证券时报记者 刘(liu)灿邦(bang)
今年以来，氢能产业受(shou)到了前所(suo)未有的关注(zhu)，山(shan)东、四川以及深圳、湖州、宁夏宁东基(ji)地等(deng)地纷(fen)纷(fen)发布或(huo)修订了氢能产业发展支持政策，涉及固定资产投资奖励、可再生能源制(zhi)氢装(zhuang)备购置补助等(deng)多(duo)种类型，不少地方还提出了氢能及相关产业产值发展目标。
目前，绿氢产量(liang)在全球(qiu)氢产量(liang)中占比还不足千分之一，掣肘因素(su)包括技术成熟度、生产成本等(deng)。证券时报·e公司报道小组采访过程中了解到，电费是水电解制(zhi)氢的主要成本，在目前电价水平下，制(zhi)氢成本仍较高。为此，业内提出将降低核心装(zhuang)备制(zhi)造成本及推动电价下行作为主攻(gong)方向。
作为氢能产业源头，上游制(zhi)氢环节(jie)成为各方参(can)与者角逐的重(zhong)要战场，特别是在以电力运营商、大型化工集团为代表的央企国企强力拉(la)动下，绿氢制(zhi)取项目正(zheng)大规模上马(ma)。与此同时，在制(zhi)氢核心装(zhuang)备领域，民营企业则(ze)与央企国企同台竞技。
业内普遍认为，由于(yu)国内制(zhi)氢项目进展很快，市场将倒逼国产制(zhi)氢装(zhuang)备技术快速进步，缩小与国际同行的差(cha)距，并(bing)降低成本。预测到2025年年底(di)，绿氢产业化进程有望(wang)变得更加清(qing)晰。
绿氢制(zhi)取央企国企挑大梁
证券时报记者从中国石油获悉，今年3月，中国石油第一个规模化可再生能源制(zhi)氢项目制(zhi)氢装(zhuang)置在玉门油田投产，所(suo)制(zhi)氢气纯度达99.99%，通过输氢管道、管式槽车等(deng)送至玉门油田炼化总厂等(deng)企业，实(shi)现了从生产到利用(yong)的全流程贯通。该项目年产氢能力达2100吨。
玉门油田可再生能源制(zhi)氢示范项目于(yu)2023年8月开工。据介绍，该项目配套的光伏发电项目预计于(yu)今年年中投运，将探索(suo)出一条(tiao)风光电与绿氢产业融合发展的路径。中国石油正(zheng)推进多(duo)个制(zhi)氢项目，包括鄂(e)尔多(duo)斯(si)苏(su)里(li)格300万千瓦“风光气储氢”一体化示范项目等(deng)。
事(shi)实(shi)上，央企国企对氢能发展定下了雄(xiong)心勃勃的目标。中国石油剑(jian)指“油气热电氢”综合性(xing)国际能源公司，中国石化则(ze)是锚定“中国第一氢能公司”目标。
以中国石化为例，2021年，该公司推出了首个万吨级光伏制(zhi)绿氢示范项目，即新疆库车绿氢示范项目，2023年8月，该项目全面投产。
今年，中国石化又公布了乌兰察布10万吨/年风光制(zhi)氢一体化示范项目等(deng)。
2023年6月，内蒙古鄂(e)尔多(duo)斯(si)市准格尔旗纳日松光伏制(zhi)氢产业示范项目成功制(zhi)取第一方氢气。该项目由三峡新能源与满世(shi)投资集团有限公司合资建设，是内蒙古自治区第一批风光制(zhi)氢一体化示范项目之一。
新天绿能则(ze)是地方国企引领制(zhi)氢产业发展的代表之一。公司旗下沽源风电制(zhi)氢示范项目是当时全球(qiu)首个兆瓦级规模的风电制(zhi)氢项目，由公司与德国迈克(ke)菲合作建设。主要侧重(zhong)开发风电制(zhi)氢耦合能源管理系(xi)统(tong)和(he)优化现场运行方案，解决风电制(zhi)氢过程中集成系(xi)统(tong)协调控制(zhi)、不稳定电能和(he)制(zhi)氢工艺的自适应等(deng)问(wen)题。
新天绿能崇礼风光耦合制(zhi)氢综合利用(yong)示范项目主要侧重(zhong)于(yu)全面掌握“源—网—荷—储”协调的离网型风光储制(zhi)氢微电网系(xi)统(tong)技术及装(zhuang)备研发，项目的研发可解决大规模风光储互补高效、可靠、稳定、低成本制(zhi)氢等(deng)关键技术难题。
