透过河北看省属国投集团如何发展氢能产业
近年来,随着全球主要国家化石能源、原材料生产率的不断提升,控制污染、实现低碳转型的绿色发展正在成为各国经济发展的主流导向,能源供需结构正在出现深刻变化,发展中国家特别是“一带一路”区域正成为全球未来能源需求增长的中心。
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新兴能源,获取途径多,应用范围广,对新时代能源转型,实现碳达峰、碳中和将发挥重要作用。
国内外氢能产业发展现状
如今,发达国家已将氢能上升为国家能源战略高度,不断加强相关的技术研发与产业化扶持力度。数据显示,截至2020年底,G20国家中已有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区已开展氢能应用试点示范,并正在推进氢能战略前期研究工作。
根据美国能源署的划分,全球氢能产业的发展大致可划分为技术研究、市场推广、基础设施完善和实现产业化四个阶段。目前,氢能产业发展正步入市场推广阶段,氢能源在制氢、储运、加注、应用等环节全产业链关键技术在不断突破。
近年来,我国的能源及氢能产业发展也呈现出良好势头。2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议强调,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。
中国作为以煤炭、石油为主要能源的世界第一碳排放大国,要在10年时间内实现碳排放达峰、40年内实现碳中和,任务是十分艰巨的。由于氢能在存储、消纳可再生能源,实现碳中和的过程中将起到重要作用,这一目标将可再生能源和氢能紧密地联系到了一起。2022年,全国“两会”《政府工作报告》中,再次强调要推动能源革命,推进能源低碳转型。代表们就出台氢能产业发展规划、明确发展的时间点和路线图、完善氢能产业政策支持建言献策,提交提案,势必对推动氢能产业健康良性有序发展产生重要作用。
目前,全国已有40多个地方政府发布了氢能发展相关规划,涉及加氢站数量超过1000座、燃料电池车数量超过25万辆。在未来10年,氢能产业将迎来爆发期。制氢、储氢、加氢站、燃料电池、氢能汽车等诸多环节的产业格局将基本清晰,行业龙头开始显现,行业标准初步探索完毕,后续进入成熟发展期。继日本丰田、韩国现代、法国雷诺推出氢能源乘用车之后,我国的上汽集团、广汽集团、海南马自达等汽车巨头相继练起了“氢功”。2021年3月长城汽车发布了氢能发展战略,与国际汽车制造巨头展开竞争。国家标准委发布的GB/T40045-2021《氢能汽车用燃料液氢》、GB/T40061-2021《液氢生产系统技术规范》、GB/T40060-2021《液氢贮存和运输技术要求》三项液氢国家标准,标志着液氢行业将有标准可依,有助于氢能企业和机构探索液氢在行业中的商业应用场景和模式。
河北氢能产业发展利弊因素
目前,河北省发展氢能源产业主要有四个方面的有利因素。
一是制定了氢能源产业发展规划。根据《河北省氢能产业发展“十四五”规划》,到2022年河北省氢能产业布局基本完成,关键技术紧跟国际先进水平,在重点发展区域建成相对完善的氢能基础设施与应用网络。在产业发展的重点区域形成完善的加氢站网络,推进氢燃料电池公交车、物流车、重卡等示范运营,试点探索氢分布式能源系统产业化、商业化路径。
