2020年4月,中國第一次從(cóng)法律上(shàng)确認氫能(néng)屬于能(néng)源,氫能(néng)的能(néng)源屬性被國家認可;同年氫能(néng)國補落地,規模效益逐漸提升,氫能(néng)産業進入快(kuài)速發展階段。
氫能(néng)産業鏈上(shàng)遊包括制氫、儲運、加注環節,中遊爲氫能(néng)燃料電池,下(xià)遊爲氫能(néng)的應用(yòng)領域,涵蓋電力、燃料/燃料電池和(hé)供熱方面。其中,氫能(néng)作(zuò)爲燃料電池可應用(yòng)于軍事(shì)、加氫站(zhàn)和(hé)氫燃料電池汽車等領域。目前氫能(néng)相關技術已實現(xiàn)突破,産業化的基礎奠定,正逐步進入調優的階段。
目前已有超過三分之一的中央企業布局氫能(néng)全産業鏈,包括制氫、儲運、加氫、用(yòng)氫等,并取得了(le)一批技術研發和(hé)應用(yòng)示範的成果。
如中國石化将氫能(néng)全産業鏈作(zuò)爲新能(néng)源發展的核心業務,目前在建全球最大(dà)的光伏綠氫生産項目;中國石油首座加氫示範站(zhàn)也(yě)是冬奧會(huì)的首座加氫站(zhàn),同時(shí)在建全球最大(dà)的氫儲能(néng)發電項目;國家電投建成國内首條全自(zì)主可控質子交換膜生産線;東風(fēng)集團、一汽集團、中國中車和(hé)寶武集團聚焦終端應用(yòng)燃料電池汽車、列車、氫冶金(jīn)等。
在氫能(néng)利用(yòng)途徑中,制氫是前提。目前,中國作(zuò)爲世界第一産氫大(dà)國,每年産氫量約 2200 萬噸,占世界氫産量的1/3。以中國石化和(hé)國家能(néng)源集團爲代表的央企領跑上(shàng)遊制氫端。中國石化和(hé)國家能(néng)源集團作(zuò)爲國内氫氣産量最大(dà)的兩家企業,市場份額和(hé)占市場總約三成,其他(tā)氫氣生産企業數量多, 氫氣生産規模相對(duì)較小(xiǎo),市場競争格局較爲分散。
中國石化:擁有制氫能(néng)力約300萬噸/年,約占全國總産量14%
中國石化涉及制氫、儲運、加氫站(zhàn)、燃料電池産業鏈環節。在制氫端,中國石化擁有制氫能(néng)力約300萬噸/年,約占全國總産量14%,無論是煤制氫、可再生能(néng)源制氫,還是工(gōng)業副産品制氫,中國石化都有巨大(dà)的供給能(néng)力,領跑整個上(shàng)遊制氫端。
除了(le)工(gōng)業副産品制氫,2021年11月30日中國石化新疆庫車綠氫示範項目正式啓動建設,這(zhè)是全球在建的最大(dà)光伏綠氫生産項目,投産後年産綠氫可達2萬噸,同月,中國石化直屬機構石科院啓動首套質子交換膜制氫示範站(zhàn),首次打通了(le) PEM 電解水(shuǐ)制氫設備從(cóng)關鍵材料、核心部件到(dào)系統集成的整套流程,該示範站(zhàn)的投用(yòng)有望推動兆瓦級質子交換膜電解水(shuǐ)制氫設施的國産化。
在加氫站(zhàn)端,至2020年底,中國石化累計(jì)開(kāi)展加氫站(zhàn)試點項目27個,加氫站(zhàn)點分布在廣東、上(shàng)海、浙江和(hé)廣西等地。目前中國石化正逐步打造“油氣氫電服”綜合加能(néng)站(zhàn),“十四五”期間力争完成5000座加油站(zhàn)的改造。此外(wài)公司“十四五”期間發展氫能(néng)産業的總體思路是規劃建設加氫站(zhàn)(油氫合建站(zhàn))1000座。
