中國大力發展氫能控制全球一半製氫電解槽產能

一、中國將控制全球一半製氫電解槽產能 

   依據俄羅斯衛星往報導，國際能源署9月22日發佈的一份報告顯示，到2023年底中國將控制全球一半製氫電解槽產能。《聯合早報》援引相關消息報道稱，根據報告，通貨膨脹導致新項目放緩，但中國在電解槽部署方面處於領先地位，到2023年底將控制全球制氫電解槽產能的一半。雖起步較晚，但近年來中國電解槽裝機產能大幅增長，預計將達到佔全球產能一半的1.2吉瓦，而2020年中國電解槽產能僅佔全球產能的10%。電解槽是用於工業分離水分子中的氫和氧的設備，其可使用通過太陽能、風能或核能等可再生能源獲得的電力。隨著綠色能源轉型的進行，電解槽正在取代傳統的工業氫氣生產方法。國際能源署表示，只要所有已宣佈的項目得到實施，到2030年低碳氫的產量將達到3800萬噸。但通貨膨脹導致設備成本上升，一些項目已將其初始成本估算上調了50%。這讓該機構擔心，全球範圍內綠氫取代傳統灰氫的速度太慢。國際能源署指出，低碳氫2022年在全球需求中的佔比不到1%，意味著使用氫氣造成了相當於9億噸二氧化碳的排放。低碳氫的使用仍遠未達到實現氣候目標所需的水平。該機構呼籲加強國際合作、避免市場分裂。 

    世界氫能協會預測到2050年：全球20%的二氧化碳減排可以通過用氫能完成，氫能消費將佔全球能源的18%，氫能汽車將佔全球車輛的25%，氫能産業將創造3000萬個就業崗位，創造2.5萬億美元以上的市場價值。氫作為能源載體，是可儲運的物質還可作為貿易商品。可再生能源隨時間及氣象狀況的不同產生的電力並不均勻，各種電池儲能的發展只能解決短時間的可再生能源的不均勻性，不能解決長時間如季節性的不均，還存在大量的棄風，棄光與棄水現象。為解決可再生能源長時間不均選擇氫能，採用電解水製氫解決可再生能源的儲存及分配問題，提高可再生能源的利用率。氫燃料電池是使用氫能的突破，豐田在2014年12月15日正式宣布燃料電池車Mirai公開銷售。同時豐田也宣布5680件燃料電池的專利可以無償使用，到現在豐田已經銷售未來車1萬多輛，韓國現代也銷售了1萬多輛燃料電池出來。中國已有6000多輛燃料電池的商用車在運行，主要是大巴和各種特種車。歐盟戰略的核心是將可再生能源生産的氫用於工業、交通、發電、建築等部門，具體計劃是2020-2024年安裝600萬千瓦的可再生能源生産氫的電解槽，生産100萬噸的氫。2025-2030年氫能成為能源係統的重要組成部分，電解槽容量提升到4000萬千瓦，生産氫1000萬噸。2031-2050年可再生製氫技術成熟，在所有難以去碳化領域大規模應用。歐盟委員會還成立了歐洲清潔氫能聯盟，該聯盟由企業家、官員、銀行家組成，宗旨是對清潔氫能的需求和促進投資。氫能的用途有:可大規模、高效使用可再生能源、在不同行業和地區間進行能量再分配、充當能源緩衝載體提高能源係統韌性。 

二、歐盟氫能戰略　　

　　歐盟在2020年發布了《歐盟氫能戰略》和《歐盟能源系統整合策略》兩份戰略文件，計劃未來十年向氫能産業投入數千億歐元，與“下一代歐盟”復蘇計劃和《歐洲綠色協議》緊黏密結合，為經濟提供動力，目標是到2050年實現氣候中和。被譽為“未來能源”的氫已被歐盟視為能源轉型的關鍵，在氣候中和的目標指引下，歐盟決定大力推動氣候友好型氫能的發展。《歐盟氫能戰略》希望在公眾的支持下，到2024年將可再生能源生産的氫增長到100萬噸，到2030年增長到1000萬噸。《歐盟能源係統整合策略》目標是建立一個更加一體化的能源係統，這兩者對于達成2050年實現碳中和目標都很重要。通過可再生能源生産的氫被稱為對氣候友好的“綠氫”；使用石化燃料生産的氫則被稱為“灰氫”；而用天然氣生産的氫，如果同時捕獲並存儲産生的二氧化碳，則被稱為“藍氫”。歐盟提出的綠色能源過渡框架，重點是開發風能和太陽能生産的綠氫。但在短期和中期，還需要其他形式的低碳氫以快速減少排放並支持經濟的發展。成本是氫能擴張的障礙。綠氫價格昂貴，據國際能源署估算，目前約為3.5—5歐元/公斤，遠高于灰氫（1.5歐元/公斤），在未來一段時間內都沒有市場競爭力，綠氫的成本短期內很難下降，整個氫能産業要走上良性發展之路可謂困難重重。氫能戰略被視為歐盟未來能源領域重要藍圖之一，也是歐盟在新冠疫情後經濟刺激計劃中的重要一環。如果能順利實現， 2050年達到全歐盟碳中和，氫能滿足全歐盟24%的能源需求，創造至少540萬個就業崗位。 

