随着技术的突破,氢正成为一种备受关注的可再生能源。除初创企业外,能源、化工材料以及汽车等传统行业企业也纷纷布局并转型进入。
1783 年,著名法国化学家安东尼 · 拉瓦锡发现水是由氢和氧结合组成,并首次提出了 “氢” 这一元素名称 ;1807 年,瑞士人伊萨克 · 代 · 李瓦茨制成了人类历史上第一款单缸氢气内燃机 ;1950 年,奥地利科学家卡尔科德士,成功开发出第一辆氢燃料电池车。
一直以来,科学家从未放弃对氢的研究。随着技术的突破,氢正成为一种备受关注的可再生能源。
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同时,在政策的倾斜和气候问题等因素下,近年来氢能源、氢燃料电池等概念持续火爆。二级市场涌现出一批相关概念股,一时间犹如乘上“氢气球”,股价应声大涨。至此,氢能源这一全新的赛道被推到了聚光灯下。
事实上,除了初创企业冒头外,能源、化工材料以及汽车等传统企业也纷纷布局并转型进入全新的氢能源赛道。值得注意的是,其中不乏煤炭、石油、汽车内燃机等传统企业,试图借助跨界氢能源,以技术创新加速绿色转型。
01传统企业的绿色转型在 “双碳” 目标和ESG大背景下,国内掀起了减碳、降碳的大潮。尤其对于传统煤炭、石油等 “排碳大户”来说,转型早已迫在眉睫。
相比光伏、风电、水电,氢能源不仅绿色、高效,且受天气影响小、易获得,对节能、减碳乃至在能源结构转型中都能起到积极的作用。
从原理上来看,氢能源既是可再生能源,又是二次能源。国内的主流制氢工艺主要有工业副产氢、煤气化、天然气制氢、甲醇制氢、水电解等,多数都借助传统化石能源、工业所产生的能耗来跨界制氢。
尤其在工业领域,氢气是煤炭焦化的副产品,焦炉煤气制氢是目前大规模、低成本获得氢气最可行的途径之一。以美锦能源为例,公司在炼焦工艺中释放的焦炉煤气约含55%的氢气,在炼焦工艺过程中副产大量富含氢气的焦炉煤气,以公司现有715万吨/年焦炭产能粗略计算,可从焦炉煤气中提取氢气6.4万吨/年,可以满足24,000台中型卡车或18,000台8.6m公交车一年的用量。
美锦能源副总裁、飞驰科技董事长姚锦丽曾向福布斯中国表示,美锦能源作为全国最大的独立焦炭生产商之一,正由传统能源向氢能源转型升级,与煤焦化产业协同发展,形成双轮驱动的发展战略。
美锦能源副总裁、飞驰科技董事长姚锦丽,图源:美锦能源公司目前已完成氢能全产业链布局,上游搭建氢气“制储运加用”产业链;中游搭建从膜电极到燃料电池电堆及系统再到整车制造的核心装备产业链 ;下游推进六大区域发展战略,即京津冀、粤港澳大湾区、长三角、环渤海、能源金三角、中部地区,目前已在多省市区搭建了氢能产业园;美锦能源探索了从研发到生产制造再到商业化应用的“氢能源全生命周期”创新生态链,持续打造具备自主知识产权的氢能产业集群,积累了较为丰富的运营新场景。
在转型过程中,美锦能源也获得了亮眼业绩。2021年年报显示,公司实现营业收入212.88亿元,同比增加65.71%;实现归属于上市公司股东的净利润25.67亿元,同比增加269.16%。
有专家认为,氢能源不仅是能源,更是重要的载体,能够实现传统化石能源与可再生能源的连接,实现两者平稳过渡。对于迫于转型的传统行业,尤其是传统化石能源企业来说,氢能源势必是最佳的转型方向和载体。
02大象转身,落子「绿氢」虽然氢能源已成为传统化石能源企业转型的重要方向,但由于成本、燃料制约等原因,工业副产氢、煤气化、天然气制氢、甲醇制氢等一直是主要的制氢方式,因难逃“碳排放”,而被称作为“灰氢”、“蓝氢”。
