2021年我國氫能存儲行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來前景分析

2021年我國氫能存儲行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來前景分析一、氫能存儲成行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵隨著中國已經(jīng)向世界承諾2030年實現(xiàn)"碳達峰"，2060年實現(xiàn)“碳中和”，綠色能源已經(jīng)成為未來我國能源行業(yè)發(fā)展的重要著力點。在這種背景下,中央到地方各個政府都提出了很多關(guān)于氫氣發(fā)展的政策。氫能的發(fā)展被認(rèn)為是實現(xiàn)“碳中和”的重要發(fā)展路徑之一。據(jù)中國氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2020年我國氫能產(chǎn)量突破2500萬噸，同比大增13.6%，而2021年上半年國內(nèi)氫氣產(chǎn)量同比2020年增加了25%，其中利用新能源制氫的比例，同比提高了30%。而相對的，氫氣易燃易爆的性能決定了安全的使用氫氣必須是氫氣廣泛推廣的前提，因此如何找到優(yōu)異的氫儲能材料或者方法把制得的氫氣進行合適的保存是目前氫能推廣的關(guān)鍵問題之一。二、氫能存儲的上下游產(chǎn)業(yè)鏈相較于以鋰電池為代表的電化學(xué)儲能，氫儲能在能量密度、儲能時長上具有較大優(yōu)勢，在能量轉(zhuǎn)換效率、響應(yīng)速度等方面則相對較差。當(dāng)新能源發(fā)電占比較低時，現(xiàn)有的輸配電網(wǎng)絡(luò)尚可支撐電能的跨地區(qū)轉(zhuǎn)移，而隨著新能源逐漸替代傳統(tǒng)的化石能源裝機，能量在空間上的不均衡性將愈發(fā)明顯。而氫能儲能作為行業(yè)發(fā)展的中心環(huán)節(jié)，在空間上的轉(zhuǎn)移也更為靈活，氫氣的運輸不受輸配電網(wǎng)絡(luò)的限制，可實現(xiàn)能量跨區(qū)域、長距離、不定向的轉(zhuǎn)移?？筛鶕?jù)需要滿足數(shù)天、數(shù)月乃至更長時間的儲能需求，從而平滑可再生能源季節(jié)性的波動。而從上游氫氣生產(chǎn)情況來看，由于電解水制氫在國內(nèi)的成本較高，因此僅占國內(nèi)氫氣總產(chǎn)量的1%左右，而國內(nèi)主流的生產(chǎn)方式以煤制氫為主。煤制氫技術(shù)的最大優(yōu)勢在于成本較低，但是煤炭制氫技術(shù)的問題在于煤制氫工藝二氧化碳排放量約是天然氣制氫的4倍，不符合氫能綠色低碳能源的要求。且無論是天然氣制氫還是煤制氫，都會遇到反應(yīng)不完全所殘留的一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)。若要符合燃料電池要求的氣體標(biāo)準(zhǔn)，還需要再進一步提純，這就導(dǎo)致煤制氫技術(shù)的成本進一步增加，同時也造成了運輸難度加大。隨著技術(shù)的進步，未來電解水制氫方式的成本下降空間依然較大，制氫方法的降本增效將推動氫儲能經(jīng)濟性的提升。三、氫能存儲方式對比目前氫氣存儲運輸?shù)闹饕щy有兩點，氫氣是世界上密度最小的氣體，體積能量密度較低，擴散系數(shù)較大；另外氫氣的燃點較低，爆炸極限寬，對儲運過程中的安全性也有極高的要求。氫氣儲運可分為氣態(tài)儲運、液態(tài)儲運以及固態(tài)儲運三種方式。其中，氣態(tài)儲運的成本較低、充放氫速度較快，但儲氫密度與運輸半徑較為有限；液態(tài)儲運的儲氫密度較大，但設(shè)備投資與能耗成本較高。固體儲氫就是把氫氣要么吸附在吸附劑中，此為物理吸附，主要依靠吸附劑分子與氫氣分子之間的范德華力，這種力非常微弱，這種超臨界吸附一般都需要很低的溫度，因此目前固體儲氫還是處于學(xué)術(shù)研究階段，尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。目前儲氫瓶+長管拖車是應(yīng)用最為廣泛的氫氣儲運形式，所需的運輸成本與基礎(chǔ)設(shè)施投入相對較低，但運輸規(guī)模與運輸半徑也較為有限。四、產(chǎn)業(yè)化進程依然漫長目前被市場上關(guān)注最多的氫能應(yīng)用領(lǐng)域主要是燃料電池汽車，相較于鋰電池，氫燃料電池在續(xù)航里程、加注時間、低溫適應(yīng)性上具有一定優(yōu)勢，更適用于長距離、大功率的商用車場景。數(shù)據(jù)顯示2019年之后國內(nèi)燃料電池車銷量呈現(xiàn)下降態(tài)勢，2021年上半年燃料電池車銷量為479輛，預(yù)計全年銷量約為1500輛。其中氫燃料電池汽車主要以物流車為主，但是現(xiàn)階段氫燃料電池客車/物流車的經(jīng)濟性明顯落后于純電動汽車，隨著氫燃料電池技術(shù)的進步以及氫氣制取、儲運成本的下降，長期來看氫燃料商用車生命