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04-14

多地入场巨头加码 氢能产业乘风起

近期氢能产业热度一再上涨,在各省市产业规划相继出炉的同时,相关企业也马不停蹄地加码布局。雪人股份于4月7日晚发布公告称,正在筹划非公开发行股票事项,募集资金拟用于公司氢能领域相关产业商业化项目,公司股票4月8日开盘即再度涨停,走出三连板。此前,中石油、中石化、隆基股份等巨头企业也已纷纷布局氢能产业。在专家看来,氢能具有广阔的发展前景,但成本和技术要求高成为氢能产业发展的瓶颈,鼓励和支持企业发展氢能仍需探索更多模式。 对“碳中和”作用大 在“碳中和”目标下,可以由水制取的氢能越来越多地进入大众视野,也成为资本争相布局的产业领域。清洁、高效、可持续,氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。 根据国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,燃料电池汽车将占据全球车辆的20%-25%,届时氢能将成为与汽油、柴油并列的终端能源体系消费主体。 我国在2020年11月发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中就指出,要有序推进氢燃料电池供给体系建设,包括提高氢燃料制储运经济性和推进加氢基础设施建设。今年,“十四五”规划纲要(草案)也将氢能作为重要的前沿科技和产业变革领域,要求组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。 政策迎风,很快,长三角、珠三角、四川、山东等省市级氢能发展规划相继出台,加氢站建设进度逐步加快。 4月7日,《北京市氢能产业发展实施方案(2021年-2025年)》(征求意见稿)开始向社会公开征求意见,其中提出,2025年前,北京要具备氢能产业规模化推广基础,氢能产业体系、配套基础设施相对完善,培育10-15家具有国际影响力的氢能产业链龙头企业。京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上,减少碳排放200万吨。 截至2020年底,北京市已有氢能相关企业、机构数量约150家,其中,氢能供应领域73家,燃料电池领域89家。据估算,2020年北京氢能产业实现产值约30亿元。 在应用方面,氢气不仅可以代替汽油做汽车发动机燃料,也具有发电和储能作用,可以帮助电网调峰。厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强在接受北京商报记者采访时表示,发展氢能对“碳中和”具有比较大的作用,它可以把不稳定的风电、光伏稳定地储存、运输,终端的运用也比较广。不过,与储能和其他输送方式相比是不是有足够的竞争力,要到时候再看。 盘古智库高级研究员江瀚告诉北京商报记者,与充电等传统能源相比,氢能在制备方式上主要是通过电解等实现,无论是能量密度还是效率都比传统的储电能量密度高很多,所以发展氢能从理论上说有着非常大的前景。 资本看好 巨头争相入局 资本市场上也激起了氢能产业热,4月7日,中泰化学在投资者互动平台表示,公司将积极探索并研究氢气资源的产业化路径。金宏气体在接受机构调研时也表示,公司很早就布局了氢能源,募投项目也在张家港布局氢气工厂,即将试生产;新设子公司眉山金宏未来也将设立氢气工厂;重庆氢气工厂生产能力即将从原来2400标方/小时提高到5600标方/小时,目前其所产氢气已应用于7个加氢站。 氢能领域俨然已成为传统能源、新能源巨头企业必争之地。传统能源领域,中石油、中石化、国家能源集团等大型央企纷纷跨界发展氢能产业。中国石化发布消息称,将把氢能作为公司新能源业务的主要发展方向,“十四五”期间规划建设1000座加氢站或油氢合建站,打造“中国第一大氢能公司”,加快打造“油气氢电非”综合能源服务商。 新能源领域,光伏制氢成为新的发展风口。市值超3000亿元的光伏龙头——隆基股份就在3月底正式入局氢能,旗下氢能科技公司注册成立。据了解,隆基股份是全球最大的硅片制造商和光伏组件商,主要从事单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售,以及光伏电站的开发业务。 市场对氢能发展持乐观态度,根据平安证券的研究报告,2019年氢燃料电池产业相关投资及规划资金1805亿元。尽管受到疫情影响,2020年氢能投资金额仍有1600亿元。 “众多能源巨头布局氢能业务看得是比较长远的,这个领域刚刚开始,不像风电、光伏,有很多人在做。由于在技术方面的资本投入要高一些,也比较适合大的能源公司进行布局。”林伯强说。 亟待降低成本 尽管氢能产业得到了诸多政策支持,但氢气储运成本居高不下、技术难题等仍制约着氢能产业规模化商业化发展。 “高成本是整个氢能制备中需要解决的最大问题。”江瀚说。对于市场而言,如何降低氢气制备的成本,真正提升氢能的市场价值,都是亟需考虑的。 据了解,氢气按照生产来源分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”三类,“灰氢”是指96%的氢气来自化石燃料,制氢成本较低但碳强度最高;“蓝氢”碳强度相对较低但成本较高;“绿氢”则是利用可再生能源电解,零碳排放,成本也很高。 据国际氢能委员会指出,到2030年,水电解制氢在氢能领域投资占比最大,估计累计资金缺口高达200亿美元。 “制氢的钱从哪儿来,在哪儿应用?如何推广?都是未来要考虑的问题。”林伯强说,“要实现氢能产业发展目标还是要走着瞧,随着‘碳中和’‘碳交易’的发展,是否有可能提高氢能产业整体的竞争力,降低成本。” 通过金融手段帮助企业发展氢能也成为一些地区探索的路径。据了解,北京大兴区就将打造氢能产业高端装备制造与应用示范标杆区,金融方面设有规模20亿元的氢能专项基金支持初创企业,也有支持国际产业合作的中日国际创新发展基金,为氢能领域企业提供资金支持。 未来,氢能发展成本也有下降趋势。2020年7月由中国氢能联盟与国际氢能委员会发布的《氢能平价之路》研究报告表明,在规模经济的作用下,氢气的成本下降幅度和速度将远超预期,预计到2030年氢能产业链整体成本将下降50%。
04-13