在产业布局上,以雄安地区为核心、张家口为先导,重点实施八大工程,谋划布局128个氢能项目,构建“一区、一核、两带”产业格局。一区,打造张家口氢能全产业发展先导区;一核,以雄安新区为核心打造氢能产业研发创新高地;两带,氢能装备制造产业带和沿海氢能应用示范带。充分发挥张家口、承德地区风电、光伏可再生资源丰富的优势,大力推动绿氢制备工程建设,打造国内规模和技术领先的绿氢基地。储运方面,重点采用高压气态储氢和长管拖车方式,并探索加氢站、加油站、加气站、充电站多站合一模式布局的新型高效加氢站运营模式,鼓励配套智能化运营管理系统。
二是河北省有充裕的太阳能及风能等可再生能源。河北省北部的张家口、承德地区年日照小时数平均为3000至3200小时,中东部地区为2200至3000小时,分别为太阳能资源二类和三类地区;张承坝上地区和唐山、沧州沿海地区百万千瓦级风电基地为发展氢能产业提供了良好的资源基础。
三是冬奥会和京津冀协同助力氢能源产业发展。2022年冬奥会的成功举办也为氢能产业发展提供了契机。其间,冬奥会举办地张家口使用了世界上数量最多的氢能源汽车用于通勤、物流,在短期内为河北省氢能产业的发展注入动能,同时也向世界展示河北氢能产业品牌,有利于吸引国内外氢能相关企业及资本的投入,扩大市场需求。河北省计划在2025年底前,建成加氢站100座以上,建设及运营主体包括中石化、国家能投、河北建投、中智天工、海珀尔等央企、省属企业和民营企业。
四是行业龙头企业成为氢能源产业发展先锋。在制氢方面,河北建投风电制氢、中智天工风电制氢、海珀尔风电制氢等项目,可以较大程度上降低制氢成本。
在氢燃料电池方面,张家口市引入的亿华通万台氢燃料电池发动机项目已经投产,300多台氢燃料电池公交车已经投入运营;保定长城、唐山东方氢能、定州长安、福田欧辉、张家口聚通科技和金士顿等重点燃料电池、空压机、发动机研发项目及邯郸市氢能装备产业园等项目也相继落地;定州市与中氢能源科技合作搭建的从制氢、燃料电池系统到氢燃料电池汽车的相对完整的产业链条等初见成效。
从不利因素来看,河北省在氢能行业不断发展的同时,也面临一定困难和挑战。
第一,资金投入和技术储备存在短板。河北省的经济发展相对落后,省内资金投入和技术基础还远不能满足行业发展的需要,需要优化投资环境,大规模地引进先进技术、优秀企业和大规模的资金投入;第二,政策体系有待完善。虽然有河北省氢能产业发展规划等顶层设计,但是具体的实现路径还需要探索,还需要出台各类支持政策;第三,基础技术支撑体系还比较欠缺。如氢能产业链条中部分安全管理、检验检测、技术标准等体系还不够健全,加氢站建设的部分环节还缺乏统一的管理办法和技术标准,氢气运输和加氢站布局受现有安全生产法规的制约较多,氢气的储运受技术制约还存在运不多、运不远等问题;第四,氢能制造离产业化的距离还很远。目前所有氢能源项目都处于示范阶段,降低氢能源设施的建设和运营成本,实现产业化和投资及企业效益最大化是长期的、艰巨的任务;第五,氢能现实距追求还有距离。目前已经运行的氢能设施和氢燃料汽车的使用效率和使用寿命,还不能满足绿色、环保、经济、共享、造福社会的理念。
探索发展氢能源产业路径
省属国有企业是省域发展氢能产业的生力军。未来上游制备、中游储运、下游应用的氢能产业链,将带动制氢、储运、加氢站等产业链各个环节装备制造、氢能源汽车产业的发展,围绕氢能应用领域的市场前景广阔。而省属国有投资集团由于其特定的属性,发展氢能源是其带动相关产业发展、促进产业转型升级的重要突破口。
1.规划建议推动路径
省属国有投资集团是氢能源产业的先行先试者,省内不同区域、不同企业的资源禀赋与产业基础条件不同,应根据各自的条件引导赋予其不同的发展方向和任务。