   中國在環境技術市場居主導地位卻讓發達國家感到頭疼，美國和歐盟想要抵制中國卻又不能拒絕中國供應商。美國和歐盟對中國在綠色能源市場的主導地位感到擔憂，並企圖擺脫中國的壟斷。不過到目前為止西方還沒有足夠的能力實現這種願望。歐洲想要在繼續借助中國技術實現無碳未來和減少中國供應以保證歐洲內部生產的新政策之間取得平衡。今天從原材料的初級生產到最終產品，中國企業在環保技術市場上處於世界領先地位。此外大多數電動汽車品牌也在一定程度上依賴中國的電池供應商。如果西方大型企業想要減少對中國的依賴並實現物流多元化，那麼他們至少需要十年的時間才能做到這一點。不過專家警告說，如果歐洲人開始更大程度地依賴自己的資源，那麼技術成果將變得過於昂貴。還有人擔心，歐美若削弱中國在市場中的地位並重建所有物流鏈，將導致價格上漲和投資者的虧本。由此可見，儘管全球主要玩家的產業政策存在嚴重的保護主義傾向，但全球能源向清潔技術的轉型仍將在很大程度上取決於中國。如果地緣政治野心戰勝實用主義，這將對實現碳中和的目標產生負面影響。 

三、中國大陸的氫能發展 

   保守估計，未來氫在中國終端能源體係中2050年佔10%，氫能將成為中國能源戰略的重要組成部分。能源的經濟性很重要，用風電及太陽能製氫應可行。人類利用氫能的經濟性問題還有一個主要是氫的運輸，要用專用管網，管道的成本達到每公斤每百公里只要0.7元，這個是200bar長管拖車運輸費用的10%，瓶頸技術的突破，比如現在製氫，電解氫已經可以在每立方米降到4度電以下， 中國氫能産業規劃和發展前景，形成了六個産業集群，包括氫能能源的利用，新燃料電池、汽車示範線等等逐漸起來，中國加氫站數量正在增加，中國氫燃料電池汽車總量也在增加。山東主要電解鋁在全國是第一，焦爐煤氣也很厲害，所以它的氫氣的産能副産氫將近90萬噸。山東的氫能發展戰略是“兩橫兩縱氫走廊”，山東重工-濰柴、中通、中國重汽，氫氣産能龐大。廣東的發展也很快，佛山已建17座加氫站。中國政府補貼政策也很不錯，最多可以補貼到每個加氫站800萬，很多城市在新燃料電池上布局很完整，充電樁起來了，新燃料電池要大量推廣有一定的市場限制，但是可以作為技術驅動型，運氫、輸氫、加氫、儲氫，包括加氫站、標準、示范縣向全國輸出技術，這是屬于技術輸出型的，有的省純粹是環保驅動型的。中國在柴油車上先使用氫能，因為柴油氮氧化物排放量佔排放總量68.3%，它佔汽車保有量的9.4%，顆粒物排放量佔排放總量99%以上。而且物流密集的港口地區適合建立柴改氫示範區，氫燃料電池車的特點適合長距離、重載，若改為“氫能重卡”，利用集中布局膜電極，氫消耗量大，便于建立大型膜電極。港口地區大型鋼鐵企業及聯産焦化企業，副産氫來源有保障，可實現氫源供應的經濟效益。港口交通發達，可以開創氫能“重卡時代”，優先發展氫能源商用物流車這是重中之重。開創氫能“重卡時代”，優先發展氫能源商用物流車是我們的重點，唐山地區鋼鐵産能超過1億噸，佔河北省55%，佔全國13%，煤炭、鐵礦石及鋼鐵等物品運輸總量6億噸/年，還有3600萬噸焦炭，可提純氫氣約50億立方米，足夠3萬輛重卡運行。 

    由氫還原礦石生成水，比焦炭好多了，可以成凝碳，所以寶武成立了寶武清能公司推動氫能利用，因為氫冶金裏面有很重要的氫意識。第一氫氣可以不要那麼高的純度，60%的就很好用。第二，便宜，含氫高，生産的鐵水量純度相當高，是高純鐵水，如果全部用氫，這個鐵水就沒有碳，就叫不銹鐵，耐蝕能力超過一般的不銹鋼，所以生産潔凈鋼、潔凈鐵，而且用要求不是太高的氫。所以歐洲大量推廣氫冶金，瑞典已經開始，中國寶武已經全部啟動，氫能冶金技術是非常重要的渠道，對鋼鐵行業流程制造業是巨大的發展。另外，固態儲氫在氫燃料電池汽車中的應用有它的獨到之處。體積儲氫密度高、能效低、能效高。它的體積儲氫密度很高，質量儲氫密度也很高，達到7.6，達到美國能源部的中期目標，壓力、溫度、密度非常好，特別是體積儲氫密度，最近在常州有個公司共享助力單車用了固體儲氫材料的儲氫瓶，儲氫量也很大。固態儲氫為氫能源的“電電混動”的氫能源汽車將成為新技術發展方向之一，它可以不考慮布局加氫站，可以把氣瓶作為標準儲氫，壓力幾乎是常壓，沒有任何風險，每個高速鐵路的服務站都可以出售這種氫氣瓶，用完就換，用來加速用的，常規情況下就可以用氫能，固態儲氫的作用非常大。固體儲氫的商業模式和經濟可行性、技術路線已經在出現，固態儲氫為氫源的燃料電池動力係統集成技術，産品已經出來了，而且安全性高，現在出來的共享助力單車氫氣瓶很少，就1升，但是可以裝55克氫，所以固態儲氫材料的儲氫能力非常強。一個兆帕續航歷程80公裏，2.2升的體積儲27克，所以固態儲氫是氣體儲氫的設備。