國家能(néng)源集團:煤制氫年産超400 萬噸,已具備能(néng)供應4000萬輛燃料電池乘用(yòng)車的制氫能(néng)力,世界排名第一
國家能(néng)源集團産業布局在制氫、氫儲運、加氫基礎設施、燃料電池系統集成、終端利用(yòng)等方面;制氫包括三個方面:煤制氫、可再生能(néng)源制氫、化工(gōng)副産氫;在氫的儲運、加氫方面基礎設施也(yě)正在涉足。
國家能(néng)源集團具備發展氫能(néng)的能(néng)源耦合優勢,其中煤制氫能(néng)力非常大(dà),年超過400萬噸氫氣,已經具備能(néng)供應4000萬輛燃料電池乘用(yòng)車制氫的能(néng)力。同時(shí),國家能(néng)源集團成功示範了(le)30萬噸的二氧化碳封存(CCS)項目,掌握了(le)CCS的整個技術流程、核心的技術和(hé)裝備。
目前,公司正積極推進新能(néng)源發電與電解水(shuǐ)制氫耦合發展,推進燃煤機組摻燒液氨探索綜合減污降碳,推進新能(néng)源制氫與現(xiàn)代煤化工(gōng)耦合發展,推進煤炭生産運輸及輔助環節的氫基新能(néng)源替代,發揮氫能(néng)在傳統化石能(néng)源和(hé)可再生能(néng)源、新能(néng)源的耦合作(zuò)用(yòng)。
鴻達興業:建成并投産國内第一座民用(yòng)液氫工(gōng)廠(chǎng)
鴻達興業在氫能(néng)行業主攻制氫、儲氫和(hé)運氫,爲氫燃料汽車等下(xià)遊應用(yòng)産業提供氫氣。在制氫儲氫方面,公司投資建設并運營我國首個民用(yòng)液氫工(gōng)廠(chǎng),研發低(dī)成本高(gāo)性能(néng)高(gāo)容量的稀土儲氫材料,擁有液态和(hé)固态儲氫兩種技術。
目前鴻達興業年産5萬噸氫能(néng)項目(3萬噸爲液氫、2萬噸爲高(gāo)壓氣氫)建設進展良好(hǎo),并成功率先探路長距離運輸;同時(shí)獲批在内蒙古烏海市海勃灣區(qū)、海南區(qū)、烏達區(qū)建設8座加氫站(zhàn);2021年又建成内蒙古烏海市第一座移動加氫站(zhàn),并爲烏海市50輛氫能(néng)公交加注氫氣。
儲運技術是制約氫能(néng)大(dà)規模發展的重要因素之一,高(gāo)效利用(yòng)氫氣的關鍵在于氫氣的儲運。目前已商業化應用(yòng)的高(gāo)壓儲氫氣瓶主要是 I 型瓶、II 型瓶、III 型瓶和(hé) IV 型瓶。其中 35MPa 儲氫Ⅲ型瓶運用(yòng)較多,由于儲氣量較低(dī),部分成型受制于整車空(kōng)間布置的限制,主要應用(yòng)在城(chéng)市公交、城(chéng)市物流以及一定區(qū)域内短途重卡等領域。
中材科技:無人機用(yòng)高(gāo)壓儲氫瓶領域市占率第一,在車用(yòng)領域市場處于領先位置
中材科技聚焦氫能(néng)儲運領域,率先研發完成國内最大(dà)容積320L燃料電池氫氣瓶,并投入市場形成銷量;開(kāi)發取證燃料電池車用(yòng)及無人機用(yòng)35MPa氫氣瓶20餘種規格;成功掌握70MPa鋁内膽碳纖維複合氫氣瓶關鍵技術;啓動投資氫氣瓶生産線技改項目及站(zhàn)用(yòng)儲氫容器生産線項目。