在空间布局上,根据不同地区自身特色,发展相应的氢能源产业。首先,将张家口区域作为氢能产业的主要发展核心。借助当地丰富的风电、光电资源打造零碳制氢基地,通过引入大型先进企业建设燃料电池生产项目,加大氢能产品和核心零部件、制造设备的创新力度,实现本地规模化生产,在氢能产业领域进行氢能全产业链布局,培养一批国际知名企业。其次,将雄安新区作为河北省氢能产业研发与示范应用重点。再次,统筹规划其他区域协同发展。在全省范围内合理布局加氢站、输氢管线并探索建设分布式热电联供示范项目,努力构建可再生能源发电与其他能源发展相协调、开发消纳相匹配、“发输储用”相衔接的新发展格局。
在政策支持上,着力培养和扶持氢能优势企业,加快出台创新政策。建立氢能基础设施项目“安全绿色”的审批通道,从政策层面保障氢能产业健康有序发展,推进技术研发。
增加扶持资金。河北省布局氢能产业,可采取逐步消除电解水制氢基本电价,降低氢气增值税率,建立加氢站、燃料电池汽车补贴等政策,降低消费者使用成本,拓宽氢能产业投融资渠道,鼓励建立政府产业基金等金融平台与社会资本加入的多元化投资体系等措施。
完善标准体系。参考国际先进指标进一步完善氢能基础设施设计、建设与验收相关标准,完善氢能生产与储运安全标准,逐步提升氢能产品各项性能指标体系。
强化人才保障。制订相应的人才引进与保障方案,集聚氢能产业领域高端领军人才与创新性团队;利用省内氢能龙头企业与重点项目,孵化培育一批覆盖氢能产业链各环节的企业和复合型人才;促进产业与教育融合,对接高等院校展开氢能产业人才培养与招募。
加强组织领导。建议省能源局牵头成立河北省氢能协会,吸收涉氢企业参加,在政府和市场之间发挥桥梁纽带作用,推动国内外的交流,推动政府相关政策的制定和企业间相互协作和行业标准的制定。
2.产业链布局推动路径
省属国有投资集团在综合考虑产业未来前景与自身基础条件的前提下,科学规划产业布局与发展路径,采取精细化手段对产业进行培育与扶持,尽量降低未来风险,避免决策失误。
首先,多种路径建设氢能源基地。发挥河北光伏发电成本低的优势,强化氢能产业链上游制氢优势。培育风、光+氢储能一体化应用模式,重点发展电解水制氢技术及核心装备,奠定未来绿色无碳制氢的产业基础。同时,充分挖掘市场已有氢源,形成大规模氢气供给格局。河北是钢铁、化工、煤炭大省,充分利用已有工业基础,在钢铁企业通过推行焦炉煤气制氢、工业尾气制氢、煤制氢和生物质制氢的多元化制氢模式,推动氢能与煤化工深度融合。
其次,培育壮大氢燃料电池汽车及零部件产业。通过引入大型先进企业,加强对关键技术的研发,提高氢燃料汽车整车规模生产能力,改进产品性能并不断降低成本。促进燃料电池汽车加速工程化、产业化应用,充分发挥汽车生产对零部件企业的集聚作用,建设氢燃料汽车生产基地。
再次,在氢能储运技术领域寻求突破。开展绿氢、液氢、固态储供氢等前沿技术攻关,进行液态有机化合物化学储氢技术,布局储氢合金、纳米材料等高密度固体储氢新材料的开发,加大整机产品、核心部件及制造设备的创新力度,开展大容量多元储能技术应用推广,实现氢能全产业链关键材料及部件自主可控,实现特殊场合高安全、高效率、高密度储存和运输。
最后,广泛开展氢能源应用场景研究。前瞻布局氢燃料发电站技术研发。推进氢能商业化、产业化、集群化,先行先试,积极探索油、气、氢、电综合供给服务路径,实现绿氢的多场景、多领域终端应用示范;推动氢作为一二次能源介质,在大规模储能及分布式发电、备用电源、移动式电源、家用热电联供系统等领域取得应用突破;发挥福田、长城等重点汽车制造企业作用,以商用车为切入点,在有条件的地方积极探索氢能公共交通等。
在加氢站领域,省属国有投资集团可以积极布局加氢站项目,鼓励现有加油、加气站点改扩建加氢设施,试点建设可移动式撬装集成加氢站,加快固定加氢站建设,创新运营模式,降低建设和运营成本,突破瓶颈制约。