氢能产业发展步入快车道 氢能示范城市群建设开启竞争浪潮

近日,财政部等5部门下发通知,拟将京沪粤冀豫等地纳入燃料电池汽车示范应用城市群,其中仅在华北地区就涌现了两大城市群:北京城市群、河北城市群。这给华北氢能产业带来了巨大利好。据悉,在四年的示范期间内,国家将采取“以奖代补”的方式,对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励。   打造氢能经济是我国实现“碳中和”的关键因素,我国氢能产业发展步入快车道。据不完全统计,河北、广东、河南、北京等地公布的专项氢能产业投资项目已超千亿元。在近日举办的2021清华五道口首席经济学家论坛,北京绿色金融与可持续发展研究院院长马骏表示:今后30年左右的时间,投资机遇在100万亿到300万亿元。北京市在4月7日发布氢能产业征求意见稿提出,京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模突破500亿元,减少碳排放100万吨。在交通运输领域,推广加氢站及加油加氢合建站等灵活建设模式,力争建成37座加氢站,推广氢燃料电池汽车3000辆。   如今,庞大的中国市场不仅吸引国内大量的氢能与燃料电池企业,丰田、现代、西门子等多家知名外企也逐步深化在中国氢能市场的布局。氢能产业发动机已经出现向东亚地区转移的趋势,日韩企业不仅在其国内加码氢能,同时也正在全产业链方面加速布局中国市场。然而,国内本土氢能产业化尚只有雏形,如果不加以政策扶持,“与狼共舞”的竞争压力将会在未来十年凸显。因此,在氢能产业链重点布局和加快发展的当下,必须做好氢能产业的基础工程:氢气供应。   据悉,近日韩国SK宣布将投资18万亿韩元建造世界上最大的氢液化平台,液氢产业的亚洲竞争已经开始。液氢的储存和运输一直是技术难关,国际上具有液氢生产、储存和运输“一条龙”的企业屈指可数。作为氯碱制氢龙头企业,鸿达兴业已打通“制氢、储氢、运氢及氢能运用”全产业链,具备服务我国乃至东亚氢能产业链的先发优势和竞争优势,其通过使用 PSA 等技术去除氢气中的杂质,得到纯度高于 99.9999%的氢气。
04-07