谈及未来新项目规划，新天绿能负责人告诉记者，公司计划在绿氢应用(yong)场景上进行探索(suo)，比如，为解决绿氢的消纳开展纯氢长输管道的研究建设，以及绿氢下游合成绿氨、绿色甲醇的深入开发；同时，在可再生能源合成绿氢上深入研究，通过研究孤岛运行下随“源”端功率波动的“荷”端自适应跟随控制(zhi)技术，将风电制(zhi)氢有机结合，在风电机组附近就近制(zhi)氢。
“我(wo)们看到，央企国企都动起来了，在氢能上的投入力度极大，覆盖范围也很广。”未势能源负责人接受(shou)记者采访时表示，相比之下，锂电发展初期，较少有央企国企大规模参(can)与投资、建设与研发。
记者注(zhu)意到，制(zhi)氢项目火热建设的同时，制(zhi)氢装(zhuang)备招标也如火如荼。近日，大唐多(duo)伦15万千瓦风光制(zhi)氢一体化示范项目(制(zhi)氢)水电解制(zhi)氢成套设备招标结果公示，该项目是大唐集团首个绿氢重(zhong)点示范项目，此次招标涉及电解槽及其相关设备。
而在2023年，也有多(duo)个规模化电解槽招标项目出现，包括鄂(e)托克(ke)前旗上海庙经济开发区深能北方光伏制(zhi)氢项目、国能宁东可再生氢碳减排示范区一期项目、国电投大安风光制(zhi)绿氢合成氨一体化示范项目、大连市洁净能源集团海水制(zhi)氢一体化项目等(deng)。
缩小制(zhi)氢装(zhuang)备技术差(cha)距
绿氢制(zhi)取离不开制(zhi)氢电源、电解槽等(deng)核心装(zhuang)备。央企国企主导了绿氢制(zhi)取项目的开发，而在制(zhi)氢装(zhuang)备方面，则(ze)形(xing)成了民企与央企国企百花齐放的格局。
阳光电源副总裁、阳光氢能董事(shi)长彭超才在接受(shou)记者采访时表示，公司基(ji)于(yu)柔性(xing)组网、电力电子、能量(liang)管理等(deng)六大核心技术，聚焦(jiao)PWM制(zhi)氢电源、电解水制(zhi)氢设备、智慧氢能管理系(xi)统(tong)三大核心设备，率先在业内推出可再生能源柔性(xing)制(zhi)氢系(xi)统(tong)解决方案。
“该系(xi)统(tong)不同于(yu)业内晶闸管电源与一般电解槽设备，它具备更高的功率调节(jie)响应速度，更低的电压纹波、直流电耗，是一站式柔性(xing)制(zhi)氢解决方案，能够充分适应新能源功率快速波动和(he)间歇(xie)特性(xing)，已在国内外多(duo)地大型风光制(zhi)氢项目中广泛应用(yong)。”彭超才表示。
中国石油在制(zhi)氢装(zhuang)备上的布局也十分积极，2023年5月，中国石油1200标方碱性(xing)水制(zhi)氢电解槽在宝(bao)鸡下线。
今年3月，中国石油宝(bao)鸡石油机械有限责任公司氢能装(zhuang)备技术研发制(zhi)造基(ji)地建设项目获备案。该项目拟投资3.5亿元，计划今年10月开工，建设内容包括电解水制(zhi)氢装(zhuang)备加工、焊接、组装(zhuang)和(he)测试，以及仓储车间等(deng)，建成后(hou)将具备年产水电解制(zhi)氢成套设备200台套的能力。
新天绿能负责人向证券时报记者表示，公司充分利用(yong)产业、资金、技术、人才和(he)管理多(duo)重(zhong)优势，全面加强氢能关键技术研发，提升未来产业核心竞争力；并(bing)承担了孤岛模式的风电-质子交换膜（PEM）纯水电解制(zhi)氢集成关键技术与应用(yong)示范等(deng)科研任务。
航天工程是央企航天科技集团下属企业，公司在绿氢核心装(zhuang)备方面已经实(shi)现了碱性(xing)和(he)纯水两个系(xi)列化产品的落地，其中1000型碱性(xing)电解制(zhi)氢系(xi)统(tong)已经通过了氢能领跑(pao)者现场见证，取得了中国质量(liang)认证中心节(jie)能认证2级能效；首台套PEM电解制(zhi)氢系(xi)统(tong)完(wan)成了中试性(xing)能试验(yan)，万安电密下的直流电耗为3.98度，小室电压一致性(xing)97.5%，达到国际先进水平。
据航天工程负责人介绍，公司的电解制(zhi)氢技术策源于(yu)载人航天环境控制(zhi)与生命(ming)保障技术，其中用(yong)于(yu)为宇航员供氧的一套PEM系(xi)统(tong)已服(fu)役3万多(duo)小时。
