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2021年3月13日，新華社發(fā)布了《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》正式版(以下簡稱《綱要》)，氫能和儲能被列為未來六大產(chǎn)業(yè)之一。
根據(jù)《綱要》第九章：發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)部分第二節(jié)-前瞻謀劃未來產(chǎn)業(yè)的表述，我國將在類腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來網(wǎng)絡(luò)、深?？仗扉_發(fā)、氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。在科教資源優(yōu)勢突出、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚的地區(qū)，布局一批國家未來產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，加強前沿技術(shù)多路徑探索、交叉融合和顛覆性技術(shù)供給。實施產(chǎn)業(yè)跨界融合示范工程，打造未來技術(shù)應(yīng)用場景，加速形成若干未來產(chǎn)業(yè)。
隨著氫能和儲能作為未來六大產(chǎn)業(yè)之一，以及碳中和目標(biāo)的加快，氫能將在十四五期間迅速發(fā)展，逐步開拓萬億綠色投資市場。
在電力領(lǐng)域，綠氫不僅是實現(xiàn)高比例可再生能源的重要支撐，也是發(fā)電、交通、建筑等領(lǐng)域深度脫碳的最佳選擇。另一方面，氫儲能可以提供輔助服務(wù)，增加電網(wǎng)彈性；氫燃料電池也可用于熱電聯(lián)供等領(lǐng)域。顯然，電氫能源體系的建設(shè)對中國實現(xiàn)碳中和目標(biāo)起著重要作用，將成為構(gòu)建現(xiàn)代能源系統(tǒng)的重要途徑之一。
事實上，以五大發(fā)電集團為首的許多能源央企和國有企業(yè)已經(jīng)聚集在氫能領(lǐng)域，積極布局可再生能源、氫能、儲能等領(lǐng)域的核心技術(shù)研發(fā)，設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金，開拓市場。國家電投黨組書記、董事長錢智民在去年年底的三年改革行動部署會上明確表示，將在儲能、氫能和分布式光伏平臺領(lǐng)域率先打造獨角獸企業(yè)。
從氫能產(chǎn)業(yè)鏈和氫能最新應(yīng)用行業(yè)兩個方面進(jìn)行解釋，下面一起來了解一下。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫氣生產(chǎn)、儲運、加注、燃料電池及其應(yīng)用。
氫能的上游環(huán)節(jié)是氫氣的制備，主要方式是工業(yè)副產(chǎn)氫?；剂现茪洹⒖稍偕茉粗茪涞?；中游是氫氣儲存、運輸和加注，主要方式包括低溫液態(tài)、高壓氣態(tài)和固態(tài)儲氫，加氫站是氫氣加注的重要基礎(chǔ)設(shè)施；下游是燃料電池和應(yīng)用環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用領(lǐng)域是各種燃料電池汽車。那么，國內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的龍頭企業(yè)是什么呢？
上游制氫企業(yè)
目前，中國是世界上最大的制氫國家，工業(yè)氫氣產(chǎn)量處于世界領(lǐng)先地位。
目前制氫方式主要有工業(yè)副產(chǎn)氫、化石燃料制氫、可再生能源電解水制氫等，我國制氫主要依靠煤氣化制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫。
表1是目前我國主要的制氫企業(yè)。
表1制氫企業(yè)
中游儲運+加注企業(yè)
氫氣的儲存方式主要包括高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、有機液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。
目前我國儲運氫氣的主要方式有高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)儲氫兩種。
表2是我國儲運氫氣的主要企業(yè)。
表2儲運氫企業(yè)
加氫站是氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
截至2020年11月21日，中國已建成88座加氫站，同比增加27座。
其中有80座已經(jīng)投入運營，50座正在建設(shè)中，99座正在規(guī)劃中。
