带,集中国内优势单位,建立协同创新联盟,上下游密切结合,资源共享,快速研发;燃料电池汽车和分布式电站同步发展,分布式发电与可再生能源微电网密切结合。初期在示范车辆不足的情况下,加氢站宜建混合站,以油养氢。
“氢能核心关键技术已具备规模化生产条件,原理上实现了闭环。未来在物联网体系下,PEM制氢、可再生能源与氢的耦合可以获得更高的综合效率。”郑贤玲说。
11月30日氢能源继续大涨,主要受到中国石化新疆库车绿氢示范项目正式启动建设的刺激,该项目投资金额近30亿元,预计2023年6月建成投产,投产后年产绿氢可达2万吨。该项目标志着我国首个万吨级光伏绿氢示范项目正式启动,同时也意味着光伏制氢可能成为碳中和背景下我国绿氢生产核心路线。
氢能源也是新能源车的一个重要分支,在碳中和背景下,清洁能源多条腿走路,氢作为最清洁的能源,已经成为世界各国发展清洁能源的主要方向之一。
当前国内制氢有四条路线:
首先,煤制氢占比最大,占比62%。主要得益于该路线成本低、煤资源丰富,成本大概是1-1.2元/Nm2,但其问题在于碳排放量很高,在碳中和的背景下,该路线不是好选项。
其次,是天然气制氢,占比19%,约占世界制氢量的70%。成本比煤制氢还低,并且碳排放也小于煤制氢,但是问题在于我国天然气资源并不是很丰富,所以这条路线也是受限的。
再次是,焦炉气制氢,也就是工业副产物制氢,占比18%,这个成本低、碳排放小,但问题是产量太小,根本没法规模化制氢。
最后就是电解水制氢,包括光伏制氢,目前占比只有1%,这条路线的最大优势在于可以实现零碳排放,是真正的零碳绿氢,之前制约发展的核心问题在于成本高,不过随着后续新能源产业链的发展以及碳中和政策的推进,这个路线的优势正在凸显。
因此,氢能源作为新能源发展的一个重要发展,也已经出台顶层设计的方案,随着氢能源成本逐步降低,有望成为下一个炒作赛道。
氢能源概念股龙头一览
全柴动力600218:
氢能源龙头股, 公司2021年第二季度营业总收入13.68亿元,同比增长1.95%; 净利润4850万元,同比增长-25.45%;基本每股收益0.1500元。
公司是目前的氢能源人气龙头公司,全柴动力主营发动机的研发、制造与销售。
亿华通688339:
氢能源龙头股, 公司2021年第二季度营业总收入1.08亿元,同比增长1296.99%; 净利润-380.6万元。
氢能源龙头,从事氢电池系统的商业化开发,积累了深厚的技术优势,拥有一百多项电池相关的专利,突破了电堆稳定性和高功率密度的技术难题。储能只是过渡,氢燃料电池才是终结者。
美锦能源000723:
氢能源龙头股,2021年第二季度,公司营收约51.37亿元,同比增长69.93%;净利润约7.56亿元,同比增长406.09%;基本每股收益0.1400元。
公司已在粤港澳大湾区控股国内最大的氢然料客车厂-飞驰汽车,通过参股公司控股膜电极厂商-鸿基创能,并在佛山市投运一座加氢站。