自碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提出以來(lái),國(guó)內(nèi)綠氫項(xiàng)目進(jìn)展很快。
正在召開(kāi)的世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布報(bào)告指出,綠色氫能是中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力,同時(shí)氫能產(chǎn)業(yè)也面臨挑戰(zhàn)。
【資料圖】
報(bào)告明確了與成本、基礎(chǔ)設(shè)施、市場(chǎng)需求、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證、技術(shù)、發(fā)展演進(jìn)與合作等相關(guān)的六大障礙和目標(biāo),列舉了35項(xiàng)支持綠色氫能的措施,并建議從現(xiàn)在起到2030年期間,分三個(gè)階段落實(shí)這些措施。
在相關(guān)政策和產(chǎn)業(yè)協(xié)同助力下,綠色氫能有望進(jìn)入高景氣。
綠氫成本較高
氫能源發(fā)展備受矚目,作為碳達(dá)峰、碳中和實(shí)施路徑的主力軍之一,以氫燃料電池車(chē)代表的氫能源在北京冬奧會(huì)上徹底火了。
不只是氫燃料電池車(chē),從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展看,氫能在很多重要領(lǐng)域均能發(fā)揮大作用。中國(guó)華能集團(tuán)有限公司總經(jīng)理鄧建玲指出,氫能對(duì)電力系統(tǒng)的零碳轉(zhuǎn)型至關(guān)重要,它適合應(yīng)用在大型風(fēng)電、光伏等可再生能源配套系統(tǒng)上,實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)和跨地區(qū)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能。
根據(jù)氫能生產(chǎn)來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程中的排放情況,人們將氫能分別命名為灰氫、藍(lán)氫、綠氫。嚴(yán)格意義上來(lái)講,綠色氫能才是真正無(wú)污染的清潔能源。
常規(guī)的制氫技術(shù)路線(xiàn)以傳統(tǒng)化石能源制氫為主,即為“灰氫”。因?yàn)槠涫峭ㄟ^(guò)化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣,在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有二氧化碳等的排放。
而以電解水制氫、風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能、核電等可再生能源電解制氫所得到的為“綠氫”,其燃燒時(shí)只產(chǎn)生水,從源頭上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳零排放。
換言之,也就是使用了綠氫才能真正讓氫能源達(dá)到清潔、0碳排放的目的,對(duì)環(huán)境更友好。
盡管綠氫具有環(huán)保的優(yōu)勢(shì),但目前綠氫的制造仍面臨挑戰(zhàn),包括成本高、工藝復(fù)雜等問(wèn)題,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)綠氫生產(chǎn)和消費(fèi)占比較小。
如具體到制氫成本方面,據(jù)西部證券研報(bào)顯示,化石能源制氫技術(shù)成熟,成本較低,煤制氫成本普遍在10.1-13.4元/kg,天然氣制氫成本為13.4-16.8元/kg,甲醇制氫成本約為16.8-22.4元/kg;
工業(yè)副產(chǎn)氫具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和減少碳排放優(yōu)勢(shì),但是排放過(guò)程中含有腐蝕性氣體會(huì)造成一定環(huán)境污染,制氫成本約為11.2-16.8元/kg。
相比之下,綠氫生產(chǎn)的主要方式電解水制氫成本則普遍在16.8-33.6元/kg左右,顯著高于化石能源制氫,其背后原因主要是消耗電量較大。
雖然面臨一定發(fā)展挑戰(zhàn),但由于綠氫清潔無(wú)碳排放的優(yōu)勢(shì),未來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步和政策推動(dòng),綠氫發(fā)展有望提速。
電解槽受關(guān)注
當(dāng)前綠氫的主要制備方式是電解水制氫,其所用設(shè)備電解槽是氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心裝置。
電解水制氫是指水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣,分別從電解槽陽(yáng)極和陰極析出。
根據(jù)工作原理和電解質(zhì)的不同,電解水制氫技術(shù)通常分為四種,分別是堿性電解水技術(shù)(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)(PEM)、高溫固體氧化物電解水技術(shù)(SOEC)和固體聚合物陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)。