氢:储能的未来

氢是宇宙中最轻、也是含量最丰富的一号元素,其燃烧热值位居除核燃料之外的各种燃料之首。氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。致力于加速氢能源转型的全球CEO联盟——氢能理事会(Hydrogen Council)曾评价氢能是“能源解决方案的瑞士军刀”,在全球向低碳经济过渡中发挥着关键作用。氢能的多功能性及其脱碳潜力可广泛应用于运输、建筑和重工业领域。像天然气一样,它可以存储和运输,并能很容易地转换成电能、热量或其他产品。 但目前,氢能面临生产成本高和能源效率低等诸多短板,美银美林也称,氢技术已经存在了几十年,尚未达到主流使用的临界点。更有质疑者认为,使用清洁可再生能源产生的绿色氢在能源结构中的未来作用被夸大了,无法在供热、运输和重工业的脱碳中发挥主要作用。他们称,由于全球约有98%的纯氢是通过使用天然气或煤炭原料的碳密集型方式(即“灰色”氢)产生的,支持氢能发展变成了大型石油公司希望未来几十年继续开采化石燃料的借口。英国《金融时报》日前发文称,氢可作为“储能的未来”,以解决太阳能和风能等清洁能源在电网中扩散时的可变性问题。这似乎为氢在全球零碳排放转型中的实际应用增添了一个可行选项。例如,在需求疲弱时段内产生的多余可再生电力,可以转而为电解机提供动力来制氢,被储存起来的氢等于一种无碳清洁能源的长期储能方式,以便在未来需求最旺盛时供调度分发。 德国公用事业公司Uniper希望用每天产量最高四个小时内产生的可再生电力来制造氢气,以储存在汉堡市的地下建筑物中,这些建筑物以前曾用来储存天然气。公司前首席执行官Andreas Schierenbeck承认,该项目依赖于获得政府补贴,但能交易所储存的氢,可出售给工业客户,或提供给负有调峰使命的尖峰负载发电厂(Peaker plant)来发电使用。上文提到的氢能理事会执行董事Daryl Wilson表示:“可再生能源的间歇性是一个问题,需要一些大的储存容器来平滑风能和太阳能的输出,而氢能就是那个非常大的容器。”三菱电力美洲公司首席执行官Paul Browning也称,绿色氢能与其他蓄能形式相比具有竞争力:“如果可再生能源在发电组合中占最大份额,则对长期存储的需求将变得更加迫切;太阳能和风能不会一直运行,而锂离子电池会在数小时内耗尽。” 当然,通过清洁能源生产氢气、储存起来、再使用氢来发电的整个过程被指“效率低下且价格昂贵”。在电解水来制造氢气以及在涡轮机中燃烧这些氢气时都会损失能量,麻省理工学院能源技术研究院的科学家Dharik Mallapragada称,整个过程产生的电能还不到一开始投入时的40%。这令利用电力制造氢气、然后再用氢气来发电被一些业内人士称为“愚蠢之举”。在基于氢的燃料电池问题上,特斯拉CEO马斯克在2015年就曾表示,氢燃料汽车在新能源汽车领域中与电动车的较量毫无胜算,根本不足为惧,并称做燃料电池汽车是一个“令人难以置信的愚蠢”行为。 但发展氢能来帮助全球脱碳转型仍是大趋势之一。欧盟、中国和澳大利亚等多国政府都已开始提供强有力的政策支持,一边提高碳价,一边为开发绿色氢提供资助。主流投行也看好氢能开发。美银美林认为,氢可以满足全球能源需求,为汽车提供燃料、为家庭供暖,并帮助应对气候变化,比光伏更能作为“全球新能源的希望”;预计到2050年,市场份额将猛增6倍,产生2.5万亿美元的直接收入,间接基础设施市场潜力高达11万亿美元。汇丰直言2020年代属于氢能源,预计到2030年总安装电解器容量126GW,供应1500万吨绿氢(实现2018年全球纯氢需求22%增长);预计2050年前氢能需求以6.4%的年增长率增长,到2050年氢能占全球能源需求的18%,欧盟计划未来10年投资240亿至420亿欧元安装氢电解槽。摩根大通称,炼油、氨气、钢铁和重型车辆等行业将引领氢过渡,发展速度更快且成本更低,氢目前在供热、水泥生产和发电等领域滞后。电网规模的氢储能仍比其他储能方案昂贵,氢燃料电池的成本需降低约45%才能与内燃机竞争。但该行对绿色氢能降低成本持有积极态度,如果碳捕集政策支持,使用天然气生产并捕集碳排放的“蓝色”氢能在2030年前仍将保持成本竞争力。
03-24

