在中國石化組織聯絡、統籌協調下,趕碳號與來自人民日報、中央電視臺、中國證券報、中國能源報、中國化工報、21世紀經濟報道、新京報等單位的十餘位報道組成員一道,圍繞着氫能應用,舉行了五場座談會,採訪氫能從業人員幾十人次,對於當下氫能產業發展,有了形象而系統的認知:
在此之前,趕碳號雖然對於氫能有初步瞭解,但在最近一兩年,氫能應用的“突飛猛進”,還是有些顛覆認知。這個行業,發展得實在太快了!
過去這段時間,趕碳號一直在思考,實現雙碳目標,推動能源轉型,中國石化作爲全球最大的煉化企業,圍繞“氫能”這樣一個宏大的命題,究竟能夠發揮出什麼樣的作用?中國石化在氫能領域看似有些“發散”而“謹慎”的探索與實踐,是如何進行謀篇佈局、頂層設計的?這背後的思考邏輯與指導原則又是什麼呢?
以上,是趕碳號此次推出氫能應用系列文章的主要背景。
8月30日,中國石化新疆庫車綠氫示範項目全面建成投產,成爲我國首個萬噸級光伏綠氫示範項目,標誌着我國綠氫工業規模應用實現零的突破!
中石化新星新疆綠氫公司總經理範林松介紹,該項目自2021年11月30日正式啓動,到今年6月30日實現一次性成功順利產氫,到8月30日項目全面建成投產,歷時近兩年,總投資近30億元。
趕碳號瞭解到,在此之前,全球最大的光伏制綠氫的項目紀錄由日本的福島氫能研究場(FH2R)於2020年創造——該項目產能是1200標立方/小時。2022年9月,同樣的綠氫強國——德國,該國最大的西門子綠氫工廠投產,年產能爲1350噸。
中石化庫車項目的綠氫產能又是多少呢?庫車項目共配備52臺電解槽,每臺1000標立方/小時,電解水制氫能力爲2萬噸/年。另外,該項目儲氫能力爲21萬標立方,輸氫能力爲2.8萬標立方/小時。
也就是說,庫車項目綠氫產能,是福島氫能研究場的43倍,是西門子的近15倍!當日本這個海外氫能的先行者還在以公斤爲計量單位之時,中國石化用了不到兩年的時間,以一己之力,帶領中國綠氫產業邁入了萬噸時代!而在此之前,還沒有哪個國家能夠年產萬噸綠氫。
另外,波士頓諮詢統計數據,2022年全球綠氫總產量爲3.6萬噸。中國石化庫車綠氫項目如全部滿產,僅靠着一個項目,就相當於將全世界的綠氫年產量提升55.5%!
日本和德國的確是氫能的先行者,日本早在1974年就啓動第一個國家氫能項目,上世紀90年代發展氫車,而德國在2009年將氫能爲作國家戰略,我國在去年3月發佈了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》。
氫能,無疑是整個風光氫儲新能源各領域中難度最大、瓶頸最多的一個行業。
長期以來,我國與日本及歐美等氫能強國在技術水平上差距巨大——無論是燃料電池技術還是制氫、儲氫、加氫技術,無論是氫能裝備設備,還是基礎材料。
新疆庫車綠氫示範項目光伏站;趕碳號攝
然而,庫車項目使用的光伏產品、電解槽、儲氫罐、輸氫管線等重大設備及核心材料 ,全部實現了國產化!
光伏組件:東方日升、天合光能等
逆變器:華爲
電解槽:考克利爾競立(蘇州)、隆基氫能、中船重工718所
儲氫罐:瀋陽工業安裝工程公司
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採訪團到訪隆基氫能;趕碳號攝
中石化新星新疆綠氫公司副總經理方虎介紹,項目建設中面臨着工藝技術新、規模大、無成熟工程案例可借鑑等難點,突破性地解決了新能源波動電力場景下柔性制氫、並向下遊煉化企業連續穩定供應的難題。
在最難的綠氫領域,短短不到兩年的時間,破解技術瓶頸,全面國產替代,中國石化以及項目設備供應企業的奮鬥者們,是怎麼做到的呢?