值得一提的是，近日，航天工程首台套工业氢深度纯化和(he)痕量(liang)除杂装(zhuang)置中试成功。这也意味着，继大型碱性(xing)电解制(zhi)氢装(zhuang)置和(he)工业级质子交换膜电解制(zhi)氢装(zhuang)置之后(hou)，该公司氢能技术核心矩阵再次扩展，增添了一个新的重(zhong)量(liang)级成员。
不过，制(zhi)氢装(zhuang)备领域众多(duo)企业入局，不仅存(cun)在鱼(yu)龙混(hun)杂的现象，也令人产生制(zhi)氢装(zhuang)备门槛是否不高的疑问(wen)。对此，彭超才认为，在“双碳”目标背景下，氢能作为“终极”能源，得到政府、央企、上市能源企业等(deng)前所(suo)未有的重(zhong)视，更是吸引了众多(duo)企业先后(hou)入局，但这并(bing)不意味着行业门槛不高。
“虽(sui)然碱性(xing)电解槽技术相对成熟，但是在当前可再生能源大规模制(zhi)氢的情况(kuang)下，技术上面临新的挑战，缺少项目实(shi)践验(yan)证，真正(zheng)能够具备电氢耦合技术研发实(shi)力、新能源项目经验(yan)的企业并(bing)不多(duo)。”彭超才表示。
据未势能源负责人介绍，相较国际同行，国内制(zhi)氢装(zhuang)备企业在碱性(xing)电解槽产品上已经积累(lei)了较多(duo)经验(yan)，产品力也很好；但在质子交换膜方向，验(yan)证轮次、验(yan)证时长等(deng)方面，国内企业与国际上还存(cun)在差(cha)距，“这一差(cha)距也在快速补足，因为国内制(zhi)氢项目进展很快，这是通过市场倒逼技术进步的好机会”。
彭超才告诉记者，制(zhi)氢装(zhuang)备企业目前研发升级的主要方向，是通过提升电流密度、提高小室反应面积、增加小室数(shu)量(liang)等(deng)技术的改进，向大型化方向发展。不过，他对当前只(zhi)追求简单把(ba)产品放大的做法持保留态度，“大型化不是简单地把(ba)产品做大，要在产品做大的同时确保产品性(xing)能提升。我(wo)们认为，目前趋势是向着规模化方向发展，而无论(lun)是大型化还是模块(kuai)化，最(zui)终还是需要根据项目因地制(zhi)宜选(xuan)择”。
成本及绿电波动性(xing)难题待解
“双碳”目标的提出为绿氢产业发展注(zhu)入了强劲动力，但不可否认的是，目前绿氢占比很低，工业副产氢仍是最(zui)主流的制(zhi)氢方式。造成这一局面的因素(su)，涉及不同技术路线的成熟度以及成本差(cha)异。
新天绿能负责人向记者提供的数(shu)据显(xian)示，目前，全球(qiu)氢气主要来自化石能源制(zhi)氢及工业副产氢，绿氢占比仅0.4‰。“中国是世(shi)界上最(zui)大的氢能生产和(he)消费国，但绿氢仅占中国氢气总产量(liang)不到1%，成本高是制(zhi)约绿氢产业发展的关键因素(su)。”
记者从中国旭阳集团了解到，公司的高纯氢生产工艺目前主要为工业副产。据介绍，随着2022年定州二期高纯氢制(zhi)备项目投产、2024年呼和(he)浩特高纯氢项目投产，该公司已具备4条(tiao)氢气生产线，产能26万标立方米/天（24吨/天），成为全国第五(wu)、京津冀最(zui)大的氢气供应商。
“工业副产氢为氢能绿色转型过渡方案，电解水制(zhi)氢现阶段成本较高，难以大规模应用(yong)，工业副产氢短(duan)期内兼(jian)具规模、成本和(he)降碳优势。”中国旭阳集团氢能公司负责人表示，公司的氢气生产工艺为甲醇驰放气提纯制(zhi)氢，属于(yu)工业副产氢，是目前所(suo)有制(zhi)氢方式中成本最(zui)低的；规模化生产和(he)供应也在一定程度上降低了生产成本。
此外，该公司氢源为焦(jiao)炉煤气资源再利用(yong)，甲醇、氢气、氨三种产品联动生产，总体产品附加值弹性(xing)可调，能够以最(zui)优市场价格和(he)成本进行调度生产。
化石能源制(zhi)氢是目前成熟、主流的制(zhi)氢方式，受(shou)访对象并(bing)不否认这一事(shi)实(shi)，但并(bing)不意味着绿氢没有市场。
