氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游制氫,中游氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站,化工、氫燃料電池為氫能主要的應(yīng)用場(chǎng)景。氫能設(shè)備是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),目前我國(guó)在氫能設(shè)備方面有極大的改善空間,在技術(shù)創(chuàng)新,降本增效,安全生產(chǎn),國(guó)產(chǎn)替代方面,都存在著眾多機(jī)會(huì)。
制氫端:電解槽是制氫的核心設(shè)備
目前我國(guó)主流的制氫方式分別為化石燃料煤制氫,天然氣制氫,電解水制氫三種方式,其中化石燃料制氫占據(jù)我國(guó)大部分市場(chǎng),但電解水制氫作為更低碳的制氫方式,具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?br/>電解水制氫有三種技術(shù)路線,分別為堿性電解水制氫(AWE)、質(zhì)子交換膜(PEM)電解和固體氧化物(SOEC)電解,其中電解槽是制氫的核心設(shè)備。在三種技術(shù)路線中,堿性電解水技術(shù)最為成熟,成本相對(duì)較低,商業(yè)成熟度高,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富,且國(guó)內(nèi)一些關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)均接近于國(guó)際先進(jìn)水平,單槽電解制氫量大,易適用于電網(wǎng)電解制氫。目前國(guó)內(nèi)電解槽廠家已超過(guò)七十家。相比于堿性電解水,PEM電解槽中質(zhì)子交換膜更依賴進(jìn)口,有待國(guó)產(chǎn)材料進(jìn)一步突破。
近年來(lái),受益于國(guó)家雙碳目標(biāo),電解槽市場(chǎng)需求量持續(xù)增加,電解槽研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì),2023年1-10月,全國(guó)已公開(kāi)電解水制氫項(xiàng)目共90個(gè),其中新簽約項(xiàng)目41個(gè),開(kāi)工在建項(xiàng)目41個(gè),預(yù)計(jì)到2023年底,我國(guó)的電解水制氫項(xiàng)目將超100家,從2023年的電解槽中標(biāo)情況來(lái)看,隆基氫能、派瑞氫能、塞斯克斯、陽(yáng)光電源等廠商的市場(chǎng)份額較大。
氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站:儲(chǔ)氫瓶、壓縮機(jī)以及加氫機(jī)
高壓儲(chǔ)氫是氫氣常用的儲(chǔ)運(yùn)方式,早在上世紀(jì)初,無(wú)縫鋼制氣瓶就開(kāi)始應(yīng)用于氫氣的儲(chǔ)運(yùn),隨著時(shí)代的發(fā)展,目前儲(chǔ)氫氣瓶的已經(jīng)發(fā)展為一下幾種:
1、Ⅰ型瓶:由金屬材料制成的壓力容器;2、Ⅱ型瓶:內(nèi)膽為薄壁金屬材料制成的承壓容器,瓶體環(huán)向部分纏繞纖維樹(shù)脂復(fù)合材料;3、Ⅲ型瓶:內(nèi)膽為薄壁金屬材料制成的承壓容器,瓶體全向纏繞纖維樹(shù)脂復(fù)合材料;
4、Ⅳ型瓶:內(nèi)膽為聚合物工程塑料制成的容器,全向纏繞纖維樹(shù)脂復(fù)合材料,配金屬閥門(mén)安裝套。
隨著我國(guó)燃料電池汽車(chē)的市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大,車(chē)載儲(chǔ)氫瓶也引發(fā)投資熱潮,中集安瑞科、未勢(shì)能源、中國(guó)中車(chē)等企業(yè)紛紛布局高壓儲(chǔ)氫瓶賽道。在國(guó)產(chǎn)化方面,可靠的瓶閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及與內(nèi)膽可靠的連接方式仍將是一段時(shí)間內(nèi)企業(yè)研發(fā)的重點(diǎn),適用于IV型瓶的內(nèi)膽材料也需要打破國(guó)外壟斷,以降低氣瓶成本。
成本也是限制加氫站商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的問(wèn)題之一,而加氫站中部分關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口,導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用占總成本的40%以上,導(dǎo)致整體建設(shè)成本過(guò)高。加氫站的三大核心設(shè)備為壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫設(shè)備、加氫機(jī),通常一座1000kg/d 加氫站中配備 2 臺(tái)壓縮機(jī)、4 臺(tái)加氫機(jī)、2 套儲(chǔ)氫瓶組。
近年來(lái),氫氣壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化曙光初現(xiàn),如中鼎恒勝、江蘇恒久等,在隔膜壓縮機(jī)方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)產(chǎn)加氫機(jī)也持續(xù)發(fā)展中,2021 年 6 月厚普股份發(fā)布了自主研發(fā)的首臺(tái)70 MPa 加氫機(jī),多項(xiàng)氫能加注設(shè)備關(guān)鍵部件打破了國(guó)際壟斷,2021 年9 月北京低碳院開(kāi)發(fā)的 70 MPa 加氫機(jī)成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得國(guó)際認(rèn)證的70 MPa 加氫機(jī)。
氫燃料電池
為加強(qiáng)氫燃料電池系統(tǒng)、電堆及其材料和核心零部件的核心技術(shù)研究,我國(guó)政府出臺(tái)多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)政策。隨著我國(guó)研發(fā)水平的提升,電堆及其他核心零部件的成本不斷下降,成本的降低將帶動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展,進(jìn)而活化整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
氫能設(shè)備發(fā)展
設(shè)備國(guó)產(chǎn)化是氫能裝備的重要發(fā)展方向,在政策方面,各地區(qū)鼓勵(lì)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),如——
9月7日,浙江省經(jīng)信廳印發(fā)的《浙江省氫能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案(2023-2025年)》,提出到2025年,全省氫能裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)做大,產(chǎn)值力爭(zhēng)突破100億元,基本形成較為完備的氫能裝備產(chǎn)業(yè)鏈,綜合發(fā)展水平居全國(guó)前列的總體目標(biāo)。
國(guó)家發(fā)改委在11月7日提出,要始終將科技創(chuàng)新擺在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要位置,集中力量突破氫能“制-儲(chǔ)-輸-用”全鏈條關(guān)鍵核心技術(shù),促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和迭代升級(jí)。