需求決定供給。包括氫能在內的整個能源轉型,都要遵循這樣的市場規律。
那麼從需求側看,很多人也許會想當然地認爲,氫能最重要的用途、最理想的場景當然是交通。其實不然,至少在未來十年之內不是這樣。
根據波士頓諮詢統計數據,石油煉化是目前氫氣的最大應用,全球每年消耗超過4,000萬噸氫,約佔總需求的42%。此外,氫在工業領域的其他主要用途還包括合成氨、甲醇製備等。無論是我國還是世界,工業用氫目前佔據絕對主導地位,而交通用氫幾可忽略不計。
中石化是我國乃至全球最大的煉油企業之一,自然也是煉油用氫的第一大戶。
工業用氫的第二大戶是合成氨。80%的氨用來生產化肥,20%的氨則用於其它化工產品原料。我國合成氨的使用量很大,佔世界總產量一半。
而中國石化是我國最大的合成氨企業,2021年合成氨銷量超過320萬噸,排名第二的中國石油合成氨銷量還不到50萬噸。
工業用氫量排在第三的是合成甲醇。中國石化2022年底的甲醇產能約爲600萬噸,同樣居於行業前列。
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正因如此,中國石化在2022年的氫氣產量高達445萬噸,佔到全國總產量的13.3%,也是國內最大的氫氣生產和使用主體。
2050 年我國氫能應用與需求結構預測;資料來源:中國氫能聯盟研究院
另外,中國石化擁有全球最多的加油站。
據公司半年報披露,截至今年上半年,中國石化品牌加油站總數已達30,918座。趕碳號查詢到,另一家巨頭中國石油同期擁有17,934座加油站。在中長期的未來,當氫能進入交通場景,還有哪家企業,能夠比擁有最多加油站的中國石化做加氫站,更爲順理成章呢?
目前,氫能已經成爲中國石化的重要戰略。
公司在2023年半年報中介紹:“精準佈局、有效鞏固油氣網絡,積極拓展海外業務,全力推動充換電業務發展,大力開拓氫能應用場景,積極向“油氣氫電服”綜合能源服務商轉型。”
中國石化塔河煉化公司;圖中藍色管線爲輸氫管;趕碳號攝
石化行業的脫碳壓力其實很大。
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人類目前的用氫當中99%以上都是灰氫,第一大戶就是煉化。波士頓諮詢統計,2021年全球因制氫過程產生的二氧化碳排放量就超過8.3億噸。該機構認爲,這樣的排放水平如果持續下去,人類氣候目標將無法達成。因此,工業領域勢必逐漸由灰氫轉向綠氫,即用可再生電力電解水制氫。
因此,發展氫能,在國家層面,作爲我國“最大的一體化能源化工公司之一”,中國石化必須要踐行央企“頂樑柱”的責任,用氫能推動雙碳戰略目標實現與能源轉型。
同樣,基於工業用氫的巨大需求,也基於氫能在交通行業的廣闊前景,中國石化從企業自身業務的現實需要和未來發展上,也必須要全力擁抱氫能,自我革命。
中國石化在採訪中表示,庫車綠氫項目“開創了綠氫煉化新發展路徑,爲我國工業化應用提供了示範”。誠如斯言。
趕碳號個人認爲,以上這些就是中國石化爲何要做“中國第一氫能公司”的底層邏輯。
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中國石化需要擁抱綠氫,而電解槽等綠氫設備企業同樣需要中國石化。
在庫車綠氫項目啓動以前,我國1,000標立/小時的電解槽,一年的市場需求還不到30臺,而這一個項目就要52臺。正因如此,這個項目纔會有三家國內企業同時中標。
市場就像一隻無形的手,哪裡有需求,就會讓資源向哪裡流動。在庫車項目大單的強烈“刺激”下,在中國石化擁抱綠氫的堅定決心帶動下,我國的電解槽行業,在沉寂多年後,迎來前所未有的發展與繁榮。
最近幾個月,庫車項目除了成爲國內衆多煉化企業的取經地之外,很多電解槽生產企業也都慕名前來。據中石化新星新疆綠氫公司黨總支副書記汪凌康介紹,自今年6月30日項目貫通產氫後,前來參觀交流的企業每天都有好幾批次,有些應接不暇。
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在電解槽市場方面,據高工產業研究院(GGII)統計,2022年國內電解水制氫設備出貨量達到722MW(含出口,不含研發樣機),同比大幅增長106%。其中,中石化新疆庫車綠氫示範項目貢獻最大,安裝52臺單槽制氫能力1,000標立方/小時的鹼性電解槽,功率規模約爲240MW,佔到全國總出貨量的1/3!