新天绿能负责人认为，化石能源制(zhi)氢会排放大量(liang)的二氧化碳以及其他大气污染物，与发展绿色氢能的初衷相悖。“目前，我(wo)国绿氢与传(chuan)统(tong)灰氢相比，在经济性(xing)方面的竞争力仍有一定差(cha)距，这是限制(zhi)绿色制(zhi)氢大规模推广应用(yong)的主要原因。而且绿色制(zhi)氢技术与新能源波动性(xing)不匹(pi)配、PEM电解技术成熟度不高也是产业发展亟需解决的问(wen)题。”
在彭超才看来，随着日益增长的碳减排需求，氢的绿色制(zhi)取技术受(shou)到广泛重(zhong)视，利用(yong)可再生能源进行电解水制(zhi)氢是目前众多(duo)氢气来源方案中碳排放最(zui)低的工艺，是未来最(zui)有发展潜力的绿色氢能供应方式。
彭超才向记者提供的数(shu)据显(xian)示，电解水制(zhi)氢成本对电价极为敏感，以国内碱性(xing)电解槽制(zhi)氢系(xi)统(tong)进行测算，在电价为0.35元~0.4元/度时，制(zhi)氢成本为21元~25元/千克(ke)。随着清(qing)洁能源发电成本不断下降，若电价降至0.25元/度，电解制(zhi)氢成本将下降到15元/千克(ke)，接近目前化石能源制(zhi)氢成本，将逐渐成为主流制(zhi)氢方式。
如何推动电解水制(zhi)氢成本下降，航天工程负责人也提出，应主要从两方面下功夫：一是降低核心装(zhuang)备制(zhi)造成本，这需要扩大行业规模来驱动；二是推动电价下行。
绿氢制(zhi)取过程还有一个问(wen)题需要解决，即克(ke)服(fu)绿电的不稳定性(xing)，实(shi)现电氢耦合、稳定输出。彭超才告诉记者，在可再生能源制(zhi)氢场景下，从前端的能量(liang)来源，到后(hou)端的应用(yong)场景，都对电解水制(zhi)氢系(xi)统(tong)提出了更高的要求，包括高性(xing)能、灵活性(xing)和(he)智能化等(deng)。在这一背景下，阳光氢能率先发布了“可再生能源柔性(xing)制(zhi)氢系(xi)统(tong)解决方案”。
彭超才介绍，“柔性(xing)制(zhi)氢”主要是瞄(miao)准行业存(cun)在的几个难点。一方面，由于(yu)风电和(he)太阳能等(deng)可再生能源的输出功率存(cun)在快速波动和(he)不连续性(xing)的特点，柔性(xing)制(zhi)氢系(xi)统(tong)能够适应这种变化，实(shi)现“荷随源动”。另一方面，在可再生能源发电量(liang)波动的情况(kuang)下，传(chuan)统(tong)的制(zhi)氢设备无法保持稳定运行。而阳光氢能的柔性(xing)制(zhi)氢系(xi)统(tong)能够在较宽(kuan)的功率范围内（如30%的功率）稳定运行，提高了系(xi)统(tong)的适应性(xing)和(he)可靠性(xing)。此外，通过柔性(xing)组网、电力电子技术和(he)能量(liang)管理系(xi)统(tong)，柔性(xing)制(zhi)氢系(xi)统(tong)能够更好地融入电网，减少对电网的冲击，对电网更加友好。
产业化节(jie)奏愈加清(qing)晰
记者注(zhu)意到，随着氢能产业蓬勃发展，制(zhi)氢环节(jie)相关厂商业绩(ji)近年来都明显(xian)增长。以隆基(ji)氢能为例，2023年，公司持续加大氢能业务的培育力度，在技术研发、产能建设和(he)市场拓展方面均取得了阶段性(xing)进步，当年实(shi)现营业收入超过1亿元。此外，截至2023年末，公司已建成电解槽产能2.5GW，碱性(xing)电解槽技术水平和(he)产能规模在行业内处于(yu)领先水平。
2021年以来旭阳氢能板块(kuai)高速发展，氢气销量(liang)及氢能业务收入呈指数(shu)级增长。2023年，公司实(shi)现氢气销量(liang)930万方，同比增长2.36倍；氢能业务收入由2021年的2110万元，增加至去年的6400万元，综合盈利能力不断加强。