氢能船舶时代渐行渐近:政策持续加码 全球研发提速

 一方面是船舶的减排压力与日俱增,另一方面,是氢能船舶替代的呼声四起,从国家到地方制定的氢能发展规划中,氢燃料电池船舶应用内容比重也在上升。   核心阅读:一方面是碳排放大户船舶行业的减排压力与日俱增,另一方面是氢能船舶应用场景兴起,氢燃料电池船全球研发进程加速。   “氨、氢能源未来可能成为主流的零碳排放船舶动力替代燃料。”江南造船(集团)有限公司科技委主任胡可一,看好以氢燃料为动力的船舶应用前景。   目前,我国在氢燃料电池船舶领域处于初步探索阶段,已有零星的示范项目,如中国船舶集团在2019年自主研发的2000吨级氢燃料电池自卸货船,以及今年大连海事大学新能源船舶动力技术研究院牵头建造的燃料电池游艇“蠡湖”号。在“碳中和”愿景下,船运业的减排压力责任重大,氢能船舶作为实现船运业减排目标的解决方案之一,其推广应用受到期待。   船运减排承压   氢能或成突破口   “运输船舶存在油耗大、排放量大带来的严重污染,氢燃料电池船舶的市场需求很有潜力。”一位从事船舶动力研究的业内专家告诉记者。   根据国际海事组织的数据,全球航运业的温室气体排放量约占世界总排放量的2.5%,航运业的污染治理和向更可持续能源转型的压力越来越大。国际能源署分析称,2019年,国际海洋运输约占全球能源行业二氧化碳排放的2%,随着全球货运量的增加,过去10年全球海洋运输活动的直接二氧化碳排放量大幅上升。因此,实现减排目标对船运业而言仍然存在非常大的挑战。   为应对船舶排放的二氧化硫和氮氧化物对城市空气的污染。近年来相继出台了关于船舶减排的政策措施,如《防治船舶污染海洋环境管理条例》《船舶大气污染物排放控制区实施方案》等,并制定发布了《2020年全球船用燃油限硫令实施方案》。   面对迫在眉睫的环保减排压力,传统重工业、汽车等领域正积极推进清洁能源转型。运输船舶作为污染排放大户,也加快步伐,选择燃料电池船作为突破口。   “氢燃料电池船是氢能发展的正确方向之一,可以极大地减少海洋河流污染。”上海燃料电池汽车商业化促进中心秘书长张焰峰表示。   政策持续加码   全球研发提速   一方面是船舶的减排压力与日俱增,另一方面,是氢能船舶替代的呼声四起,从国家到地方制定的氢能发展规划中,氢燃料电池船舶应用内容比重也在上升。   我国氢能船舶的发展已获得国家层面的政策支持。2020年6月,国家交通运输部发布《内河航运发展纲要》的通知明确提出,鼓励探索发展纯电力、燃料电池等动力船舶,研究推进太阳能、风能、氢能等在行业的应用。   地方政府,尤其是滨江临海的城市,对氢能船舶的应用推广也快马加鞭。2020年3月,广东《茂名市氢能产业发展规划(征求意见稿)》中明确提出试点燃料电池在工业发电、热电联供和船舶方面的应用。2020年12月,浙江舟山市正式发布《关于加快培育舟山市氢能产业发展的指导意见》,提出以船舶、海洋运输、港口物流等海洋氢能示范应用为特色,探索打造氢能海上供应链。   全球范围内,不少国家和企业将推动船舶业的脱碳进程作为实现气候目标的重要手段。   全球航运巨头马士基集团(Maersk)近日宣布,为应对越来越大的减排压力,该集团将加速集装箱船脱碳计划,并在2023年前建设全球第一艘碳中和集装箱船。   实际上,早在2018年,全球科技巨头ABB和挪威海洋科技研究中心SINTEF Ocean就已合作研究船舶燃料电池项目,测试氢燃料电池技术可行性。今年2月,巴拉德宣布与澳大利亚压缩天然气公司宣布,将合作开发一款命名为C-H2船的新型燃料电池动力船舶。近日,现代重工集团与KR联手,将联合制定全球首个氢能船舶国际标准,以“提前应对氢能船舶时代的到来。”   “燃料电池上船目前在国内外都是研究热点,但目前国内外下水的氢燃料电池船都还处于实验阶段,就目前的研究现状而言,燃料电池上船必须和锂电池配合使用,尚不能单独使用。”上述业内专家表示。   “船用氢燃料电池的技术含量更加容易,相比在车上用有限的空间装入最大的能量,空间庞大的船舶将为氢燃料电池的安装提供足够的空间。”张焰峰说。   技术储备需时日   配套标准要先行   “需要注意的是,船的安全性和可靠性要求更高,因此需要法规的完善和人员的培训,由于保障条件和陆地上的交通工具不一样,法规、技术标准、应用、管理都亟需建立健全。”张家港氢云新能源研究院院长魏蔚表示。   同时,作为一项新的能源技术,氢能船舶的推广应用还面临许多问题,记者查阅资料发现,目前中国海事局暂未放行氢燃料电池为主电源的船舶,由于需要颠覆性的系统更迭和人员培训上的支出,氢能船舶的经济性相比燃油船仍有一定差距。   “此外,船用加氢和车用加氢的配套设施要求肯定是不一样的,并且船用标准一定会严格于车用标准。”业内专家表示。   尽管如此,记者在采访过程中仍然感受到了业内对氢燃料电池船舶未来发展潜力的看好。“现阶段,氢能产业的发展应以燃料电池汽车发展为前提,逐步向能源和工业应用领域推广,氢燃料电池船的发展可能还需要3-5年的技术储备,‘十四五’期间将有氢燃料电池船舶的相关示范项目。”魏蔚表示,“由于氢燃料电池船需要的电堆功率大,因此氢能船舶的发展还可以带动液氢产业的发展,并推动电堆技术和液氢储运设施的发展。”
03-19

氢能炼钢:技术、经验与前景

氢气冶金:或将实现二氧化碳“零排放”。传统的高炉炼铁通过焦炭燃烧提供还原反应所需要的热量并产生还原剂一氧化碳(CO),将铁矿石还原得到铁,并产生大量的二氧化碳气体(CO2)。而氢能炼钢则利用氢气(H2)替代一氧化碳做还原剂,其还原产物为水(H2O),没有二氧化碳排放,因此炼铁过程绿色无污染。   国外应用案例:应用较早,在氢气制备方面基本全部采用电解水的方法,因此大多与上游电力公司展开合作,以控制耗电成本。目前较为成功的项目有:瑞典钢铁HYBRIT项目、萨尔茨吉特SALCOS项目和奥钢联H2FUTURE项目。其中HYBRIT项目工艺成本比传统工艺高20%~30%。   国内应用案例。2020年,河钢集团与卡斯特兰萨共同建设120w吨氢冶金示范性工程项目,该项目将使吨钢碳排放降至125公斤,预计于2021年底投产。2019年,中国宝武与中核集团、清华大学签订合作协议,开发“核能制氢”技术。同时,酒钢也成立了氢冶金研究院,积极探索“煤基氢冶金理论”。   困境:制氢成本高昂,储氢技术难以突破。目前市场上主流制氢方法有电解水、水煤气等方法,按照中国目前氢能市场价格(约每吨6万元人民币或7800欧元),采用氢能炼铁工艺成本比传统高炉冶炼工艺至少高五倍以上。同时氢的高密度储存一直是一个世界级的难题。   碳中和背景下,氢气炼钢前景广阔。我国政府承诺,将在2030年前碳达峰,2060年前碳中和,因此低碳减排将会是长期经济发展的大背景。随着未来环保成本的不断上升,我们认为氢能炼钢的环保效益将会覆盖其较高的成本,从而使企业从中获益;在碳中和的大背景下,较早布局这一领域的钢铁企业将有望从中得到可观的经济价值。
03-17

