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从全球来看,目前只有美国上市公司普拉格能源跑通了氢能全产业链的盈利模式。普拉格最先是做燃料电池起家的,后来因为抓住了沃尔玛等公司在冷链物流使用的电动叉车痛点,推广“氢能叉车”模式。
其已经在全球累计部署超过3.2万台燃料电池叉车,累计运行超过10亿英里3亿小时,处于世界绝对领先地位,市场占有率高达95%。氢能不可盈利的魔咒已经被打破,那么氢能目前和未来的应用场景还有哪些?绿氢、蓝氢、灰氢在使用上有何区别?氢燃料电池有何优势?制氢加氢一体化站的趋势到底如何?投资者该关注氢能的哪些方向?
为解答投资者对氢能行业的诸多疑惑,妙投邀请到三峡鑫泰投资总监刘松涛,为投资者答疑解惑。
本文核心观点:
1、目前氢能的主要应用场景集中于化工领域,但除了化工领域外,氢燃料电池汽车会是最快起量的应用场景。
2、未来氢的最大应用领域还是化工领域,氢作为还原剂参与化工、冶金等领域能极大的降低所属行业的碳排放。
3、目前氢能主要受制于成本问题,问题尤其集中于储、运环节,制氢加氢一体化站可以解决这方面的问题。
4、氢冶金、氢燃料电池汽车等应用场景值得持续关注。
对于氢能目前和未来的应用场景,专家向妙投介绍道:目前我们国内产的氢气总产能在4000多万吨,实际产量是3200万-3300万吨,其中大部分是作为工业原料进入到了化工领域。基本氢能的形态都会是高压气或者液氢,但是液氢也比较少,大部分都是气态氢。
气态氢过往主要是化工领域作为原料来进行应用,比如说煤化工,煤的碳含量是比较高的,要给它加工成塑料,那么就需要额外的氢气来引入。在新能源领域里面,目前氢能应用的体量是比较小的,估算下来可能连1万吨都没有。
未来除了传统化工领域,最快起量的肯定还是氢燃料电池汽车这一部分,因为它的下游应用场景和相关的技术现在都是比较成熟了,唯一受限也就是氢能源系统、燃料电池系统整体的成本还是偏高。
然后加氢、储氢等一系列的成本,现在还没有下降到可被市场完全接受的程度,所以现在主要也是由地方政府来牵头做相关的试点,但基本上是有市场化的基础在了,所以这块是最快能起量的。
但是未来氢最大的应用领域应该还是工业领域,因为氢除了可以作为动力能源之外,在金属冶炼部分是可以用来替代焦炭的,氢是很好的还原剂。
那么在金属冶炼里面传统的还原剂还原之后,它的产物是一氧化碳和二氧化碳,最后基本上都是以二氧化碳形式排出去了,所以用氢去替代传统还原剂,那么将会极大地减少金属冶炼的碳排放。结合中国的能源统计年鉴可以发现,如果我们把焦炭的用量折算成热当量,它是要比交通行业所有的能源用量都要大的。
而在交通领域,只能说未来在部分对成本不是特别敏感,或者说对续航有比较强需求的这种领域,氢能会占据优势。所以说氢能在交通领域替代动力电池的能力是有限的,氢燃料电池只能分走一部分锂电池的市场。
如果说对氢能过往有一些了解,可以积极关注一下钢铁行业一些脱碳的技术路线,基本上都会提到氢冶金,未来可能会在钢铁厂配一个制氢设备,直接制备氢气,然后输送到钢铁的冶炼产线,但这可能会涉及到一些技术路线的改进,需要一定周期,如果氢冶金一旦起来之后,应用范围会很大。
根据制备方式的不同,就可将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢,绿氢是可再生能源(如风电、水电、太阳能)等制氢,制氢过程完全没有碳排放;蓝氢是指使用石化燃料制氢,同时使用碳捕集和碳封存;灰氢是石化燃料制氢。那么绿氢、蓝氢、灰氢在使用上有何区别?
