目前我國正持續推進氫能“制-儲-運-加-用”全產業鏈布局,氫能產業的發展離不開裝備的支持,雖然我國氫能裝備制造業正處于發展階段,部分技術還存在被國外壟斷“卡脖子”的情況,但近年來,國產氫能裝備正逐漸走出國門,遠銷海外。
據不完全統計,我國進入氫能領域的央企已有46家,地方國企也有38家。除能源電力企業外,航天、船舶、石油化工、汽車、軌道交通、核工業等企業也在氫能領域中的綠電制氫、氫能設備、燃料電池車等方面支持國內氫能產業發展。
國內氫能裝備發展情況
制
水電解制氫設備是制氫項目的核心,據統計,2022年國內新增可再生制氫項目產能3.3萬噸/年,同比增長65%;截至2022年底在建項目 17.7萬噸,均有望在2年內投產運營。
2022年,國內電解水制氫設備出貨量達到722MW,同比大幅增長106%。其中,考克利爾競立以出貨量230MW繼續排名第一。電解槽裝備企業從2020年約10家迅速上升到當前超百家。全球前20家電解槽生產商中,8家企業來自中國。
2022年中國電解水制氫設備廠商出貨量TOP10
(資料來源:高工產研氫電研究所)
今年開始實施的全球最大的綠色合成氨項目——大安風光制氫合成氨一體化示范項目于4月16日公布了水電解制氫設備招標結果,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,國產水電解制氫設備市場占有率急速攀升,推動水電解制氫大規模商業化應用的發展。
儲
常見的儲氫方式包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態儲氫以及有機液體儲氫等,高壓儲氫為目前發展最為成熟、應用最廣泛的技術。在高壓氣態儲氫中,根據儲氫瓶材料不同,可將儲氫瓶分為純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內膽纖維纏繞瓶(III型)和塑料內膽纖維纏繞瓶(IV型)4種,目前全球儲氫瓶呈現出從I型儲氫瓶到IV型儲氫瓶的技術發展趨勢。
國內目前已開發35MPa、70MPa的鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型),其中35MPa已被廣泛用于氫燃料電池車。
儲氫設備市場排行主要看氫儲運企業是否掌握核心技術路線、核心材料。
儲氫企業排行榜(資料來源:澤平宏觀)
今年7月,內蒙古首個中壓球罐儲氫項目,也是今年以來首個進行氫氣球罐招標的綠氫項目公布中標結果,中集安瑞科將提供6臺1500m3中壓球罐。隨著綠氫項目不斷落地,儲氫需求有望持續釋放,儲氫設備市場將持續擴展。
運
主要運氫方式有高壓氣氫運輸、液氫運輸以及管道輸氫。高壓氣氫運輸是目前最為主流的運氫方式,液氫運輸國外技術較為成熟,國內尚未商業化使用。管道輸氫前期投資大,適用于遠距離、大規模輸氫。
高壓氣態儲運存在效率低下、成本較高的問題,比較適用于近距離、小體量運氫場景,氫氣儲運環節受制于氫儲運效率較低的問題,一直是制約我國氫能產業發展的瓶頸所在。
液氫運輸目前國內僅應用于航天及軍事領域,對設備、工藝、能源的要求更高,相對來說更適合長距離運氫。
氫氣儲運的發展,技術突破是降低成本的前提,未來仍需加大科研及示范項目的力度,尋找性能更優、造價更低的儲氫媒介來降低儲氫和放氫成本。
加
加氫是氫能落地民用的最后一環,加氫站的核心設備是氫氣壓縮機、儲罐以及加氫機,其中,壓縮機成本占總成本的34%。目前我國及加氫站核心設備尚處于研發階段,國產設備替代任重道遠。
氫氣壓縮機的主要供應商包括美國PDC,英國豪頓華工程有限公司、德國AndreasHofer,尤其是美國PDC幾乎占據全球隔膜加氫機的70%-75%的份額,全球近一半的加氫站采用了美國PDC的壓縮機。國內具備隔膜壓縮機生產能力的廠商主要有中鼎恒盛、北京天高和恒久機械,缺點是國產的隔膜壓縮機很容易達到壽命上限(約2000小時),而PDC的隔膜壓縮機往往能達到6000小時的壽命。
但國產壓縮機也持續進行研發高進,提升自身產品競爭力,縮小和海外產品的差距。中鼎恒盛目前已經做到在45MPa級別的氫氣壓縮機對海外產品的進口替代,且在國內氫氣充裝廠大流量壓縮機的市占率達到90%。
資料來源:中國氫氣壓縮機行業發展深度研究與投資趨勢預測報告(2023-2030年)
用
氫氣應用場景包括交通、工業、電力和建筑四大領域,其中氫燃料電池汽車產業已處于商業化初期階段。
燃料電池核心部件為燃料電池電堆,相關零部件如金屬雙極板、質子交換膜、催化劑、膜電極是燃料電池系統行業產業鏈中最核心的環節和主要的成本構成部分。在政策及市場的推動下催化劑、質子交換膜、膜電極與雙極板等領域國產化進展相對較快。
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、氫藍時代60輛氫能通勤車等。
總體來看,我國在制氫設備方面的研發成果更為明顯,其他設備研發也持續發力。我國氫能尚處于行業發展早期階段,仍然高度依賴國家相關政策。