现代汽车集团氢能落子广州 中国成全球氢燃料汽车重要争夺点

现代汽车全球首个海外氢燃料电池系统生产和销售基地日前在广州正式动工,占地20.7万平方米,总投资将达到85亿元,预计2022年下半年正式竣工。这是现代汽车在海外设立的第一个氢燃料电池系统生产和销售基地,也是国内首家氢燃料电池系统专用工厂。 氢燃料电池是新能源汽车诸多能源路线中的一种,我国也将氢燃料电池作为新能源汽车未来发展的重点之一。近年来,随着技术的提升、成本逐步下降,氢燃料电池在推广应用方面进展迅速。各大跨国企业也在不断推进燃料电池方面的研究和应用,中国市场也成为各大跨国汽车企业竞争的一个重点。 汽车巨头纷纷落子中国市场 据介绍,现代汽车的基地将建成为包含氢燃料电池堆工厂、氢燃料电池系统生产工厂、研发中心和创新中心在内的综合型基地,规划年产6500套氢燃料电池系统。并将视中国市场和政策需求适时扩大生产供应能力。未来,除了推广氢燃料电池车之外,现代汽车还计划持续扩大其他领域的氢能应用示范运营。 据了解,现代汽车自2019年12月与广东省政府签署谅解备忘录,到2021年初签约成立现代汽车氢燃料电池系统(广州)有限公司,再到2021年3月广州基地开工建设,只有短短一年多时间。 不仅是现代汽车,丰田汽车公司也在2020年与中国第一汽车股份有限公司、东风汽车集团有限公司、广州汽车集团股份有限公司、北京汽车集团有限公司、北京亿华通科技股份有限公司,共同成立联合燃料电池系统研发(北京)有限公司,致力于在中国市场普及燃料电池汽车的研发和发展。除此之外,奔驰、宝马、本田等国际汽车巨头也一直寻求在氢燃料电池汽车领域取得突破。 2020年10月,中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中提出,至2035年,新能源汽车市场占比超过50%,燃料电池汽车保有量达到100万辆左右。这也吸引了众多国外汽车企业发力氢燃料电池汽车在中国市场的研发和推广。 据介绍,基于在全球其他市场取得的成功经验,现代汽车目前已经于2020年和长三角、京津冀两个中国氢能示范地区的国内合作伙伴,就氢燃料电池技术达成深度合作意向,预计截至2025年,将在长三角和京津冀地区分别普及推广氢燃料电池卡车3000辆和1000辆以上。 国内外汽车企业加码氢燃料电池技术 作为在氢燃料电池技术方面的领先者,现代汽车集团和丰田汽车公司一直在这领域保持着技术和市场优势。 现代汽车在1998年就设立了燃料电池开发部门,2000年,以现代圣达菲车型为基础研发了第一款燃料电池汽车,之后陆续研发了燃料电池公交车、自主研发的燃料电池系统,并在2011年完成氢燃料电池的量产技术开发。2013年,现代汽车推出全球首款量产氢燃料电池车ix35 FCEV。2018年,现代汽车正式推出全新一代氢燃料电池车NEXO,搭载现代汽车全球领先的氢燃料电池系统,仅需5分钟即可充满氢气,续航里程超800公里。2020年,其氢燃料电池乘用车销量占据全球市场份额的四分之三。 丰田汽车也在2014年推出了燃料电池汽车Mirai,但当时其燃料电池系统的成本非常高,年产仅700台。近年来,丰田汽车大力推进氢燃料电池系统成本降低,希望将其现有氢燃料电池汽车成本减少一半,续航里程从650公里增加到800公里以上。 与此同时,中国汽车企业也在大力推进氢燃料汽车发展,包括上汽、北汽、广汽、长安等企业都在深耕氢燃料电池汽车技术。广汽集团于2020年7月对外发布了首款氢燃料电池乘用车,并计划推进小批量运行。上汽集团董事长陈虹日前表示,针对制氢、储氢、运氢、加氢等各个环节发展受制于当前法规政策的种种限制建议,希望从国家层面尽快形成统一的中国氢能战略规划。 整体来说,目前在氢燃料电池汽车领域,现代汽车和丰田汽车仍然处在全球前列,其中,现代汽车在储氢罐容量、电机功率、续航里程,以及产品应用等方面要领先于丰田。国内的氢燃料汽车基本还是集中于商用车领域,包括大中型客车、轻型货车等,保有量还比较低。而在氢燃料电池乘用车方面,目前国内汽车企业总体上还处于研发验证阶段。 氢燃料电池汽车政策利好不断 氢燃料电池技术作为新能源的技术路线之一,一直受到政策的高度关注,尤其是近年来,对于氢燃料电池技术的利好政策不断。 2020年9月,财政部等五部委发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,进一步明确“调整补贴方式,以奖代补,开展燃料电池汽车示范应用”。根据补贴政策,加入示范城市群的城市4年内应推广超过1000辆达到相关技术指标的燃料电池汽车,平均单车累积用氢运营里程超过3万公里,同时建成并投运标准加氢站15座。 截至2020年底,全国多个城市共颁布了40多个氢能产业专项政策。进入2021年以来,各地利好消息仍不断涌现。到2月中旬,今年新招标和中标的氢燃料电池汽车数量在短短一个半月内就到近700辆,占2020年全年公开招标数量的近79%,超过去年全年氢燃料电池汽车产量总数的一半。 同时,中石化发布公告称,在未来5年间将布局近千座加氢站或油氢合建站。上海市的新能源汽车发展实施计划中提出,5年后上海氢燃料电池汽车将达到1万辆,加氢站超过70座。 今年全国两会期间,氢燃料电池技术的发展也成为参会的代表、委员关注的一个焦点。10多位汽车行业的代表委员都针对氢燃料电池技术的发展提出了提案、议案。“十四五”规划发展纲要也将氢能源作为未来发展的重点。 政策环境的不断提也成为吸引中外企业加码氢燃料电池技术的一个重要动力。现代汽车发布的氢能及氢燃料电池车发展2030愿景显示,现代汽车计划到2030年将氢燃料电池系统的年产能提升至70万套,并以中国、韩国、美国及欧洲四大重点市场为中心,拓展氢能生态布局。
03-11