绿氢、蓝氢、灰氢都可以用作燃料电池,只不过一般灰氢、蓝氢的纯度是不够的,里面有很多杂质。它里面可能会有一氧化碳、硫化氢,这些会对燃料电池系统形成毒害,所以直接出来的这些气体要经过进一步的提纯才能使用,无论是绿氢、蓝氢、灰氢,最终进入燃料电池系统的都是氢单质,这个是没有任何的区别。
而且这种过滤的成本不是特别高,业内就有在讨论使用大规模使用蓝氢、灰氢从而实现降本,但灰氢、蓝氢大多是来自石油化工和工业副产,本身的碳排放比较严重,有点违背了新能源发展的初衷。光风氢储一体化的这种项目,相对来讲属于政策比较支持的,对于蓝氢、灰氢目前是没有接到过相关的政策支持,国家还是比较支持绿氢的发展。
相较于化学电池,氢燃料解决了化学电池补能速度慢的难题,但换电模式的化学电池也能解决长时间充电的困扰。那么氢燃料电池相较于换电模式的锂电池有何优势?
首先氢燃料电池汽车的续航更长,其次部分工业厂区自身就会生产氢气,选择氢燃料电池汽车比锂电池换电更具备经济效益,厂区企业对氢气这一类的产品有非常成熟的处置和应用经验。另外氢本身它只要是在开放环境,只要泄漏它立刻就会飘走,达不到燃爆浓度,所以它本身是比较安全的。
对于氢能在新能源领域的应用来说,商业模式的探索更重要,还是制氢成本下降更重要?
制氢成本下降更为重要,因为模式上其实已经有跑出来的案例在了,燃料电池汽车国内应该是有几千台了,然后氢冶金实际上也有一些示范性的产线,而且它是对传统行业进行一种改造,传统行业本来就有一个成熟的商业模式,关键还是成本的制约。
最近这几年,日韩一直在推制氢加氢一体化站,如何看待制氢加氢一体化站的趋势?
制氢加氢一体化站在国内也会是一个趋势,现在也有很多的企业在做相关的事情,但目前主要针对的还是一些工业园区内部车辆的使用。一体化站能解决氢能产业链中最棘手的储、运环节的难题,因为储氢现在成本太高了,主要是目前我们没有特别好的技术。
首先传统的储氢瓶是钢结构的,钢结构的话在长时间接触氢的时候它容易发生氢脆,因为氢是分子最小的这么一个元素,它是会跑到金属的晶格里面,然后在晶格里面形成聚集,轻微的外部物理条件变化就可以把钢瓶给弄破。行业内希望把钢瓶换成塑料内胆,或者用铝瓶储氢,铝相对来讲会更容易解决氢脆的问题。
其次也面临另外一个问题,用金属外壳的话,金属壳子本身的重量是要比里面的氢更重的,现在储氢的质量分数做不到5%的水平,能做到5%已经算是比较不错的。目前氢容器大部分是有20兆帕的压强,行业内想要在车用容器上加到35兆帕,未来希望能提到70兆帕,70兆帕就是4氢瓶,但是加压过程当中就会有大量的能耗。
未来如果我们能实现液氢的话,它的储运效率就会很高。但液氢有一个问题,把氢变为液体之后放在这个罐里面,它会有自然蒸发,会从瓶子里面自然逃逸出去。没有办法做到百分百的密封,国内现在的技术就只能做到这个样子,美国宇航系统能做到半年时间保持0蒸发,国内现在还做不到。
所以这种液氢的蒸发也会导致氢整体的使用效率降低。液氦基本上就已经很接近绝对零度了,所以这里面有大量的能耗成本在里面。这就是为什么制氢加氢一体化站是一个发展趋势。
氢能凭借极佳的特性以及完全环保的属性,一直被称为人类的终极能源,也被称为新能源行业的终极目标。那么投资者想要关注氢能,该重点关注哪些应用、哪些问题或者是哪些动向?
首先发展氢能源的确定性非常高,因为我们要提升可再生电力的占比,但可再生电力不可能百分百并网。同时我们为了消纳这些弃风弃光,那么需要给他们找一个出口。
第二我们的能源应用场景太多,不可能所有的设备都接在电网上的,比如说汽车这种移动端以及一些偏远地区,它没有办法接入电网,那么需要一个可在这些地方应用的二次能源。
第三就是为了脱碳,为了完成碳中和,那么需要有一种清洁的能源存在。
综合来看,目前氢能是最符合这些要求的,它的确定性是非常长、非常强的。然后在交运领域,由于锂它本身资源禀赋没有那么多,然后表现的就是目前锂价非常高。另外它本身有能量密度这么一个技术瓶颈在这里,所以在长途运输时,它可能不会是一个合适的技术路线。
哪怕做了换电,它的成本以及安全性,都没有办法保障,所以它可能会在未来长途货运领域会是比较好的前景。氢燃料电池车的正常商业化应该会在2025年或者是2025年以后。