3.整合资本推动路径
河北省氢能源产业的大发展意味着必须有大投入,应研究建立氢能源产业基金,发挥杠杆作用,引导国内外投资机构投资助力,通过制定政策支持推动行业龙头企业、高新科技企业上市融资,依靠资本的力量整合资源、促进发展。
河北省可以大力发展混合所有制企业,省属国有投资集团带头参与,促进企业间的资金、技术、产品、市场、人力资源的优化配置。省属国有投资集团整合资本发展氢能源产业要符合政府产业基金的杠杆作用,通过氢能源汽车等产品的技术引领和对零配件等配套企业的产业集聚效应,逐步形成覆盖全产业链的产业集群。
借助资本整合使关键技术紧跟国际先进水平,在重点发展区域建成相对完善的氢能基础设施与应用网络;在产业发展的重点区域形成完善的加氢站网络,推进氢燃料电池公交车、物流车、重卡等示范运营,试点探索氢分布式能源系统产业化、商业化路径。
省属国有投资集团可以通过投资参与氢能源相关装备制造业。目前河北已建成一批制加储氢设备、燃料电池发动机、关键核心零部件、氢能整车制造项目,这部分重点项目大部分都需要政府产业基金支持,为国有资本参与提供巨大机遇。
4.科技研发推动路径
建设具有全球视野和国际先进水平的氢能产业创新研发平台,提升氢能产业科技创新与成果转化水平是河北氢能源产业发展的基础。国家科技部“可再生能源与氢能技术”液氢项目在张家口落地、省级重点研发项目“天然气掺氢关键技术研发及应用示范”也在张家口正式启动。河北省在积极研究抗氢脆和防渗透的输氢管道材料,以高压气态储运氢为基础,探索基于液态、有机液态化合物以独立管道或掺入天然气管道进行长距离规模化运输的储运方式;同时大力研发高活性、高稳定性和低成本的加氢—脱氢催化剂,发展以液态化合物和氨等为储氢介质的液氢存储技术和设备,实现特殊场合高安全、高效率、高密度固态存储和运输。
当前,我国氢能产业技术水平整体落后于国际主流水平,发展氢能产业还得依托国有投资集团等行业骨干企业、科研机构与高等院校,联合组建工程技术中心、科学实验室与制造创新中心等平台,积极引入国内外先进技术。张家口市已落户的一批国内外知名氢能源企业和科研机构,为发展氢能产业提供了强有力的技术支持。河北省发展氢能产业可以借助京津等地人才、技术优势,强化企业、高等学校、研究机构合作,着力构建企业为主体、市场为导向的能源协同创新中心和产学研联盟。例如河钢集团就与中国工程院战略咨询中心、中国钢研院、东北大学联合组建了氢能技术与产业创新中心,开展绿色能源体系规划和建设,引领可再生能源创新发展,加速打造最具竞争力的氢能产业创新研发平台和应用示范企业。
5.寻求政策支持路径
河北省及部分城市先后出台了《河北省氢能产业发展“十四五”规划》《河北省推进氢能产业发展实施意见》《河北省氢能产业链集群化发展三年行动计划(2020-2022年)》《河北省“十三五”能源发展规划》《张家口市氢能产业发展规划(2018-2035)》《氢能张家口建设规划(2019-2035年)》《张家口市支持氢能产业发展的十条措施》等文件,为省内氢能产业的发展提供了指导和支持。下一步可以继续协调地方政府专项债券资金和产业支持基金,以各地自然资源禀赋及现有氢能相关产业为基础,遵循合理配置、重点突出、有序协同、互联互通的原则,重点支持产业园区、重点产品、重点项目及加氢站等基础设施建设,形成氢能产业发展的新格局。
河北省氢能产业发展规划,为省属国有投资集团投资氢能产业提供了巨大的战略机遇期,也是省属国有投资集团顺应能源革命潮流、调整投资结构、促进产业转型升级的巨大转型期。
(作者单位为河北省国和
投资集团有限公司)