油價(jià)低迷不會(huì)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大沖擊,氫能產(chǎn)業(yè)仍將保持旺盛的發(fā)展勢(shì)頭。
氫能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)化石能源低碳利用、可再生能源儲(chǔ)存和高效利用的最清潔二次能源,發(fā)展氫能將有利于推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,促進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在迎來(lái)爆發(fā)期
近年來(lái),氫的能源地位不斷提升,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在迎來(lái)爆發(fā)期。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)報(bào)告,2019年全球氫燃料電池汽車銷量達(dá)10409輛,是2018年的1.88倍、2016年的3.78倍。中國(guó)2019年燃料電池汽車產(chǎn)量2831輛,銷售量為2737輛,同比增長(zhǎng)79%,是2016年的4.36倍。截至2019年12月,全球燃料電池汽車總保有量為24132輛,其中中國(guó)6165輛,提前實(shí)現(xiàn)了中國(guó)汽車協(xié)會(huì)制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中確定的到2020年5000輛的階段性目標(biāo)。
加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)亞化咨詢發(fā)布的報(bào)告,2019年全球建成投入運(yùn)營(yíng)的加氫站432座,其中歐洲177座,亞洲178座。截至2020年3月,中國(guó)擁有的加氫站達(dá)60座,預(yù)計(jì)到年底將超過(guò)100座。
油價(jià)低迷不會(huì)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大沖擊
受新冠疫情全球蔓延和“歐佩克+”減產(chǎn)談判破裂等因素影響,今年國(guó)際油價(jià)大幅跳水,美國(guó)WTI輕質(zhì)原油一度跌破20美元/桶。盡管沙特、俄羅斯目前達(dá)成了減產(chǎn)協(xié)議,但疫情的肆虐,尤其是美國(guó)和歐盟成為疫情的重災(zāi)區(qū),將重創(chuàng)世界經(jīng)濟(jì),石油需求或?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的低迷時(shí)期,世界又迎來(lái)了一個(gè)新的低油價(jià)時(shí)代,讓不少關(guān)注氫能發(fā)展的人感到擔(dān)憂,低油價(jià)是否將沖擊正在蓬勃發(fā)展的氫能產(chǎn)業(yè)。
表面上看,低油價(jià)將會(huì)使氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到嚴(yán)重沖擊。因?yàn)闅淠墚a(chǎn)業(yè)作為一個(gè)處在發(fā)展初期的新興產(chǎn)業(yè),與規(guī)模龐大的石化產(chǎn)業(yè)相比,其產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、建設(shè)成本高,投資回報(bào)率存在很大的不確定性,消費(fèi)者還存在觀望心理,所以氫氣作為交通動(dòng)力燃料和燃料電池車無(wú)法與汽柴油和燃油車相抗衡。但從深層次上分析,油價(jià)低迷不會(huì)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生較大沖擊,氫能產(chǎn)業(yè)仍將保持旺盛的發(fā)展勢(shì)頭。
氫能是清潔的二次能源,其發(fā)展的初衷是其具有減排二氧化碳和清潔排放的屬性。隨著氫能燃料電池技術(shù)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善,氫能燃料電池成為全球應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)、保護(hù)生態(tài)與環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展的希望所在。世界各國(guó)都十分關(guān)注氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尤其是歐盟、美國(guó)、日本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體相繼把發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。美國(guó)早在2002年便出臺(tái)了《國(guó)家氫能發(fā)展路線圖》,2012年美國(guó)能源部(DOE)投入巨資資助高校與企業(yè)共同攻關(guān)氫能及燃料電池關(guān)鍵技術(shù),2013年啟動(dòng)H2USA計(jì)劃,對(duì)加氫站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、融資方案、市場(chǎng)拓展制定了詳細(xì)方案,以期使美國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)與裝備制造居于世界領(lǐng)先地位。歐盟認(rèn)為歐洲能源轉(zhuǎn)型必須大規(guī)模部署氫能,否則將無(wú)法實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo),2019年2月發(fā)布了《歐洲氫能路線圖:歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》,指出歐洲已經(jīng)踏上向脫碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的道路,大規(guī)模發(fā)展氫能將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益,是歐盟實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必然選擇。日本上世紀(jì)70年代就開(kāi)始開(kāi)發(fā)氫能技術(shù),2014年6月發(fā)布了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”,規(guī)劃了建設(shè)“氫能社會(huì)”目標(biāo)的發(fā)展路線圖,提出到2040年將完成零碳排放氫燃料供給體系建設(shè)。韓國(guó)政府在2019年1月發(fā)布“氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖”,2020年2月頒布《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》,旨在系統(tǒng)、有效地促進(jìn)氫工業(yè)發(fā)展,為氫能供應(yīng)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全管理提供必要的支持。