重磅!氢能亮相“十四五”规划纲要草案

“十四五”规划纲要草案正在提请十三届全国人大四次会议审查。近日,在国新办举行的新闻发布会上,国家发展改革委有关负责人就纲要草案进行了详细解读。   纲要草案共19篇、65章、192节,约7.4万字。国家发展改革委副主任胡祖才说,纲要草案重点体现了“四个突出”:   第一,突出体现“三个新”的核心要义,体现了对“三个新”要求的整体把握、系统贯彻和一体落实。   第二,突出做好“两个一百年”奋斗目标的有机衔接,设置经济发展、创新驱动、民生福祉、绿色生态、安全保障5大类20个主要指标。   第三,突出统筹办好发展和安全两件大事的要求,首次设立安全发展专篇,对加强国家安全体系和能力建设,保障粮食、能源资源和金融安全等作出具体安排。   第四,突出强化重大战略任务落实的项目支撑,围绕国家所需和人民所盼,共设置20个专栏,提出102项重大工程项目。         在纲要(草案)第九章“发展壮大战略性新兴产业”之第二节“前瞻谋划未来产业”里提出,“在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。”
02-19

固态储氢新突破,氢能发展进入高速轨道。

POWERPASTE,来自德国弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所(Fraunhofer IFAM)的研究者们研发了这种长得像牙膏的糊状物。他们将氢气和镁放在350 °C左右的高温和五到六倍的大气压下发生反应,形成氢化镁。再添加酯类和金属盐,最终合成一种粘稠的灰色糊状物,就是POWERPASTE。 这种物质的主要功能是储氢,它可以在常温常压下储存氢气。并且可以与水反应,释放氢气。其储氢能力相当强,储氢质量密度远高于700Bar的高压气态储氢罐。和锂电池相比,同等质量下,POWERPASTE储存的氢气能量相当于当前锂电池能量密度的10倍。 而且它在250℃的高温下完全稳定,弗劳恩霍夫的研究团队表示,POWERPASTE可用于大型无人机,给户外电器供电,当然也可以作为汽车的增程器。对,POWERPASTE就是燃料电池车的“油箱”,得益于其较高的能量密度,POWERPASTE提供的续航能力甚至可以超过汽油。 更关键的是,该团队表示,由于这种糊状物是流体,可以装在罐子或者盒子里,因此可以通过“相对便宜的设备”,利用标准的灌装线来灌制,储运条件也很便宜。 是不是一项很有趣的技术?看上去美好,但就像电动车界盛传的固态电池一样,这种固态镁基储氢金属,距离大规模量产也还有相当远的距离。这期讲堂就来看看燃料电池车的储氢系统。 燃料电池车还需要“油箱” 燃料电池车虽然是电驱动的,没有发动机只有电机,但它的结构和燃油车更像,燃料电池需要氢气来发电,所以需要“油箱”——一套储氢装置来为他提供氢气。燃料电池将氢气和空气在内部电化学反应之后产生电能供给电机驱动车辆。 而区别于油箱的是,这套储氢装置技术含量相当高。和纯电动车受困于锂电池能量密度和充电时间一样,燃料电池车同样面临着能量密度的困扰。 因为氢气密度实在太小,1kg的氢气在常温常压下有差不多11立方米那么大,不可能放到车上应用,因此,必须用各种技术手段提高氢气储存的密度。 目前,储氢装置大致可以分为三类,第一类是高压气态储氢。使用的储氢瓶主要分为四种:纯钢制金属瓶(I型)、钢质内胆纤维环向缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维全缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)。 高压储氢的优点是储存耗能低,成本较低,充放气速度快,常温下可以利用减压阀直接调控氢气的释放速度应对汽车在行驶中不同的工况需求。 明显,对于高压储氢,压力越大,单位体积储氢越多。目前行业前沿的是700Bar高压IV型储氢瓶,这一压力差不多相当于700米深海底的压力,作为对比轮胎充气压力只有2.5Bar,一般潜水艇的最大潜深只有300米。因此高压气态储氢对于罐体材质和密封有着较高的要求。 比如Mirai的储氢罐有四层结构,铝合金制成罐体,内部衬塑料内胆,外面包裹碳纤维强化塑料(CFPR)保护层,保护层外边还有玻璃纤维减震层。装有5kg氢气的氢气罐本身就会重达100多千克,储氢质量百分比仅有5%左右。体积密度同样不容乐观。 再引入一个专有名词,氢脆。氢脆是指氢气会在高温高压(300℃和30MPa)下,会渗透入金属材料,引起金属力学性能下降、诱发裂纹或产生滞后断裂。目前的氢瓶都有这种风险,使用寿命有限。 