燃料電池的應用(yòng)推廣是氫能(néng)汽車商業化發展的重要突破口。燃料電池電堆主要由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、雙極闆,以及其他(tā)結構件如密封件、端闆和(hé)集流闆等組成,目前國内燃料電池電堆産業鏈初成雛形,該領域的企業數量也(yě)比較多,膜電極、質子交換膜和(hé)雙極闆具備國産化能(néng)力,氣體擴散層有小(xiǎo)批量供應,催化劑具備研發能(néng)力,燃料電池産業技術逐漸提升。
億華通:中國燃料電池系統市場排名第一,占市場份額爲34.8%
億華通專注于氫燃料電池發動機系統技術研發與産業化,是國際領先的氫燃料電池發動機供應商,率先實現(xiàn)了(le)具備自(zì)主核心知(zhī)識産權發動機系統及燃料電池電堆的批量國産化。按2020年車用(yòng)燃料電池系統總銷售功率計(jì)算(suàn),公司在中國燃料電池系統市場排名第一,占市場份額爲34.8%。截至2021年9月30日,公司的燃料電池系統已安裝于工(gōng)信部新能(néng)源汽車目錄中的67款燃料電池汽車上(shàng),公司位居行業第一。
2021年12月公司向市場發布首個240kW型号,爲國内首款額定功率達到(dào)240kW的車用(yòng)燃料電池系統。未來(lái),億華通将繼續專注于氫燃料電池發動機系統技術創新,引領中國氫燃料電池汽車工(gōng)業産業化步伐。
美(měi)錦能(néng)源:國内氫能(néng)源産業鏈最爲全面的上(shàng)市公司,已建成目前全球産能(néng)最大(dà)的燃料電池電堆生産線
在制氫端,美(měi)錦在圈中無可比拟的優勢,作(zuò)爲國内最大(dà)的獨立商品焦和(hé)煉焦煤生産商之一,美(měi)錦能(néng)源煤焦和(hé)氫能(néng)闆塊具有高(gāo)度協同性,能(néng)夠大(dà)規模、低(dī)成本、高(gāo)效率制取氫氣。公司煉焦工(gōng)藝過程中副産大(dà)量富含氫氣的焦爐煤氣,據公司現(xiàn)有715萬噸/年焦炭産能(néng)粗略計(jì)算(suàn),可從(cóng)焦爐煤氣中提取氫氣6.4萬噸/年,可以滿足24000台中型卡車或18000台8.6m公交車一年的用(yòng)量。
在燃料電池電堆端,美(měi)錦能(néng)源持股的國鴻氫能(néng)已建成目前全球産能(néng)最大(dà)的燃料電池電堆生産線。電堆累計(jì)出貨超過17,000台,裝機容量430MW,市場占有率2017-2020年連續四年全國第一,目前國内在線運行的氫燃料電池汽車中有50%搭載國鴻氫能(néng)産品,全面帶動了(le)國内燃料電池汽車規模化,自(zì)主開(kāi)發電堆性能(néng)比引進技術提升80%以上(shàng),成功實現(xiàn)生産裝備及核心材料的國産化,降本超過60%。
在膜電極電堆中,美(měi)錦能(néng)源與加拿大(dà)工(gōng)程院葉思宇院士爲核心的技術團隊共同創建的鴻基創能(néng),建成了(le)全自(zì)主、可叠代的陰極和(hé)陽極卷對(duì)卷雙面直塗CCM生産線和(hé)膜電極5層及7層自(zì)動化生産線,膜電極日産能(néng)超萬片,年産能(néng)達30萬平米,産品壽命超2萬小(xiǎo)時(shí),占據國内膜電極50%以上(shàng)的市場份額,已成爲該領域自(zì)主研發和(hé)産業化、規模化、工(gōng)程化的領軍企業,解決了(le)氫能(néng)發展'卡脖子'問題。
