目前我國正持續(xù)推進氫能“制-儲-運-加-用”全產業(yè)鏈布局,氫能產業(yè)的發(fā)展離不開裝備的支持,雖然我國氫能裝備制造業(yè)正處于發(fā)展階段,部分技術還存在被國外壟斷“卡脖子”的情況,但近年來,國產氫能裝備正逐漸走出國門,遠銷海外。
據不完全統(tǒng)計,我國進入氫能領域的央企已有46家,地方國企也有38家。除能源電力企業(yè)外,航天、船舶、石油化工、汽車、軌道交通、核工業(yè)等企業(yè)也在氫能領域中的綠電制氫、氫能設備、燃料電池車等方面支持國內氫能產業(yè)發(fā)展。
國內氫能裝備發(fā)展情況
制
水電解制氫設備是制氫項目的核心,據統(tǒng)計,2022年國內新增可再生制氫項目產能3.3萬噸/年,同比增長65%;截至2022年底在建項目 17.7萬噸,均有望在2年內投產運營。
2022年,國內電解水制氫設備出貨量達到722MW,同比大幅增長106%。其中,考克利爾競立以出貨量230MW繼續(xù)排名第一。電解槽裝備企業(yè)從2020年約10家迅速上升到當前超百家。全球前20家電解槽生產商中,8家企業(yè)來自中國。
2022年中國電解水制氫設備廠商出貨量TOP10
(資料來源:高工產研氫電研究所)
今年開始實施的全球最大的綠色合成氨項目——大安風光制氫合成氨一體化示范項目于4月16日公布了水電解制氫設備招標結果,由隆基氫能(15套)、陽光電源(12套)、三一氫能(8套)、中船派瑞氫能(4套)中標,國產水電解制氫設備市場占有率急速攀升,推動水電解制氫大規(guī)模商業(yè)化應用的發(fā)展。
儲
常見的儲氫方式包括高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫以及有機液體儲氫等,高壓儲氫為目前發(fā)展最為成熟、應用最廣泛的技術。在高壓氣態(tài)儲氫中,根據儲氫瓶材料不同,可將儲氫瓶分為純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內膽纖維纏繞瓶(III型)和塑料內膽纖維纏繞瓶(IV型)4種,目前全球儲氫瓶呈現(xiàn)出從I型儲氫瓶到IV型儲氫瓶的技術發(fā)展趨勢。
國內目前已開發(fā)35MPa、70MPa的鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型),其中35MPa已被廣泛用于氫燃料電池車。
儲氫設備市場排行主要看氫儲運企業(yè)是否掌握核心技術路線、核心材料。
儲氫企業(yè)排行榜(資料來源:澤平宏觀)
今年7月,內蒙古首個中壓球罐儲氫項目,也是今年以來首個進行氫氣球罐招標的綠氫項目公布中標結果,中集安瑞科將提供6臺1500m3中壓球罐。隨著綠氫項目不斷落地,儲氫需求有望持續(xù)釋放,儲氫設備市場將持續(xù)擴展。
運
主要運氫方式有高壓氣氫運輸、液氫運輸以及管道輸氫。高壓氣氫運輸是目前最為主流的運氫方式,液氫運輸國外技術較為成熟,國內尚未商業(yè)化使用。管道輸氫前期投資大,適用于遠距離、大規(guī)模輸氫。
高壓氣態(tài)儲運存在效率低下、成本較高的問題,比較適用于近距離、小體量運氫場景,氫氣儲運環(huán)節(jié)受制于氫儲運效率較低的問題,一直是制約我國氫能產業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。
液氫運輸目前國內僅應用于航天及軍事領域,對設備、工藝、能源的要求更高,相對來說更適合長距離運氫。
氫氣儲運的發(fā)展,技術突破是降低成本的前提,未來仍需加大科研及示范項目的力度,尋找性能更優(yōu)、造價更低的儲氫媒介來降低儲氫和放氫成本。
加
加氫是氫能落地民用的最后一環(huán),加氫站的核心設備是氫氣壓縮機、儲罐以及加氫機,其中,壓縮機成本占總成本的34%。目前我國及加氫站核心設備尚處于研發(fā)階段,國產設備替代任重道遠。
氫氣壓縮機的主要供應商包括美國PDC,英國豪頓華工程有限公司、德國AndreasHofer,尤其是美國PDC幾乎占據全球隔膜加氫機的70%-75%的份額,全球近一半的加氫站采用了美國PDC的壓縮機。國內具備隔膜壓縮機生產能力的廠商主要有中鼎恒盛、北京天高和恒久機械,缺點是國產的隔膜壓縮機很容易達到壽命上限(約2000小時),而PDC的隔膜壓縮機往往能達到6000小時的壽命。
但國產壓縮機也持續(xù)進行研發(fā)高進,提升自身產品競爭力,縮小和海外產品的差距。中鼎恒盛目前已經做到在45MPa級別的氫氣壓縮機對海外產品的進口替代,且在國內氫氣充裝廠大流量壓縮機的市占率達到90%。
資料來源:中國氫氣壓縮機行業(yè)發(fā)展深度研究與投資趨勢預測報告(2023-2030年)
用
氫氣應用場景包括交通、工業(yè)、電力和建筑四大領域,其中氫燃料電池汽車產業(yè)已處于商業(yè)化初期階段。
燃料電池核心部件為燃料電池電堆,相關零部件如金屬雙極板、質子交換膜、催化劑、膜電極是燃料電池系統(tǒng)行業(yè)產業(yè)鏈中最核心的環(huán)節(jié)和主要的成本構成部分。在政策及市場的推動下催化劑、質子交換膜、膜電極與雙極板等領域國產化進展相對較快。
今年上半年,4月河北氫沃首批100輛氫能重卡交付邯鄲,5月及6月更多大批量訂單交付,如康明斯60臺氫燃料電池渣土車、國家電投“氫騰”燃料電池配套200輛氫能車輛、氫藍時代60輛氫能通勤車等。
總體來看,我國在制氫設備方面的研發(fā)成果更為明顯,其他設備研發(fā)也持續(xù)發(fā)力。我國氫能尚處于行業(yè)發(fā)展早期階段,仍然高度依賴國家相關政策。