而且要为这种高压氢罐充氢,就意味着需要更高压的加氢装置,以及与之配套的供应运输体系…… 虽然有着各种各样的缺点,但这套技术还是目前最为成熟,要求、成本相对最低储氢方案,现在所有的燃料电池车,丰田的Mirai、现代的NEXO等等都是采用了这种方案。 第二种是液化储氢。液氢的密度是常温常压中气态氢的845倍。但是氢气不像氮气,二氧化碳,可以通过加压实现液化,氢气液化的临界温度低至-234摄氏度,高于临界温度再高的压力都无法将氢气液化。这就直接否决了车上直接使用液氢储存的可能。 不过液氢倒是在纯度以及长距离大规模运输方面有较好的经济效应,车上用不了,但加氢站倒是有可能用得上。 第三种是固态储氢。 和锂电池在向固态电池发展一样,储氢技术也在向固态储氢发展。固态储氢还可以继续细分,一种是通过活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维碳基材料进行物理性质的吸附氢气。以及金属有机框架物(MOFs)、共价有机骨架(COFs)这种具有微孔网格的材料捕捉储存氢气,以上这些材料目前还在实验室研究阶段。 一种COF材料TpPa-1  还有一种是利用金属氢化物储氢。金属氢化物储氢最大的优势在于体积密度相当高,单位体积的金属可以储存常温常压下近千体积的氢气,体积密度甚至优于液氢。 POWERPASTE就是用的这种方式。金属储氢的原理有些类似氢脆现象,氢气在一定条件下渗透进入金属内部,与金属发生反应生成金属氢化物,以原子状态储存于金属结晶点内。这个过程是可逆的,从而实现了氢气的吸、放。金属储氢已经有了相当长的研究史,我们常用的镍氢充电电池就是典型的金属氢化物应用。 氢气与多数金属都能够发生化合反应,意味着大部分金属都有储氢能力。但金属储氢技术为了实现吸放氢的可控和可逆性,往往需要多种金属组成合金,一部分是吸氢能力强的金属(A类)如Mg、Ti、Zr、Ca、Re等,另一部分是吸氢能力弱的金属(B类)如Fe、Co、Ni、Cr等,调节反应生成热与分解压力。 几十年来,已经发展出多种合金,综合下来吸放氢条件、体积密度、质量密度、成本等合适工业生产的数量不多,主要有:镁系、镧镍稀土系、钛系、锆系。 其中以分子量较轻的金属镁作为基础的镁系合金为首。镁系合金具有较高的储氢质量和体积密度,而且镁储量较大,成本低。但是镁系储氢合金吸放氢条件较为苛刻,如POWERPASTE的报道中描述的,需要在350 °C左右的高温和五到六倍的大气压下发生反应,形成氢化镁。 另外,POWERPASTE产物在250℃高温下也能稳定同样也代表了产物活化条件高,想要在车载条件下释放氢气较为困难。 但是,体积上得天独厚的优势仍然使金属储氢成为一个热门发展趋势,尤其是对于燃料电池车。有朝一日,燃料电池车只需要到加氢站去换装有储氢合金的盒子就能完成补能,换下来的盒子内的储氢合金经过处理,重新补氢灌装就可以重新销售。这种充满想象力的前景的确令人向往。 储能技术突破之后,燃料电池车能后来居上吗? POWERPASTE的描述中还有一句:“这种浆料令人印象深刻的能量密度部分来自于它所释放的氢气有一半来自于它所反应的水”,这应该指的是活泼金属氢化物可以与水发生反应: 或者干脆就是活泼金属与水反应: 听上去是不是很熟悉?哦~~是庞青年的“水氢发动机”。他用的是铝和水进行反应获得氢气。只是铝制氢存在许多挑战,比如需要清除反应产物,防止覆盖在铝表面阻止反应持续;比如反应之后的产物氢氧化铝如果不加处理,也是一种浆状物,具有腐蚀性和毒性,回收再生价值很低,从而使铝几乎变成一次性消耗品;比如铝制氢气成本较高,每千克铝价格15元左右,制取1千克氢气大约需要消耗9kg铝,如果铝没有便宜的回收再生方法,没算制取装置成本的情况下,每千克氢气制取材料成本就需要135元,而每千克氢气大约可以支持车辆行驶100公里左右,算下来每公里成本远高于汽油车。 用铝制氢的经济性甚至不如电解水制氢。而电解水制氢的经济性还不如直接充电,这…… 氢气本身的制备成本,制备氢气过程中的二氧化碳排放同样需要被量化。目前的工业制氢方式如煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、焦炉煤气制氢、工业副产物制氢都会产生二氧化碳,而利用可再生能源比如风力、潮汐能最简单的方式是发电,用可再生能源发的电来制氢,再用氢发电驱动车辆是不是有些曲折? 这是一笔经济账,不仅铝制氢要算,气罐储氢要算,POWERPASTE这种储氢金属更要算。我理解山顶水库的存在必要性。氢气如果能够解决怎么来和怎么去的问题,作为中间载体很可能比电池更“美好”。 而弗劳恩霍夫的研究团队肯定在一定程度上解决了金属储氢吸放氢方面的条件与代价。让储氢与运输变得相对更加便宜和便捷。
02-19

