目前我國正持續(xù)推進(jìn)氫能“制-儲(chǔ)-運(yùn)-加-用”全產(chǎn)業(yè)鏈布局,氫能產(chǎn)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(shù)還存在被國外壟斷“卡脖子”的情況,但近年來,國產(chǎn)氫能裝備正逐漸走出國門,遠(yuǎn)銷海外。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國進(jìn)入氫能領(lǐng)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(lǐng)域中的綠電制氫、氫能設(shè)備、燃料電池車等方面支持國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
國內(nèi)氫能裝備發(fā)展情況
制
水電解制氫設(shè)備是制氫項(xiàng)目的核心,據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年國內(nèi)新增可再生制氫項(xiàng)目產(chǎn)能3.3萬噸/年,同比增長65%;截至2022年底在建項(xiàng)目 17.7萬噸,均有望在2年內(nèi)投產(chǎn)運(yùn)營。
2022年,國內(nèi)電解水制氫設(shè)備出貨量達(dá)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(dāng)前超百家。全球前20家電解槽生產(chǎn)商中,8家企業(yè)來自中國。
2022年中國電解水制氫設(shè)備廠商出貨量TOP10
(資料來源:高工產(chǎn)研氫電研究所)
今年開始實(shí)施的全球最大的綠色合成氨項(xiàng)目——大安風(fēng)光制氫合成氨一體化示范項(xiàng)目于4月16日公布了水電解制氫設(shè)備招標(biāo)結(jié)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(biāo),國產(chǎn)水電解制氫設(shè)備市場占有率急速攀升,推動(dòng)水電解制氫大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展。
儲(chǔ)
常見的儲(chǔ)氫方式包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫以及有機(jī)液體儲(chǔ)氫等,高壓儲(chǔ)氫為目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。在高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫中,根據(jù)儲(chǔ)氫瓶材料不同,可將儲(chǔ)氫瓶分為純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶(III型)和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶(IV型)4種,目前全球儲(chǔ)氫瓶呈現(xiàn)出從I型儲(chǔ)氫瓶到IV型儲(chǔ)氫瓶的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
國內(nèi)目前已開發(fā)35MPa、70MPa的鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶(II型),其中35MPa已被廣泛用于氫燃料電池車。
儲(chǔ)氫設(shè)備市場排行主要看氫儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)是否掌握核心技術(shù)路線、核心材料。
儲(chǔ)氫企業(yè)排行榜(資料來源:澤平宏觀)
今年7月,內(nèi)蒙古首個(gè)中壓球罐儲(chǔ)氫項(xiàng)目,也是今年以來首個(gè)進(jìn)行氫氣球罐招標(biāo)的綠氫項(xiàng)目公布中標(biāo)結(jié)果,中集安瑞科將提供6臺(tái)1500m3中壓球罐。隨著綠氫項(xiàng)目不斷落地,儲(chǔ)氫需求有望持續(xù)釋放,儲(chǔ)氫設(shè)備市場將持續(xù)擴(kuò)展。
運(yùn)
主要運(yùn)氫方式有高壓氣氫運(yùn)輸、液氫運(yùn)輸以及管道輸氫。高壓氣氫運(yùn)輸是目前最為主流的運(yùn)氫方式,液氫運(yùn)輸國外技術(shù)較為成熟,國內(nèi)尚未商業(yè)化使用。管道輸氫前期投資大,適用于遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸氫。
高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)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(yùn)氫場景,氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)受制于氫儲(chǔ)運(yùn)效率較低的問題,一直是制約我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。
液氫運(yùn)輸目前國內(nèi)僅應(yīng)用于航天及軍事領(lǐng)域,對(duì)設(shè)備、工藝、能源的要求更高,相對(duì)來說更適合長距離運(yùn)氫。
氫氣儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展,技術(shù)突破是降低成本的前提,未來仍需加大科研及示范項(xiàng)目的力度,尋找性能更優(yōu)、造價(jià)更低的儲(chǔ)氫媒介來降低儲(chǔ)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(shè)備是氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)罐以及加氫機(jī),其中,壓縮機(jī)成本占總成本的34%。目前我國及加氫站核心設(shè)備尚處于研發(fā)階段,國產(chǎn)設(shè)備替代任重道遠(yuǎn)。
氫氣壓縮機(jī)的主要供應(yīng)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(jù)全球隔膜加氫機(jī)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(jī)。國內(nèi)具備隔膜壓縮機(jī)生產(chǎn)能力的廠商主要有中鼎恒盛、北京天高和恒久機(jī)械,缺點(diǎn)是國產(chǎn)的隔膜壓縮機(jī)很容易達(dá)到壽命上限(約2000小時(shí)),而PDC的隔膜壓縮機(jī)往往能達(dá)到6000小時(shí)的壽命。
但國產(chǎn)壓縮機(jī)也持續(xù)進(jìn)行研發(fā)高進(jìn),提升自身產(chǎn)品競爭力,縮小和海外產(chǎn)品的差距。中鼎恒盛目前已經(jīng)做到在45MPa級(jí)別的氫氣壓縮機(jī)對(duì)海外產(chǎn)品的進(jìn)口替代,且在國內(nèi)氫氣充裝廠大流量壓縮機(jī)的市占率達(dá)到90%。
資料來源:中國氫氣壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展深度研究與投資趨勢(shì)預(yù)測報(bào)告(2023-2030年)
用
氫氣應(yīng)用場景包括交通、工業(yè)、電力和建筑四大領(lǐng)域,其中氫燃料電池汽車產(chǎn)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(guān)零部件如金屬雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、膜電極是燃料電池系統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的環(huán)節(jié)和主要的成本構(gòu)成部分。在政策及市場的推動(dòng)下催化劑、質(zhì)子交換膜、膜電極與雙極板等領(lǐng)域國產(chǎn)化進(jìn)展相對(duì)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(tái)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(lán)時(shí)代60輛氫能通勤車等。
總體來看,我國在制氫設(shè)備方面的研發(fā)成果更為明顯,其他設(shè)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(guān)政策。