我國(guó)為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展,破解資源環(huán)境約束,大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),加快向綠色、低碳、高效能源轉(zhuǎn)型。“十三五”期間,氫能和燃料電池被納入中國(guó)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略,相繼發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》和《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》,設(shè)計(jì)了氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖,提出到2030年低碳能源占比將達(dá)35%,新增能源需求主要依靠清潔低碳能源滿足,到2050年建成綠色、低碳、高效的現(xiàn)代化能源體系?梢(jiàn),發(fā)展氫能和燃料電池是傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型低碳能源的中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,期待其解決當(dāng)前傳統(tǒng)能源行業(yè)面臨的諸多問(wèn)題,其發(fā)展不會(huì)受到油價(jià)波動(dòng)的影響。
氫能是未來(lái)構(gòu)建低碳、清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng)的重要能源載體,能通過(guò)燃料電池技術(shù)與電能、熱能等形成互換,將電網(wǎng)、動(dòng)力燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和熱力管網(wǎng)連成一體,使化石能源應(yīng)用更清潔、更低碳,使可再生能源應(yīng)用更高效、更便捷。對(duì)于化石能源,未來(lái)30年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間,仍將是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的主體能源,特別是中國(guó),煤炭作為主體一次能源的地位難以被動(dòng)搖。通過(guò)制氫將化石能源中的能量轉(zhuǎn)移到氫中,將排放的二氧化碳捕集封存,可以達(dá)到“低碳生產(chǎn),零碳使用”的目的。對(duì)于可再生能源,尤其是可再生電力,與氫能結(jié)合是其大規(guī)模發(fā)展的有力保障。2015年國(guó)際能源署(IEA)發(fā)布的《氫能和燃料電池技術(shù)路線圖》中,勾畫(huà)了氫在儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的前景。氫適合各種規(guī)模的儲(chǔ)能,而且在儲(chǔ)存過(guò)程中無(wú)能量損失。充分利用氫的儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),在風(fēng)電、光電、水電富余或棄風(fēng)、棄光、棄水較多的地區(qū),采取電氫互轉(zhuǎn)、電轉(zhuǎn)氫和氫應(yīng)用或兩者結(jié)合的模式,消納和儲(chǔ)存可再生電力。電氫互轉(zhuǎn)可以起到平抑峰谷的作用。電轉(zhuǎn)氫和氫應(yīng)用可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景選擇,可供應(yīng)加氫站應(yīng)用于燃料電池車輛,也可摻入天然氣管道輸送用于工業(yè)和民用燃?xì),部分替代石油和天然氣?梢?jiàn),氫能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是構(gòu)建未來(lái)清潔、低碳和高效智慧能源體系的必然選擇,是連接傳統(tǒng)化石能源和可再生能源的重要紐帶,對(duì)加快推進(jìn)我國(guó)能源生產(chǎn)、消費(fèi)革命和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要價(jià)值,不會(huì)因低油價(jià)時(shí)代到來(lái)而降低發(fā)展需求,放慢發(fā)展速度。
氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入期。氫作為動(dòng)力燃料,其銷售價(jià)格是由氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存與運(yùn)輸和加氫站服務(wù)供應(yīng)環(huán)節(jié)發(fā)生的成本決定的。現(xiàn)階段氫氣生產(chǎn)的成本費(fèi)用與制氫的原料和工藝有關(guān),煤制氫10元/千克左右,天然氣、石腦油制氫約15元/千克,工業(yè)副產(chǎn)氫回收提純約16元/千克,甲醇制氫約18元/千克,電解水制氫約30元/千克,再考慮到生產(chǎn)裝置折舊、稅金、人工、財(cái)務(wù)等各項(xiàng)費(fèi)用和制氫企業(yè)的合理利潤(rùn),氫氣的出廠價(jià)至少是上述費(fèi)用的1.5倍。氫氣運(yùn)輸目前依靠長(zhǎng)管拖車,運(yùn)輸距離不超過(guò)100千米時(shí),運(yùn)輸費(fèi)用8~10元/千克;加氫站的情況比較復(fù)雜,僅考慮折舊、儲(chǔ)存管理合計(jì)成本就需要約20元/千克,再考慮其他合理的成本需要加價(jià)到28元/千克。即使是煤制氫,在加氫站的加注價(jià)格也需要約53元/千克,如果氫氣來(lái)源于電解水,加注價(jià)格就增加到83元/千克。以乘用車為例,燃料電池車百公里氫耗約1千克,汽油車百公里油耗平均8升,按北京92號(hào)汽油現(xiàn)價(jià)5.5元/升計(jì),燃料費(fèi)用為44元/百公里,比最便宜的煤制氫53元/百公里還低約20%。至于燃料電池車,國(guó)內(nèi)目前示范銷售的多為中型商務(wù)貨車及大中型商務(wù)大巴。裝配46千瓦燃料電堆、長(zhǎng)10.5米的大巴售價(jià)195萬(wàn)元;裝配32千瓦燃料電堆的箱式貨車售價(jià)130萬(wàn)元,是同類型燃油車價(jià)格的3~5倍?