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碳达峰、碳中和“双碳”目标之下 国家电投氢能公司科技创新独角兽
2021-05-19 16:23:32 来源:北京商报 编辑:news2020

昌平区北七家镇天宣街中段,绿树掩映中,被炒上天的氢能国家队却是一片静谧。自2017年开始,氢风四起、雷声大噪,“双碳”目标之下,氢能赛道更是热得发烫,众多企业纷纷跟进。四年时间,国家电投氢能科技发展有限公司(以下简称“国家电投氢能公司”)从两手空空到技术自主,国家电投氢能公司党委委员、总经济师王勐知道,这一切只是开始,当下的氢“热”只是预热,风口之上,站得越高,越能看到远方的浪潮。

“科技创新独角兽”

当碳达峰、碳中和首次写入中国政府工作报告的那一刻,一场浩浩荡荡的“双碳”转型之路也随之开启。能源转型迫在眉睫,随着全球对发展新能源的高度关注,氢能技术也因此成为新一轮科技革命和产业变革的竞争前沿,理所当然的,本就炙手可热的氢能产业再添一把火,而国家电投氢能公司恰恰是这片万亿蓝海中的一员。

“现在氢能研发中的六项关键研发技术,我们已经实现了完全自主化。”在接受北京商报记者采访时,王勐自豪地介绍称。

作为氢能国家队成员之一,国家电投氢能公司可谓含着金汤匙出生。2017年成立的国家电投氢能公司,注册资本超过了7000万元。公司法人李连荣为国家电投集团中央研究院院长,而中央研究院集合了国家电投的所有高精尖技术,堪称是国家电投的“达摩院”。用王勐的话说就是“把氢能公司当做国家电投的科技创新独自打造”。

过去四年间,在各地方鼓励政策以及能源国企巨头的带动之下,氢能的风越刮越大。而这四年对国家电投氢能公司来说,也是从零到一,从无到有的四年。据王勐介绍,氢能的六项关键核心技术分别为催化剂、质子交换膜、气体扩散层、膜电极、金属双极板以及燃料电池集成技术,而在2019年时,国家电投氢能公司就实现了这六项技术的自主化研发与生产。

短短两年,国家电投氢能公司就实现了氢能关键技术自主化,氢能研发如此简单吗?事实并非如此,王勐深知,真正的困难才刚刚开始。

成本!成本!

氢能研发易,生产难。自2019年至今,王勐和其团队一直在攻克的难点,就是规模化生产。“氢能生产中有两个非常重要的工具,就是质子交换膜和催化剂。质子交换膜是氢和氧发生反应的容器,两年前,我们的技术就可以生产单片的质子交换膜,但作为容器,质子交换膜需要呈卷状,而且需要大规模、低成本生产,这些都是难点。”王勐表示。

而催化剂在氢能生产中的地位不亚于质子交换膜。催化剂负责帮助质子交换膜中的氢和氧进行反应,如何使其在特定时间内稳定地进行反应其实不算难,难的是如何将成本降下来。目前行业内使用的催化剂包括贵金属——铂。

作为稀有金属,铂产量低、价格贵。据一家燃料电池企业负责人介绍,即使节约用量,每辆氢燃料电池客车大约也要使用50克。而且我国铂金催化剂多数依赖进口,成本极高,每克高达200元。

同样推高成本的还有储存和运输。据了解,目前的主要储氢方式分为高压气态、低温液态、固态和有机物液体储氢。其中应用最广泛、最便捷的还是高压气态储氢,但也面临着成本高企的问题,比如加氢站建设周期长、缺乏盈利模式等。

盘古智库学术委员会副主任研究员刘科指出,将液体燃料、电能、氢能三种站点建设对比,如果以布局10000座站点计算,每天加注450辆车的液体燃料加注站建设运营成本约为20亿美元;每天充24辆车的充电站需投资830亿美元;每天30辆加注能力的小型氢气加注站成本则高达1.4万亿美元。以北京为例,目前氢能每公斤为30元,价格甚至高过了柴油。