事实上,电解水制氢才是真正的“绿氢”。电解水制氢主要来自于光伏、风电和水电等可再生能源,也就是说,完全不依赖传统化石能源,且制氢的全过程无碳排放。
所以,新能源企业天然对绿氢具有优势,典型的例子就是光伏制氢。然而,对于传统化石能源企业来说,全面转向绿氢犹如“大象转身”,并非轻而易举。
2021年4月,宝丰能源宣布,该公司总投资达14亿元的 “国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”在宁夏正式投产。据悉,该项目不仅是全球最大的太阳能电解水制绿氢项目,还首创将“绿氢”、“绿氧”直供化工生产系统,通过新能源电解水制氢,从根本上建立由末端治理转化为源头治理的技术路线,有助于工业实现能源转型。
宝丰能源是国内煤化工龙头,借助该电解水制氢项目,将推动其全面向绿氢制造商转型。更重要的是,这也是新能源替代化石能源生产高端化工产品的一次难得的尝试,为中国工业企业探索新能源替代化石能源以及经济可行地实现碳中和目标提供科学路径。
此外,该项目还涉及光伏电解水制氢、氢气储运、加氢站、氢能交通示范应用、与现代煤化工耦合制高端化工新材料等多个领域。同时,项目还将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,实现氢能产业链一体联动发展。
随着氢能布局的日益深入,宝丰能源也获得了丰厚的回报。2021年,宝丰能源全年实现营收233亿元,同比增长46.29%;归母净利润70.70亿元,同比增长52.95%,净利润相比2019年上市之初增长接近翻番。
近期,美锦能源也表示,公司参股了拥有绿氢生产能力的相关企业,并且也在积极关注绿氢、蓝氢的发展,绿电制绿氢的项目也在积极洽谈中。
03氢能落地,应用先行从美锦能源和宝丰能源的例子可以看出,布局氢能源产业离不开产业链上下游的协同。然而,要真正推动氢能源产业发展,还离不开应用及商业化落地。其中,国内老牌内燃机厂商潍柴动力在商用车和重卡等应用端,通过氢燃料燃电池、氢内燃机的技术突破,迈出了转型的步伐。
潍柴动力是国内重型内燃机行业的龙头企业,从低碳燃料发动机到商用车混动技术,再到氢燃料电池和纯电动技术,多路径发力助推实现碳中和目标。自2018年起,潍柴动力开始全面布局氢燃料电池、混合动力、纯电动三大总成平台,开发30-200kW全系列燃料电池产品平台并实现量产发布,核心技术行业领先。
目前,氢燃料电池技术率先在商用车领域,尤其是重卡上的应用已逐步成为行业共识,而潍柴动力正是国内重卡的龙头之一。目前,装配潍柴氢燃料电池发动机的车辆累计行驶里程超过1,500万公里,产品寿命可达3万小时。
此外,潍柴动力还积极推进氢内燃机技术研发和产品布局,目前已完成氢内燃机关键核心技术和商业化应用的突破,发布了全国首款商业化氢内燃机。
在转型过程中,潍柴动力业绩保持稳健增长。2021年,潍柴动力实现营业收入2,035.5亿元人民币,同比增长3.2%。归属于上市公司股东的净利润92.5亿元人民币,同比增长0.3%。
不可否认,国内氢能源产业仍然处于发展初期,面临包括高排放灰氢为主、绿氢成本较高、制取和储运技术薄弱、加氢站缺乏以及应用场景单一等一系列痛点,一定程度上制约了行业的发展。
然而,在政策助推和技术革新的大背景下,氢能源已经从应用端发力,推动乃至倒逼行业及产业链的快速发展。同时,一大批传统企业的入局,足以证明氢能源不仅是经济可行的转型方向,也更适合传统企业探索绿色新路径。■
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