氫能發(fā)展已經(jīng)勢不可擋。面對產(chǎn)業(yè)初期的發(fā)展障礙,各個環(huán)節(jié)均在努力前行。
氫能發(fā)展的底層邏輯是化石能源的替代以及新型儲能的重要手段。其一,氫能的能源屬性可以替代化石能源的燃燒屬性,作為“最清潔”的二次能源,氫氣燃燒十分友好,可以大幅降低碳排放。其二,氫能可以作為儲能成為能源結(jié)構(gòu)中的重要紐帶,助力碳達峰碳中和。
受多方背景及因素影響,氫能發(fā)展被“擁簇著”走上快車道。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,各類問題也不斷涌現(xiàn),業(yè)內(nèi)有專家指出,氫能的技術(shù)與標準將成為氫能未來發(fā)展的一大掣肘,亟需解決。
技術(shù):快速迭代的內(nèi)卷風暴
技術(shù)革新是產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的重要推動力。追溯氫能發(fā)展歷史,氫能技術(shù)自上世紀就已經(jīng)初具雛形,然而氫氣利用率較低、應用場景有待開發(fā),可替代的低成本燃料較多等因素使其并沒有大規(guī)模發(fā)展起來。
面對嚴峻的環(huán)境考驗和巨大的減碳壓力,氫能重新登上歷史舞臺并逐漸成為重要角色。隨著技術(shù)的蓬勃發(fā)展,氫能產(chǎn)品也在快速迭代。
在制氫領(lǐng)域,內(nèi)卷重地當屬制氫電解槽。去年被稱為“綠氫元年”,國內(nèi)多個可再生能源制氫項目下線或簽約,制氫電解槽向大標方擴張。
氫能觀察統(tǒng)計分析,去年下線的堿性電解槽產(chǎn)氫量一般在1000標方到4000標方之間,直流電耗4.06-4.6kWh/Nm3。其中,1000標方的堿性電解槽下線數(shù)量最多,1000—2000標方成為電解槽廠商下線產(chǎn)品中主要產(chǎn)氫區(qū)間。
1000標方至2000標方的產(chǎn)氫量已經(jīng)是堿性電解槽的“平穩(wěn)輸出”,而2000標方以上的產(chǎn)氫量成為各家“內(nèi)卷重災區(qū)”,甚至早已有設(shè)備廠商達到了4000標方的產(chǎn)氫量。
高產(chǎn)氫量、低電耗是電解槽技術(shù)迭代的競爭重點,不僅如此,電解槽價格也是低了又低。目前,國內(nèi)1000Nm3/h制氫能力的單臺堿性電解槽價格在700萬-1000萬元之間。根據(jù)中石化新疆庫車綠氫示范項目招標統(tǒng)計,單臺堿性電解槽價格約為692萬元。此外,目前國內(nèi)1000Nm3/h制氫能力的單臺質(zhì)子交換膜電解槽成本約3000萬元。根據(jù)吉林大安風光制氫合成氨一體化項目制氫設(shè)備招中標情況測算,1000Nm3/hPEM電解槽價格約為2900萬元。
制氫環(huán)節(jié)尚且如此,下游應用環(huán)節(jié)也“不甘示弱”。燃料電池電堆成本也在不斷下降中,一方面得益于技術(shù)的不斷成熟,另一方面也是為了在市場中尋求更好的出路。
燃料電池電堆一直向大功率、長壽命、高功率密度等高標準進發(fā),而其中的“兵家必爭之地”就是功率的提升。
目前,大部分燃料電池企業(yè)電堆的功率基本聚集在100-200kW之間。國內(nèi)燃料電池電堆技術(shù)也在此間最為成熟。200kW+的電堆目前也已被頭部企業(yè)所攻破,為了應對商用燃料電池汽車的系統(tǒng)需要,200kW+的電堆正在被廣泛投入使用。
進入2024年,300kW+電堆已經(jīng)問世。包括未勢能源300kW石墨板電堆,氫璞創(chuàng)能340kW石墨板電堆,驥翀氫能376kWMH170電堆,國內(nèi)燃料電池電堆正式進入300kW+時代。
標準:有待完善的桎梏漩渦
氫能標準體系建設(shè)有待完善一直是業(yè)界所期盼的。在我國,盡管已有盡30個省級地區(qū)發(fā)布了氫能專項規(guī)劃,但國家級氫能標準較少的問題,仍舊制約著氫能的規(guī)模化發(fā)展。
2023年7月,國家標準化管理委員會聯(lián)合發(fā)改委等部門印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南(2023版)》(以下簡稱《建設(shè)指南》)。該建設(shè)指南的出臺,正式確定了當前氫能產(chǎn)業(yè)標準體系構(gòu)建的重點方向。
其中提到我國氫能標準體系建設(shè)目標,到2025年,支撐氫能制、儲、輸、用全鏈條發(fā)展的標準體系基本建立,制修訂30項以上氫能國家標準和行業(yè)標準。
《建設(shè)指南》指出氫能標準體系重點加快制修訂氫品質(zhì)檢測、氫安全、可再生能源水電解制氫、高壓儲氫容器、車載儲氫氣瓶、氫液化裝備、液氫容器、氫能管道、加氫站、加注協(xié)議、燃料電池、燃料電池汽車等方面的標準,打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
政策引導力度不夠、標準體系支撐不足等問題使得氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展沒有領(lǐng)航舵和指南針,然而標準體系的建立與技術(shù)的推動又有著密不可分的聯(lián)系。技術(shù)的提高將帶動產(chǎn)品的更新,進而帶動標準體系的建立和完善。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的艱難,就在于如何能夠在小心翼翼的試錯中把風險降到最低。產(chǎn)品標準的制定需要在無數(shù)次的試驗中得出,技術(shù)標準的出臺也需要產(chǎn)業(yè)對技術(shù)的長時間考量。標準體系的建設(shè)急不得,但又讓人“等不得”。標準并不是憑空想象出來的,而是產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的高度總結(jié)。然而矛盾點就在于,當沒有準確嚴謹?shù)臉藴首鳛榕袛啵瑲淠艿恼緢鏊坪蹩偸恰疤摶稹薄?/p>
好在,《建設(shè)指南》的出現(xiàn),使得我國氫能標準體系的建設(shè)有了支撐點,《建設(shè)指南》最后公布了目前國內(nèi)已制定或待制定的158項氫能標準,似乎可見我國氫能標準體系已經(jīng)開始有了完善的雛形。然而,也需要警惕氫能標準單一、籠統(tǒng)、不夠嚴謹?shù)葐栴},在標準使用的過程中,不僅是對產(chǎn)業(yè)的引導,同時也是對標準本身的驗證。