從各技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展看,堿性電解、PEM電解占據(jù)主流地位,其中,堿性電解由于槽體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、售價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì),是市場(chǎng)上主要的電解制氫方式,廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、儲(chǔ)能、食品等行業(yè)。
據(jù)西部證券研報(bào)數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)堿性電解槽企業(yè)已披露產(chǎn)能接近11GW,堿性電解水制氫技術(shù)已完成商業(yè)化進(jìn)程,產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成熟,且具備成本優(yōu)勢(shì),已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用;
相較之下,PEM電解水技術(shù)仍處于商業(yè)化初期,但成本是堿性電解槽的4倍左右,且產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化程度不足,電解槽雙極板、膜材料以及鉑、銥等貴金屬催化劑材料成本更高且極度依賴(lài)進(jìn)口;
高溫固體氧化物電解水技術(shù)和固體聚合物陰離子交換膜電解水技術(shù)還處于研發(fā)示范階段,未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
事實(shí)上,中國(guó)在堿性電解槽技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平,且一直有出口海外市場(chǎng)。西部證券認(rèn)為,隨著中國(guó)與中東及一帶一路國(guó)家經(jīng)貿(mào)合作日益緊密,以及海外綠氫項(xiàng)目持續(xù)放量,中國(guó)電解水制氫產(chǎn)業(yè)鏈公司有望持續(xù)受益。
此外,雖然PEM電解水技術(shù)仍處于商業(yè)化初期,但其電解槽技術(shù)指標(biāo)更加優(yōu)秀,德邦證券預(yù)計(jì),中短期依舊會(huì)以堿性電解制氫為主,隨著PEM電解槽成本的快速下降,PEM占比將逐步提升。
作為核心設(shè)備,電解槽是推高綠氫成本的主力之一,此外,電費(fèi)是另外一支推動(dòng)電解水制氫成本較的原因。西部證券認(rèn)為,考慮未來(lái)碳稅的征收以及綠氫成本持續(xù)降低,綠氫與灰氫成本差距有望逐步收斂。此外,隨著技術(shù)進(jìn)步,電解槽成本有望進(jìn)一步下降。
產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)受益
受益于“雙碳”目標(biāo)催化,國(guó)內(nèi)電解槽領(lǐng)域處于高景氣。
光大證券研報(bào)數(shù)據(jù)顯示,2023年以來(lái)我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)的景氣度明顯提升。2023年1-5月,國(guó)內(nèi)共計(jì)15個(gè)電解槽項(xiàng)目(其中包括13個(gè)綠氫項(xiàng)目)公開(kāi)招標(biāo),招標(biāo)規(guī)模累計(jì)超過(guò)576MW。
6月份,電解槽需求進(jìn)一步快速釋放,新疆自5月底提出新能源產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展政策,已公布超700億投資,同時(shí)河北、甘肅、寧夏、吉林等地也紛紛開(kāi)啟電解槽招標(biāo)項(xiàng)目,預(yù)計(jì)全國(guó)全年出貨量有望達(dá)到2GWh。
國(guó)內(nèi)綠氫項(xiàng)目規(guī)劃明確、建設(shè)加速,電解槽放量為相關(guān)設(shè)備廠(chǎng)商帶來(lái)利好。
目前,電解槽廠(chǎng)商包括大型能源集團(tuán)下屬裝備企業(yè)、行業(yè)老牌企業(yè)以及制造龍頭企業(yè),如中國(guó)能建(601868.SH)、隆基綠能(601012.SH)、華光環(huán)能(600475.SH)、吉電股份(000875.SZ)、陽(yáng)光電源(300274.SZ)、華電重工(601226.SH)、華電重工(601226.SH)、晟輝科技(300423.SZ)等。
此外,氫燃料電池第一股億華通(02402.HK)也在布局上游制氫領(lǐng)域。
6月6日,億華通宣布成立氫能科技公司,后者將聚焦可再生能源與電解水制氫高效耦合以及綠氫綜合利用技術(shù)研究,以質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫系統(tǒng)和燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)為核心產(chǎn)品,深度參與可再生能源制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫、用氫等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。
當(dāng)前,氫能科技公司已經(jīng)與新疆伊犁州伊寧市啟動(dòng)項(xiàng)目合作,計(jì)劃投入81.46億元,開(kāi)展光伏電站、電解水制氫、加氫站、氫儲(chǔ)能、氫燃料電池整車(chē)應(yīng)用等項(xiàng)目的建設(shè)工作。
項(xiàng)目建成后,光伏電站規(guī)模達(dá)100萬(wàn)千瓦,電解水制氫工廠(chǎng)產(chǎn)能達(dá)到2萬(wàn)噸/年,加氫站20座,可滿(mǎn)足3000余輛氫燃料電池重卡的日常運(yùn)營(yíng)需求。
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