在燃料電池汽車端,美(měi)錦能(néng)源控股的飛(fēi)馳科技是華南地區(qū)最具規模的新能(néng)源客車和(hé)最大(dà)的氫燃料電池客車生産基地,年産新能(néng)源客車可達到(dào)5000台。目前,飛(fēi)馳科技、青島美(měi)錦擁有從(cóng)6米~12米各種不同類型及型号的客車産品20餘個,是目前國内少數具備實際量産能(néng)力以及運營調試經驗的氫能(néng)源整車制造公司。
2021年1月青島美(měi)錦新能(néng)源商用(yòng)車整車制造中心項目在青島西海岸新區(qū)實現(xiàn)投産,并成爲青島首家獲得新能(néng)源商用(yòng)車整車生産資質的企業,助力青島成爲全球最大(dà)新能(néng)源汽車生産基地。
在加氫站(zhàn)端,美(měi)錦能(néng)源在2020年年底宣布3-5年内規劃建設100座加氫站(zhàn)(含油氫汽電綜合能(néng)源站(zhàn)),目前公司在廣東佛山、雲浮,山西太原、晉中,北京市,山東青島,浙江嘉興等地擁有8座已建成加氫站(zhàn),2021年8月,美(měi)錦能(néng)源與中石化山西分公司簽訂合作(zuò)協議(yì),争取到(dào) 2025 年,在山西省内合作(zuò)建設 30 座油氫混合站(zhàn),未來(lái)公司會(huì)投建更多的加氫站(zhàn),形成覆蓋全國主要氫能(néng)發展城(chéng)市的氫能(néng)供應體系。
國家電投集團:國内唯一一家真正擁有質子交換膜燃料電池全部核心零部件技術的氫能(néng)産業科技型企業
國家電投氫能(néng)專注于氫燃料電池動力系統和(hé)制氫設備的研發與生産,實現(xiàn)從(cóng)燃料電池核心部件級到(dào)整機級的自(zì)主化全産業鏈。
2021年12月,由國家電投建設的國内首條全自(zì)主可控質子交換膜生産線正式投産,各個環節不依賴國外(wài)零部件和(hé)技術,實現(xiàn)了(le)氫燃料電池關鍵零部件的國産化,打破了(le)國内質子交換膜市場被國外(wài)廠(chǎng)家長期壟斷的局面,産線可生産厚度從(cóng)8微米到(dào)20微米的質子交換膜,質量均相當或優于國内外(wài)同類産品,現(xiàn)已實現(xiàn)在大(dà)功率燃料電池電堆應用(yòng),已接獲多家公司采購訂單,可滿足燃料電池汽車、加濕器等多個場景的應用(yòng)需求,達産後可同時(shí)滿足2萬輛燃料電池車的需求。
濰柴動力:目前全球最大(dà)的氫燃料電池發動機制造基地
濰柴動力已建成兩萬套級産能(néng)的燃料電池發動機及電堆生産線,是目前全球最大(dà)的氫燃料電池發動機制造基地。在氫燃料電池業務方面,公司已布局電池電堆、電控、電機、空(kōng)壓機、雙極闆等關鍵核心技術,基本完成“單電池-電堆-發動機-整車” 氫燃料電池的全産業鏈布局,其氫燃料電池産品處于行業領先地位,相關産品已配套于中通、亞星和(hé)宇通等國内主流客車廠(chǎng)商和(hé)中國重汽、陝重汽等重卡廠(chǎng)商,正重點推廣燃料電池重卡在物流、園區(qū)、港口等多個場景的應用(yòng)。
2021年濰柴動力牽頭承建全國唯一的國家燃料電池技術創新中心,同時(shí)承接國家燃料電池技術創新中心承接的國家“氫進萬家”科技示範工(gōng)程,未來(lái),濰柴動力将牽頭部署“12345”規劃實施,即建設一條氫能(néng)高(gāo)速、二個氫能(néng)港口、三個科普基地、四個氫能(néng)園區(qū)、五個氫能(néng)社區(qū)。
