北京冬奧會主火炬在奧運歷史上首次使用“微火” 體現(xiàn)低碳、綠色、環(huán)保理念。奧運火炬作為奧運會的重要的形象元素之一，北京冬奧會火炬“飛揚”更是彰顯出我國的文化魅力與科技實力。“飛揚”火炬采用氫能為燃料，各賽場的出行通過大規(guī)模使用氫能源汽車，中石油和中石化提供氫燃料。本次冬奧會使用氫能源，大幅度降低碳排放，展示我國綠色低碳的發(fā)展理念。本文將簡要從奧運火炬“飛揚”來分析我國氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的發(fā)展現(xiàn)狀以及氫能源未來的發(fā)展趨勢。

 

冬奧火炬“飛揚”首創(chuàng)采用氫能為燃料，展示我國“綠色低碳”的發(fā)展理念

 

 

火炬作為冬奧會重要的形象元素之一，2022年北京冬奧會的火炬“飛揚”更是充分彰顯出了主辦國和主辦城市豐富的文化內(nèi)涵和文化自信。

 

相比于歷屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料不同，北京2022年冬奧會首次使用氫能作為火炬燃料,最大程度減少碳排放，與奧運的綠色、環(huán)保的理念相融合，也向世界展示我國的綠色低碳的發(fā)展理念。

 

2022年北京冬奧會示范運營1000+輛氫能源汽車，配備30多個加氫站，成為全球最大的一次燃料電池汽車示范應用體現(xiàn)。借助冬奧之風，有望成為我國氫能源汽車加速發(fā)展的分水嶺，屆時整個氫能源產(chǎn)業(yè)鏈將為之受益。

 

我國能源結構的優(yōu)化調(diào)整，非石化能源占比不斷提升 ，氫能相比其他新能源優(yōu)勢顯著

 

 

雙碳政策驅動下，我國能源結構不斷優(yōu)化調(diào)整，非化石能源占比不斷提升。從現(xiàn)有的能源結構看，新能源主要由風能、水能、光伏等構成。但經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國的風能發(fā)電、光伏發(fā)電技術已處于世界領先水平，其成本大規(guī)模的下降，為制取綠氫提供奠定了可行的基礎條件。與此同時，氫作為一種很好的儲能介質(zhì)，可有效解決光伏、風能發(fā)電過程中的棄電問題，將對剩余電能存儲下來，減少能源的浪費。

 

 

氫氣的燃料熱值明顯高于其他能源，且氫氣燃燒后可實現(xiàn)零碳排放。未來隨著電解槽、燃料電堆等核心技術的突破，以及央企加快加氫站的建設步伐，我國的氫能源產(chǎn)業(yè)將迎來新的高速發(fā)展期，用氫成本將進一步降低，使得我國離碳中和之路越來越近。

 

氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈圖譜分析 
 

 

我國優(yōu)勢顯著，制氫規(guī)模已居世界首位，以煤制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫為主，但大部分氫氣為“灰氫”，有待進一步純化。行業(yè)市場較為分散，頭部企業(yè)市場份額占比較大，主要為中國石化和國家能源集團。隨著我國光伏與風電技術不斷突破與發(fā)展，我國大規(guī)模制取“綠氫”的條件會逐步形成，有利于更好地降低氫氣的制取成本，推進氫能源商業(yè)化進程。

 

 

由于氫氣生產(chǎn)地區(qū)與使用區(qū)域不匹配的問題，導致氫氣儲運難度較大。我國的氫氣運輸技術仍待進一步提升，存儲和運輸企業(yè)的數(shù)量較少，產(chǎn)業(yè)化水平較低。

 

氫氣生產(chǎn)出后存儲的方式分高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)、固態(tài)儲氫以及有機液態(tài)儲氫。其中在低溫液態(tài)儲運方面，我國的大容積液態(tài)氫球罐、罐車技術與國外存在差距，且關鍵零部件仍依賴于進口；高壓氣態(tài)儲運方面與國際先進水平存在一定差距；有機液態(tài)儲氫仍大多處于實驗階段，存在脫氫技術復雜、脫氫能耗大、脫氫催化劑技術有待突破等技術瓶頸。