而在运输方面,也主要由高压长管拖车储运氢气,但效率过低的问题再次推高了成本。整体而言,成本问题导致了氢能的放量难题,又反过来制约了氢能应用的经济性,进而制约了氢能发展规模。在此背景之下,降成本的空间也被视为氢能发展的一大因素。

降成本、规模化已成当下国家电投氢能公司的主要研究课题,也是全球能源革命都要面临的问题。数据显示,截至2020年底,至少有35个国家正在研究推广氢气,其中约20个国家和地区已经发布国家级氢能战略。日前,国家发改委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》。同日,《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》发布,白皮书指出,当前我国氢能的产量全球第一,2030年我国可再生能源制氢有望实现平价。

一笔电池账

双碳背景之下,乘风起的不只有氢能,还有因氢能顺势而起的关联行业,比如汽车。要知道,在用氢方面,主要就是燃料电池的应用。实际上,氢能已经做成了燃料电池,被放置在无人机上、车辆上,甚至单独成为了固定电源。“冬奥会的时候我们准备提供200辆氢能车辆服务于场馆。”王勐表示。

尽管如此,国家电投氢能公司的氢能车辆依然处于试验阶段,“主要是由于氢能车辆的技术不成熟,规模化没上来,使用成本还是要高于油车和电车”。王勐为北京商报记者算了一笔账,以国家电投氢能公司为冬奥会提供的氢能大巴为例,目前一辆的价格约在150万元左右,加上国家给的补贴,价格大概相当于一辆锂电池大巴。然而,与之形成鲜明对比的是,燃油大巴的价格只要100万元。

氢能自身价格也是一个问题。据了解,国家电投氢能公司所生产的11-12米的大巴车每百公里耗费氢能大约为6-7公斤,也就意味着,该大巴车每百公里的燃料花费就达到180元以上,是汽油车花费价格的3倍。

“不过氢能大巴的价格已经下降得非常快了,前两年还是200万元,现在技术在迅速发展,价格也下降得迅速。”王勐说道。

应用方向已经明朗,传统车企成为了主要研发参赛者:长城汽车宣布将在2025年实现全球氢能市场占有率前三;亿华通与丰田汽车合资设立了华丰燃料电池公司;现代汽车在广州成立现代汽车氢燃料电池系统有限公司,成为首家在华建立氢燃料电池系统生产基地的全球汽车厂商。

拐点来了?

车企熙熙攘攘落子,资本也已经彻底捧红了这一领域。有数据显示,尽管受新冠肺炎疫情影响,2020年国内对氢能产业的项目投资总额比2019年略有下降,但仍然突破了1600亿元。从今年一季度业绩看,氢能源概念股净利润翻倍的有59只,占比超过半数。泰豪科技、华昌化工、卫星石化、六国化工、陕西建工等股净利润大增10倍以上。5家以上机构一致预测数据,10股今年、明年和后年净利润增速均有望超过20%。

产业很热,是否存在虚火就成了问题。“各式各样的创业者创业公司、模式以及跨界者的入局都在不断出现。但当资本在行业金字塔顶端配置资源时,要看到他是不是真正理解行业本质,资金投给他,是不是能够对行业、对社会产生真正的作用,创造真正的价值。”不久前,凯辉智慧能源基金合伙人张利如此评价道。

也是因此,应用何时落地就成了硬道理。以国家电投氢能公司为例,对于公司的研发时间表,王勐持乐观态度:“我们预计2023年到2025年就会出现技术拐点,这个时候技术趋于成熟,成本大量下降,行业逐步有序,开始步入良性循环。”

“虽然国内的行业情况还处于前期,正在培育阶段,技术研发、基础设施、行业规范等多方面工作都不完备。”但王勐认为,现在看来全国氢能发展得非常快,有一些民营企业的技术非常超前。

“不管是从国际还是国内来讲,我们对氢能这个产业都不陌生,在历经多轮起伏后,氢能终于迎来了商业化拐点。”中国电动汽车百人会氢能委员会主任、山东氢谷新能源技术研究院院长张真如是判断。

标签: 碳达峰 碳中和 国家电投氢能 科技创新

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