東嶽集團:國内唯一擁有燃料電池膜全産業鏈量産基礎的企業
東嶽氫能(néng)作(zuò)爲東嶽集團的質子交換膜産業化公司,具有完整的全氟磺酸樹脂産業鏈,是繼戈爾、科慕兩家外(wài)國企業之後國内市場占比最大(dà)的企業,目前實現(xiàn)量産并批量供貨,具有規模化供應能(néng)力,目前150萬平米質子交換膜生産線一期工(gōng)程投産,成爲全球少數能(néng)夠量産氫燃料電池汽車提供質子交換膜的企業之一。
作(zuò)爲國内唯一擁有燃料電池膜全産業鏈量産基礎的企業,東嶽氫能(néng)主導産品燃料電池膜技術先進,産線穩定,已獲得AFCC、巴拉德、億華通、重塑、上(shàng)汽捷氫等國内外(wài)氫燃料電池領先企業的高(gāo)度認可及應用(yòng)合作(zuò)。在此基礎之上(shàng),公司持續推進燃料電池膜技術研發,推出新一代更高(gāo)工(gōng)況、更高(gāo)交換容量、更高(gāo)強度及更長壽命的燃料電池膜滿足下(xià)一代電堆系統對(duì)膜材料的需求。
氫能(néng)終端燃料電池汽車爲主要方向
随着技術的不斷成熟,目前燃料電池加快(kuài)應用(yòng)新能(néng)源汽車等領域,部分國内企業初步掌握了(le)相關的核心技術,并形成了(le)從(cóng)燃料電池電堆、電池系統,到(dào)整車研發體系和(hé)制造的能(néng)力,開(kāi)展了(le)系統的示範運行,燃料電池在壽命、可靠性和(hé)适用(yòng)性上(shàng)基本達到(dào)了(le)車輛使用(yòng)要求。
雄韬股份:國内配套開(kāi)發氫能(néng)燃料電池車型最多的企業之一;中國首座制氫加氫一體站(zhàn);全國最大(dà)膜電極生産企業
雄韬氫雄是國内氫能(néng)燃料電池領域的領軍企業,其燃料電池産品功率覆蓋52—130千瓦,爲10餘家國内知(zhī)名整車企業累計(jì)配套超過60款燃料電池汽車車型,是國内配套開(kāi)發氫能(néng)燃料電池車型最多的企業之一,公司承擔了(le)山西省、湖北省最大(dà)規模燃料電池公交車示範運營項目,先後實現(xiàn)了(le)在公交上(shàng)、物流車、環衛車、重卡等多種車型的應用(yòng)。目前公司擁有現(xiàn)階段國内通過國家檢測中心認證的最大(dà)功率氫燃料電池發動機
此外(wài),雄韬氫雄是中國首座制氫加氫一體站(zhàn),目前在山西大(dà)同、陽泉及武漢漢南區(qū)參與建設共3座加氫站(zhàn)。在膜電極方面,雄韬持股的武漢理(lǐ)工(gōng)新能(néng)源公司在全球膜電極市場占有率市場占有率達全球第六,僅次于美(měi)國戈爾、3M等5家公司。
當下(xià)在氫能(néng)産業鏈關鍵環節上(shàng),氫能(néng)相關技術均已實現(xiàn)突破,産業化的基礎奠定,未來(lái)進入逐步調優的階段。氫能(néng)供給的成熟是大(dà)規模市場化的前提,尚處早期但(dàn)發展路徑明(míng)确,以氫燃料電池汽車應用(yòng)爲氫能(néng)産業的突破口,目前處在示範導入期,在強調自(zì)主可控的基礎上(shàng),進口依賴強度較高(gāo)的相關氫能(néng)源新材料國産化替代進程加速,氫能(néng)産業鏈相關的新材料将迎來(lái)景氣度的擡升,氫能(néng)萬億市場打開(kāi)指日可待。