表3為我國主要加氫站企業(yè)。
加氫站企業(yè)表3
燃料電池及整車企業(yè)
燃料電池系統(tǒng)由電堆和輔助系統(tǒng)組成。電堆是核心，包括質(zhì)子交換膜、催化劑、擴散層和雙極板。目前，我國氫燃料電池系統(tǒng)的集成技術(shù)相對成熟，但與國際先進(jìn)水平還有一定差距。表4是中國目前的燃料電池企業(yè)。
表4燃料電池企業(yè)
與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有無污染、“零排放”、無噪音、無傳動部件的優(yōu)點。與電動汽車相比，它具有續(xù)航里程長、充電時間短、啟動速度快（8秒內(nèi)即可達(dá)到全負(fù)荷）的優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。目前，中國已經(jīng)開發(fā)出不同類型的燃料電池乘用車、客車和物流車輛。表5是中國目前的燃料電池汽車企業(yè)。
表5燃料電池整車企業(yè)
從能源替代的角度來看，氫能在電力、石化、航空、工業(yè)氣體、可再生能源發(fā)電、能源互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域具有無限的發(fā)展空間。
2021年是氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用從實驗室、示范項目走向產(chǎn)業(yè)化之年。
在自行車、船舶、機車、叉車等16個氫能應(yīng)用場景中，國內(nèi)外都有更新、有落地、有新突破的案例。
1.氫能自行車
2.氫能動力船舶
2021年2月，從中科院官網(wǎng)獲悉，經(jīng)過半個多月的海上調(diào)試，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所氫燃料電池電堆的燃料電池游艇“蠡湖”已達(dá)到設(shè)計要求，通過試航。
3.氫能煉鋼
陜西鼓風(fēng)機(集團)有限公司旗下公司于2021年3月18日正式簽署河鋼張宣高科氫能源開發(fā)和利用示范項目。
該項目是世界上第一座使用富氫氣體直接還原鐵工業(yè)化生產(chǎn)廠的項目。據(jù)報道，該項目從分布式綠色能源利用、低成本制氫、氣體凈化、氫氣直接還原、二氧化碳脫除和深加工、水處理等全流程和全過程進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)。
建筑內(nèi)容主要包括焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)、還原脫氧豎爐系統(tǒng)、CO2脫除系統(tǒng)等，產(chǎn)品為高品質(zhì)脫氧球團。
通過用氫能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳能源，本項目將大大降低生產(chǎn)過程中的碳排放問題。
4.氫燃料電池乘用車
從2020年10月到2021年3月，在工信部發(fā)布的《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》中，上汽大通EUNIQ7、廣汽Aion LX Fuel Cell、東風(fēng)風(fēng)神燃料電池乘用車、長安汽車CS75燃料電池多功能乘用車、一汽紅旗H5燃料電池汽車入選。
5.氫燃料電池機車
2021年1月27日，由西南交大與中車大同聯(lián)合研制的我國首臺氫燃料電池混合動力機車，在中車大同電力機車有限公司成功下線。
據(jù)悉，該車設(shè)計速度為每小時80公里，滿載氫氣可連續(xù)單機運行24.5小時，平直道最大牽引載重超過5000噸。該車采用西南交通大學(xué)開發(fā)的大功率燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，可在各種機務(wù)段、車輛段、編組站、大型工廠、礦山、港口等場所運行、調(diào)車、救援等多功能任務(wù)。
6.氫燃料電池攪拌車
三一重工于2021年1月1日正式宣布全球首個氫燃料電池攪拌機正式下線儀式。
據(jù)悉，該燃料電池攪拌車配備重塑技術(shù)PRISMA鏡星110kW燃料電池系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)換效率在50%以上；同時匹配1680L大容量氫氣瓶組，等速工況續(xù)航里程超過500公里。
7.氫燃料電池雪地美容機
8.氫燃料電池挖掘機
英國工程機械制造商JCB于2020年7月宣布，已開發(fā)出建筑業(yè)首臺氫動力挖掘機。
據(jù)悉，JCB已在采石場試驗場對一臺由氫燃料電池驅(qū)動的20噸220X挖掘機進(jìn)行了為期12個月的測試。
在接下來的幾個月里，JCB將繼續(xù)進(jìn)行測試，以繼續(xù)開發(fā)和改進(jìn)該技術(shù)。
9.氫能塔式起重機
