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“稳增长,兴基建”:能源转型落子加氢站

国泰君安 氢能碳中和 2022-10-06


气候与环境推动全球能源革命,氢能成为实现脱碳的高效二次能源。在减少碳排放、能源安全高效、促进经济增长等因素的驱动下,氢能作为极富成长空间的新型能源已受到全球各国重视,包括美国、欧盟、日韩等主要经济体,对于氢能源的发展规划相对成熟。国内方面,截 止 2021 年年底,已经发布了至少 35 项氢能源相关的政策,接近 30个省份出台了氢能源规划,制氢、储运和燃料电池的相关标准也日渐成熟。当前产业政策的方向主要包括:完善氢能源管理的标准、鼓励低成本制氢、推进高安全低成本储运体系的建立、提高关键设备和材料国产化等。国家发改委发布:《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》


气候与环境是能源革命的驱动因素。起源于 20 世纪 70 年代的环境议题开启了对传统能源的转型诉求,特别是全球气候变暖的事实,促发了世界各国摒弃具有“高碳排放”化石能源的政策意向。尤其是,工业化带来酸雨、雾霾等严重污染环境的现象层出不穷,而造成这一现象的主要原因,与大量使用煤炭等化石能源有着密切关联。更为严重的是,化石能源燃烧过程中释放出大量二氧化碳等温室气体,这成为当前全球气候变暖的主要成因,海平面上升、粮食歉收等负面影响已更频繁地威胁到全人类的基本生存。尽管 1992 年《联合国气候变化框架公约》的缔结并未为全球碳排放设定具体目标,但却从制度高度统一了世界各国加强能源转型的共识。而 1997 年《京都议定书》率先要求发达国家进行温室气体减排,则正式迈出了全球“碳减排”的关键一步。当前,包括美国、中国等大国在内的国家都做出了积极的气候变化回应,向一个低碳经济和新能源发展的目标前进,已成为全球不可改变的事实。


中国的碳排放目标坚定,政策和措施明确。在 2020 年 9 月 22 日举行的第七十五届联合国大会一般性辩论上,习主席提出应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向,是保护地球家园需要采取的最低限度行动,各国必须迈出决定性步伐。中国将提高国家自主贡度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。2020 年四季度以来,关于碳达峰、碳中和的政策和措施纷至沓来,引发全社会关注。


氢能作为一种清洁、高效、可持续的二次能源,是构建未来以可再生能源为主的多元能源结构的重要载体,其开发和利用技术也成为了新一轮世界能源技术变革的重要方向。氢元素(H)是全球分布比例最大的元素,主要以化合态的形式存在,通常的单质形态是氢气(H2)。对于氢能源,其主要优势在于:


来源丰富:氢能为二次能源,可通过化石燃料重整制备、工业副产物制备、高温降解制备、水电解制备等,制取途径众多。

清洁无碳:氢燃烧或电化学反应的产物只有水,可实现零污染零碳排放。同时,通过可再生能源产生的绿氢,可以实现从制气到放能全链条的零碳排放。

高热值:根据中国氢能联盟研究院数据,氢气的高热值为140.4MJ/kg,低热值为 120.0MJ/kg,是同质量焦炭、汽油等化石燃料热值的 2-4倍。

应用场景丰富:氢能可作为燃料应用于工业领域(合成氨、炼油和冶金等)、交通领域(燃料电池商用车、乘用车、轨道交通和渡船等)、电力(家庭住宅和商业住宅等)和建筑(燃料电池热电联产、商用热泵等)。

市场空间广阔:氢能源目前市场基数较小,叠加政策推广等因素,未来氢能源的成长空间将十分巨大,目前国内外机构对我国氢能源的消费量预测在 6000 万吨-1.6 亿吨区间(2050 年)。


根据国际氢能委员会(Hydrogen Council)预测,到 2050 年,氢能将减少 60 亿吨二氧化碳排放,创造 3000 万个工作岗位,创造 2.5 万亿美元产值,在全球能源中所占比重有望达到 18%。因此,现阶段我国大力发展氢能刻不容缓。此外,我国当前各个环节的技术竞争力现状、成本现状和竞争性技术路线扩张等因素共同导致了氢能燃料电池产业链发展的相对滞后,亟需相关政策支持。


国际主要经济体对氢能源发展均规划布局。在减少碳排放、能源安全高效、促进经济增长等因素的驱动下,氢能作为极富成长空间的新型能源已受到主要国家政府的重视,包括美国、欧盟、日韩和中国等主要经济体,均发布了对未来氢能应用的规划引导氢能产业高速、健康发展。各国的资源禀赋、财政实力、地缘环境、产业基础等方面的差异,也导致各国对氢能的发展方向、规划目标、产业模式、支持方式不同。目前全球主要的氢能发展模式包括:


1)以美国为代表的将氢能作为战略储备能源方向,优先重视基础技术研发,缓推商业化应用(部分区域推进速度快);

2)以欧盟为代表的将氢能作为深度脱碳和能源转型的重要工具;

3)以日本和韩国为代表的将氢能作为新兴产业制高点,战略定位高,实际推进目标相对激进;

4)以澳大利亚和加拿大为代表的将氢能作为未来重要的出口资源。


国内持续性推出支持政策,助力氢能高速发展。中国政府对发展氢能持积极态度,近期支持政策出台频率更加密集,支持力度不断增加。自从2006 年《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》提出将“氢能及燃料池技术”作为未来能源技术发展方向之一以来,截止 2021年年底,据不完全统计中国已经发布了至少 35 项氢能源相关的政策;此外接近 30 个省份出台了氢能源规划,制氢、储运和燃料电池的相关标准也日渐成熟。当前的政策的方向主要包括:完善氢能源管理的标准、鼓励低成本制氢、推进高安全低成本储运体系的建立、提高关键设备和材料国产化等方面。


国家燃料电池城市群政策推出实施。2020 年 9 月 16 日,财政部、工信部、科技部和发改委、国家能源局五部门发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知(财建〔2020〕394 号)》,对燃料电池汽车的购置补贴政策,调整为燃料电池汽车示范应用支持政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。2021 年 8 月31 日,京津冀、上海、广东为代表的中国首批燃料电池汽车示范城市群率先获批。中国独特的城市群发展模式,在内部信息共享交流、地方政府扶持等方面更有利于氢能领域的发展。


地方政策目标规划积极跟进,助力产业链标准体系建设。省域地区也陆续推出了促进氢能发展的政策文件。据不完全统计,已有北京、河北、广东、山东、浙江、北京、上海、重庆等多个省市在其“十四五”规划中明确提出要发展氢能产业。







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