梢(jiàn),無(wú)論是氫作為交通燃料,還是燃料電池車,目前在經(jīng)濟(jì)上都不足以與成品油和燃油車進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),需要得到國(guó)家優(yōu)惠的財(cái)政政策支持才能生存發(fā)展。當(dāng)前,氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動(dòng)力是政策驅(qū)使,不是市場(chǎng)行為。目前氫能還不足以與原油產(chǎn)生直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,二者還不在同一競(jìng)爭(zhēng)層面。因此,持續(xù)的低油價(jià)態(tài)勢(shì)不會(huì)直接阻礙氫能和燃料電池車的發(fā)展。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在技術(shù)
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本制約因素是關(guān)鍵技術(shù)得到突破。“十三五”以來(lái),氫能產(chǎn)業(yè)崛起發(fā)展的一個(gè)重要因素是氫燃料電池技術(shù)獲得突破性進(jìn)展,氫能與傳統(tǒng)能源和可再生能源互聯(lián)有了技術(shù)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)許多地方積極規(guī)劃建設(shè)氫能產(chǎn)業(yè)園,配套出臺(tái)一系列優(yōu)惠政策招商引資,催生出氫能產(chǎn)業(yè)一派繁榮發(fā)展的景象。但我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到,國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和燃料電池技術(shù)基礎(chǔ)還很薄弱,應(yīng)用市場(chǎng)僅處在試水階段,存在很多的不確定因素,不足以支撐當(dāng)前氫能和燃料電池車的快速發(fā)展。對(duì)于氫生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn),我國(guó)制氫依賴的化石能源和可再生能源資源豐富,制氫技術(shù)相對(duì)成熟可行,關(guān)鍵是處理好減排和經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題。最大的挑戰(zhàn)在于氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸帶來(lái)的成本增加,包括車載儲(chǔ)存和車下的儲(chǔ)運(yùn)。研究顯示,在目前整個(gè)氫能供應(yīng)鏈中,氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸加注所需成本占全部成本的1/2以上,目前沒(méi)有技術(shù)支持氫能經(jīng)濟(jì)、高效、可行的儲(chǔ)運(yùn)模式,而且現(xiàn)有的技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)一時(shí)也看不到解決問(wèn)題的關(guān)鍵突破方向。
氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)是燃料電池技術(shù)。我國(guó)雖然在燃料電池技術(shù)整體上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但與國(guó)外相比還存在較大差距。首先是缺乏關(guān)鍵材料、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù),電催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙擴(kuò)散層材料、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等仍依靠進(jìn)口,不利于我國(guó)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展。實(shí)際上,我國(guó)對(duì)這些關(guān)鍵材料和部件的研發(fā)水平很高,研制的樣品達(dá)到甚至超過(guò)了國(guó)外的商業(yè)化產(chǎn)品水平,但這些成果沒(méi)有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)形成產(chǎn)品批量化、質(zhì)量一致性的生產(chǎn)技術(shù)。其次,我國(guó)燃料電池堆系統(tǒng)的可靠性與耐久性與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在差距,特別是車用燃料電池,全工況下的可靠性與耐久性急需提高。否則,燃料電池車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力難以增強(qiáng),終究被消費(fèi)者淘汰。我國(guó)要針對(duì)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用技術(shù)與國(guó)外的差距,從國(guó)家層面組織優(yōu)勢(shì)力量全方位攻關(guān),加大資助力度,促進(jìn)技術(shù)集成化和系統(tǒng)化,努力促進(jìn)氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料核心部件的國(guó)產(chǎn)化批量生產(chǎn),提高燃料電堆系統(tǒng)總體技術(shù)水平,為氫能和燃料電池車發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
低油價(jià)時(shí)代有可能引發(fā)世界能源供給格局大變動(dòng),并從安全層面給我國(guó)帶來(lái)較大負(fù)面影響。眼下,一方面抓住油價(jià)低迷的好時(shí)機(jī),提高石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備能力;另一方面要堅(jiān)定發(fā)展氫能等新能源的決心,以綠色低碳、高效低成本為方向,把氫能燃料電池技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培育成新增長(zhǎng)點(diǎn),促進(jìn)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)駛?cè)氚l(fā)展的快車道。(□ 杜澤學(xué) 作者單位:石油化工科學(xué)研究院)