 

氫氣運輸則可分為氣氫輸送、液氫輸送和固態(tài)氫輸送。不同運輸距離成本有所差異，其中300公里以內(nèi)，液氫管道運輸和氣氫運輸成本較優(yōu)；400公里以上的則液氫罐車優(yōu)勢較為明顯。由于氫氣運輸與存儲環(huán)節(jié)存在壓差，需要專門增壓機進行增壓處理，而增壓機我國主要依賴進口，進一步提高了氫氣的使用成本。

 

氫氣儲運方面，日本、歐洲的技術優(yōu)勢顯著，且商業(yè)化進程較高，其次是美國。相比之下，我國已經(jīng)具備了生產(chǎn)30MPa、70MPaⅢ型儲氫瓶的能力，且30MPaⅢ型儲氫瓶具有成熟的產(chǎn)品，而對于70MPaⅢ型儲氫瓶，我國現(xiàn)有技術實力有待進一步提升，才能得以大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)。

 

 

從加氫站的建設及運營情況看，我國加氫站主要集中在東部沿海區(qū)域，與該區(qū)域的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關，其中上海和廣東兩大省市加氫站數(shù)量占比最高。隨著中石化、中石油、國家能源等大型央企入局建設加氫站，我國的加氫站的數(shù)量將進一步增加，有利于降低氫能的使用成本。

 

氫燃料電堆與氫燃料車方面：我國已形成燃料電堆、系統(tǒng)等關鍵零部件產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力，但核心部件及基礎材料，如質(zhì)子交換膜、氣體擴散層、催化劑和氫氣循環(huán)泵等還依賴進口。盡管產(chǎn)業(yè)與技術存在明顯短板，但通過我國政府政策與產(chǎn)業(yè)力量的合力驅動，近年來我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了比較明顯的進步。

 

氫能源未來的發(fā)展趨勢分析

 

雙碳政策助力氫能源發(fā)展更具篤定性：雙碳政策背景下，我國的能源結構的優(yōu)化調(diào)整，以此來解決國家面臨的能源安全問題、大氣污染問題、氣候問題等。風能、太陽能的發(fā)電易受氣候影響，對電網(wǎng)的平衡能力要求較高。但利用清潔能源進行制取綠氫將成為未來電力發(fā)展的重要方向，疊加電制氫設備可解決輸入電力波動問題。氫能源的快速發(fā)展將會是我國離碳中和更進一步。

 

風力、光伏發(fā)電逐步邁入平價時代，為大規(guī)模制取綠氫奠定基礎：我國光伏產(chǎn)業(yè)鏈歷盡近十年的快速發(fā)展，光伏新增裝機量、累計裝機量已位居世界第一，同時產(chǎn)業(yè)鏈的上下游核心技術已完全實現(xiàn)自控。我國的風電裝機規(guī)模世界第一，海上風電規(guī)模也位居世界第一，海上風電開發(fā)規(guī)模和技術初具領跑全球的基礎條件，2022年有望成為我國海上風電的平價元年。隆基、協(xié)鑫、陽光電源、節(jié)能風電、上海電力等上市龍頭企業(yè)紛紛加大布局綠氫產(chǎn)業(yè)，光伏、風力發(fā)電成本不斷降低成本，使得制取綠氫成本進一步降低。同時，光伏、風力制氫將冗余的電力以氫能的方式儲存下來，解決季節(jié)性電力不平衡及電力系統(tǒng)的調(diào)峰問題。

 

氫能源汽車的大規(guī)模商業(yè)化，將加快自動駕駛、AI等新技術應用落地進程：中國憑借規(guī)模化的市場需求將成為全球氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要市場之一。自動駕駛、AI等新技術的核心應用場景之一在交通運輸領域，氫能源車的大規(guī)模商業(yè)化，疊加新技術的助力，使得整個交通運輸領域碳排放進一步降低、運作效率大幅度提高，推動該產(chǎn)業(yè)的智能化發(fā)展進程。