化工集团副总收4000元好处费,搭上了22条人命

重特大安全事故的背后,往往伴随着鲜活生命的消逝、幸福家庭的破碎、美丽环境和生产秩序的严重污染破坏,以及触目惊心的财产损失。安全事关重大,须臾不可放松。最高人民检察院1月27日联合应急管理部通报,2017年1月至2020年12月,全国检察机关共批准逮捕危害生产安全刑事案件3909人,提起公诉13205人。 最高检专门发布第二十五批指导性案例,指导检察机关如何办理危害生产安全刑事案件。其中,余某某等人重大劳动安全事故、重大责任事故案是最高检挂牌督办案件。 收4000元好处费就采购不合格产品 事故造成22人死亡 余某某是湖北某化工集团原董事长,他也是当阳市一家矸石发电公司原法定代表人,2015年6月,矸石发电公司热电联产项目开工建设,化工集团物资供应公司原副经理张某某负责采购。 最高检第二检察厅主办检察官郭竹梅介绍:“案情显示,施工中,余某某为了加快建设进度,在采购设备时,未按湖北省发改委关于该项目须公开招投标的要求,自行组织邀请招标。张某某收受无生产资质的重庆某仪表公司负责人李某某给予的4000元好处费及钓鱼竿等财物,向其采购了质量不合格的‘一体焊接式长颈喷嘴’,安装在2号、3号锅炉高压主蒸汽管道上。项目建成后,余某某等人擅自决定试生产。” △事故现场 2016年8月10日凌晨,矸石发电公司锅炉车间当班员工巡检时发现集中控制室前楼板滴水、2号锅炉高压主蒸汽管道保温层漏汽。有关人员未进一步探查。 11日11时左右,锅炉运行人员发现事故喷嘴附近有泄漏声音且温度比平时高,之后伴随高频啸叫声,相关人员层级上报,但是没有人按规定下达指令。 郭竹梅表示:“接到‘蒸汽管道泄漏,电厂要求停炉’的汇报的相关负责人,均未到现场处置,也都未按规定下达停炉指令。 下午14时49分,2号锅炉高压主蒸汽管道上的喷嘴发生爆裂,致使大量高温蒸汽喷入事故区域,造成22人死亡、4人受伤,直接经济损失2313万元。” △事故现场 相关负责人被提起公诉 余某某、张某某等多人被判刑 事故发生后,检察机关介入侦查,与公安机关一起查明事故企业在立项审批、设备采购、项目建设及招投标过程中是否存在违法违规行为,以及相关人员的管理职责、履职情况。 郭竹梅介绍,本次事故发生的最主要原因是矸石发电公司所采购的喷嘴系质量不合格的劣质产品,直接原因是主蒸汽管道蒸汽泄漏形成重大安全隐患时,相关管理人员没有按照操作规程及时停炉,作出正确处置。 △庭审现场 2018年8月21日,余某某、张某某等人被分别以重大劳动安全事故罪、重大责任事故罪分别判处有期徒刑五年、四年不等有期徒刑;喷嘴生产企业仪表公司负责人李某某因犯生产、销售伪劣产品罪,当阳市发展和改革局原副局长杨某等5人因犯玩忽职守罪被追究刑事责任。检察机关同时发出检察建议。 安全意识淡漠、外部监督不力等 极易导致事故发生 最高检第二检察厅厅长元明说,这批案例,涉及煤矿、化工、交通运输等重要生产领域。而在检察机关办理的危害生产安全刑事案件中,重大责任事故罪占比80%、重大劳动安全事故罪占比10%。 最高检第二检察厅副厅长黄卫平分析,安全生产事故类犯罪,多为过失犯罪,危害后果的发生有可预防性。案件中的责任人在能够预见或者有能力防范事故的情况下,由于安全意识淡漠、防范措施落实不到位、内部管理混乱、外部监督不力等原因,导致安全隐患转化为现实严重后果。 应急管理部政策法规司副司长、一级巡视员邬燕云通报数据显示,2020年全国生产安全事故3.8万余起,死亡2.74万多人,重特大事故16起、死亡262人。当前安全生产仍处于爬坡过坎期,容不得半点马虎。
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