綜合氫雲鏈和GGII統計的招標項目,今年1-5月,國內大型綠氫電解槽項目招標規模共計880.5MW,已超過2022年全年出貨量。彭博新能源財經預測,2025 年,我國國內電解槽市場規模將超過2GW。
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此外,伴隨着電解槽出貨量高增,電解槽行業也迎來一波擴產潮。國內電解槽行業在2022 年已披露的產能已接近11GW。
國內電解槽企業擴產能的同時,在技術上也漸漸追平與海外頭部企業的差距。
由於中石化庫車綠氫項目採用的1000標立/小時的電解槽,我國鹼性電解槽商都致力於提高單槽產氫量。目前,主流廠商均已推出單體產量1,000Nm3/h以上的“大標方”電解槽。
另外,因爲鹼性電解技術相對成熟,降本增效成爲國內各家企業比拼競爭的關鍵,製造工藝、集成能力和材料技術不斷提升。
目前,從電耗來看,國內外頭部企業單位電耗均已控制在3.8- 4.4kWh/Nm3範圍;從系統規模來看,國內頭部企業制氫規模高至1,500-2,200 標立方/小時,接近國外頭部企業水平。
性能上做到接近甚至超越,價格上又能做到更優,這恰恰是中國企業的強項。在綜合性價比上,我國電解槽企業競爭優勢漸漸顯露。
2022年底,全球電解槽產能Top20企業產能共計14GW,其中中國企業8家,產能共計6.7GW;歐洲企業9家,產能共計4.7GW。
2023年底,全球電解槽產能Top20企業產能共計26.4GW(同比增長+89%),其中中國企業9家,產能共計9.1GW;歐洲企業7家,產能共計10.2GW。
趕碳號隱隱覺得,在電解槽這個領域,中國企業在未來取得像今天中國光伏行業的全球領先優勢,也未可知。
後記
重塑集團戰略市場總監劉一粟向採訪團介紹重塑如何技術創新;趕碳號攝
一張藍圖繪到底。
2022年7月16日,趕碳號曾採寫過一篇文章,題爲《》。這篇文章得到中國石化官方微信的轉載。
時隔一年回頭看,中國石化氫能的氫能戰略已更加清晰。中國石化,這家市場化程度很高的央企選擇擁抱綠氫,絕不是“偉大的冒險”,更不是迎合潮流的“出圈”,而是一次“勇敢者的進擊”!
實際上,在不久的將來,庫車綠氫項目所創造的很多紀錄就會被中國石化自己刷新。因爲就在今年2月16日,中石化在內蒙古鄂爾多斯的風電光伏融合綠氫示範項目開工。該項目總投資57億元,年可制綠氫3萬噸、綠氧24萬噸,也是目前全球最大綠氫耦合煤化工項目。
另外,中國石化還計劃在內蒙古烏蘭察布建設綠電制氫項目,並通過400公里的管道,將10萬噸/年的綠氫,輸送至燕山石化。
但趕碳號認爲,庫車項目所承載的意義永遠無法被取代,因爲它爲中國綠氫產業打開了一扇窗,也爲更多企業帶來勇氣和力量。
一花獨放不是春,百花齊放春滿園。
據東吳證券今年3月份的一項不完全統計,我國綠氫產業正迎來前所未有的繁榮:截至當時,共有中國能建、中國石油、三一等35個綠電綠氫項目立項或開工,總投資達1,724億元,產能規劃總計70萬噸/年!
主要在建及擬建綠氫大規模項目;數據來源:各地方政府官網,東吳證券研究所
時間又過去了半年,據另外一家機諮詢機構統計,目前我國的綠氫項目投資總額加總已達2,690億元!
與此同時,歐美在綠氫產業上的決心與力度也很大。
2020 年7 月,歐盟委員會發布《歐洲氫能戰略》,計劃在2024年前,全歐的綠氫製備總功率將達到6GW,綠氫年產量超過100萬噸;到2030年實現年產1,000萬噸。
2022年10月,美國能源部發布《國家清潔氫能戰略和路線圖》,計劃到2030、2040和2050年,美國綠氫的年產量分別達到1,000萬噸、2,000萬噸和 5,000萬噸。
這是全人類共同拯救地球的一場集體行動,這也是關於人類終極能源的一場賽跑。
正如文章開始時所說,氫是浩瀚宇宙中的第一個元素,在未來,或許也將成爲改變人類命運的一個“奇點”。就像在150萬年前,我們第一次學會使用“火”一樣。