彭超才从招标量(liang)的角度分析了行业的成长性(xing)。据他介绍，2023年国内电解槽招标量(liang)远远多(duo)于(yu)2022年，今年的招标将主要集中在下半年，且规模非常大。为此，阳光氢能也在扩充自身产能，旗下的智能制(zhi)造中心二期工程正(zheng)在加紧建设，计划7月投产，届时园区产能将达到3GW。
“阳光氢能国内外订单增长迅猛，对公司产能提出了更高的要求。未来，我(wo)们将进一步扩大产能，拓展海内外业务，推动产品标准化和(he)规模化生产，满足快速发展的氢能市场。”彭超才特别提到，虽(sui)然行业玩家越来越多(duo)，但高性(xing)能、高质量(liang)的制(zhi)氢装(zhuang)备产能仍然不足。
关于(yu)绿氢产业化节(jie)点何时到来，多(duo)位(wei)受(shou)访对象也分享了观点。新天绿能负责人认为，未来5至10年，新疆、内蒙古、甘(gan)肃以及河北省坝上地区绿电制(zhi)氢度电成本有望(wang)降低至0.1元以下，绿氢生产成本有望(wang)降低至0.5元/立方米，低于(yu)工业副产氢成本，届时，绿氢将广泛应用(yong)于(yu)航空航天、制(zhi)药、能源化工、钢(gang)铁冶金、电子电力、光伏组件、食品等(deng)领域，在燃料电池交通、发电、储能等(deng)领域也具有巨大潜力。
隆基(ji)绿能在近期的调研中回应了关于(yu)绿氢产业化时间点的问(wen)题。公司坦陈，全球(qiu)去碳化形(xing)势深化，绿氢、绿氨、绿醇需求不断增加，每年的成长速度较快，但还没有到爆发的时间点。不过，公司也提出，全球(qiu)范围内已有大量(liang)示范性(xing)项目在推进和(he)开展，对氢、氨、醇的长期需求也在逐渐显(xian)现，如航运业已经需要绿氨、绿醇的长期供应。
根据隆基(ji)绿能的判(pan)断，这些先发市场会拉(la)动上游需求进一步发展。“这些市场在什么时间点能够爆发不好判(pan)断，预估在2025年底(di)，产业化进程可能会更加清(qing)晰。”
一项不完(wan)全统(tong)计显(xian)示，截至2023年10月，新签(qian)约电解水制(zhi)氢项目41个，开工在建项目41个，投产项目8个。业内认为，由于(yu)电解水制(zhi)氢项目从备案到投产建设周期为1~3年，因此，2025年后(hou)我(wo)国电解水制(zhi)氢供给有望(wang)大幅增加。
在采访中，彭超才还特别提到了海外制(zhi)氢市场的情况(kuang)。据介绍，阳光氢能在中东、欧洲、澳大利亚(ya)等(deng)海外市场均已布局，与中东、欧洲的一些重(zhong)要客户正(zheng)在共同推进当地的新能源制(zhi)氢项目。“随着全球(qiu)对清(qing)洁能源和(he)减少碳排放的关注(zhu)度提高，海外制(zhi)氢项目的规模正(zheng)在从兆瓦级别向百兆瓦级别转变，对更大规模可再生能源和(he)电解水装(zhuang)置的需求在增加，特别是在工业用(yong)途和(he)绿氢生产方面。”
水电水利规划设计总院的预测显(xian)示，绿色氢基(ji)能源未来主要用(yong)途集中在工业、交通、电力、建筑四大领域。根据该院研究，未来我(wo)国的绿氢需求量(liang)稳步上升，2030年、2040年、2050年和(he)2060年绿氢需求量(liang)将分别达到2300万吨、6900万吨、9100万吨、1.2亿吨。
当然，在推动制(zhi)氢产业发展中，还有一些行业政策与规范需要进一步完(wan)善(shan)。航天工程负责人向记者表示，行业内缺乏统(tong)一的标准与规范体系(xi)，这一现状制(zhi)约了氢能产业的协同发展步伐；在资金投入方面，氢能产业目前正(zheng)处于(yu)资本高度密集的发展阶段，特征是投资回报周期较长，且面临商业化投资和(he)融资渠道相对稀缺的问(wen)题。
“作为企业，我(wo)们希望(wang)政府和(he)行业层面能够在政策制(zhi)定方面出台有利于(yu)氢能产业发展的政策，包括税收优惠、补贴、配额制(zhi)度等(deng)。资金支持方面提供财政资助或(huo)低息贷款，推动技术创新和(he)示范验(yan)证。制(zhi)定统(tong)一的氢能技术和(he)安全标准，确保行业的健康发展。”航天工程该负责人说。
（证券时报记者韩忠(zhong)楠、曹晨对本文亦有贡献）