RKB于2020年11月開發(fā)了第一臺以氫為動力的塔式起重機，并發(fā)布了一段氫起重機的視頻。
據(jù)報道，改裝后的起重機配備了一個單獨的氫燃料電池來提供動力。目前，只有起重機部分使用氫燃料電池提供的動力，其余部分沒有使用氫能，但它也是由電驅(qū)動的。
10.氫燃料電池抑塵車
中聯(lián)重科于2020年12月在湖北發(fā)布了全球首款氫燃料抑塵車。
據(jù)悉，這款氫燃料抑塵車由湖北海億氫能源配套，加氫15分鐘，續(xù)航400多公里，可持續(xù)環(huán)衛(wèi)作業(yè)5小時，且無污染、零排放。
中聯(lián)重科透露，這款抑塵車已經(jīng)實現(xiàn)了95%以上的零部件國產(chǎn)化，將用于城市噴霧抑塵和環(huán)境治理。
11.氫燃料電池渣土車
2020年11月，徐工集團在上海寶馬展上亮相首款氫燃料電池渣土車。
配備國鴻氫能自主研發(fā)的鴻芯電堆配套鴻途燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，配備7個140L儲氫罐，額定功率和峰值功率分別為90KW、100KW，加氫的續(xù)航里程達(dá)300公里。
12.天然氣摻氫
“天然氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范項目”于2020年9月11日正式啟動。
據(jù)悉，該項目是河北省首個天然氣摻氫示范項目，由張家口鴻華清潔能源科技有限公司牽頭，國家電投集團科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、中國石油管道局工程有限公司、歐科能源（技術(shù)）有限公司、張家口應(yīng)張?zhí)烊粴庥邢薰?、張家口金鴻壓縮天然氣有限公司參研，共同聯(lián)合承擔(dān)項目研究及示范工作。
該項目最終將應(yīng)用于張家口市的商用用戶、民用用戶和HCNG汽車，未來預(yù)計每年可向張家口市區(qū)輸送氫氣400余萬立方米，每年減少150余萬立方米天然氣用量及3000余噸碳排放量。
13.氫能叉車
據(jù)《北京日報》報道，2021年3月8日，首批100輛氫燃料電池叉車在杭叉集團(天津)新能源叉車有限公司研發(fā)及生產(chǎn)基地開工生產(chǎn)。
據(jù)悉，這批叉車將配備天津新氫動力科技有限公司生產(chǎn)的氫燃料電池系統(tǒng)，同時在天津進(jìn)行車輛組裝和測試。
據(jù)悉，該車型系統(tǒng)峰值功率為36kW，電堆功率為18kW，加氫時間為4-5分鐘，加氫壓力為35mpa，續(xù)航時間可達(dá)4-6小時。
14.氫醇發(fā)電機
天能電池官微2021年3月4日發(fā)布消息，稱公司第一代氫醇發(fā)電機已經(jīng)發(fā)布，目前正在小批量試生產(chǎn)。
據(jù)悉，“天安”系列甲醇燃料電池發(fā)電機搭載了天能自主研發(fā)的新一代綠色甲醇重整燃料電池技術(shù)，能實現(xiàn)>95%甲醇水催化轉(zhuǎn)換效率，氫氣純度99.99%，一氧化碳含量低于2ppm，可以作為備用、應(yīng)急電源應(yīng)用于國內(nèi)外通信基站、邊防哨所、海島燈塔、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院工廠等場所。
15.氫能社區(qū)
2021年2月1日，佛山市南海區(qū)人民政府、中科潤谷資產(chǎn)管理有限公司與中科潤谷航天氫能系統(tǒng)(泰安)有限公司簽訂合作協(xié)議，共同推進(jìn)佛山南海中日韓智慧能源產(chǎn)業(yè)基地項目。據(jù)悉，該項目是中國第一個“氫能進(jìn)萬家”示范社區(qū)。該項目計劃總投資80億元，打造中國第一個基于分布式天然氣燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的智慧能源示范社區(qū)。
2021年2月23日，豐田汽車在公告中表示，已經(jīng)在日本豐田編織城東富士工廠所在地附近的舊車場舉行了奠基儀式。據(jù)悉，豐田自行開發(fā)的氫燃料電池、屋頂和道路調(diào)養(yǎng)能源電池板將為城市提供能源動力，同時城市的全部基礎(chǔ)設(shè)施包括能源制取儲存設(shè)備都將安裝于地面下方。
據(jù)英國《衛(wèi)報》報道，2021年3月16日，英國首批安裝氫氣燃料供暖的兩棟房屋將于4月在英格蘭蓋茨黑德(Gateshead)建成，旨在讓公眾體驗“未來的氫能家園”。據(jù)悉，試點氫能住宅將使用由碳?xì)浠衔镏瞥傻某Ｒ?guī)氫罐，即所謂的“黑色”或“灰色”氫，而不是通過當(dāng)?shù)厝匀皇褂没剂蠚獾奶烊粴夤芫W(wǎng)。此外，世界上第一批通過當(dāng)?shù)靥烊粴夤芫W(wǎng)使用綠色氫氣的家庭將于明年年底在蘇格蘭法夫市開始建設(shè)。
16.氫燃料電池固定翼無人機
2020年10月，由哈工大翌翔無人機團隊開發(fā)的“翌翔一號”燃燒電池?zé)o人機成功試飛，完成多項性能測試。
