低油價不會對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生直接影響
* 來源 :《中國石化》雜志2020年第4期 * 發(fā)表時間 : 2020-5-7 0:00:00 * 瀏覽 : 1649
□?杜澤學(xué)
油價低迷不會對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大沖擊，氫能產(chǎn)業(yè)仍將保持旺盛的發(fā)展勢頭。
氫能技術(shù)是實現(xiàn)化石能源低碳利用、可再生能源儲存和高效利用的最清潔二次能源，發(fā)展氫能將有利于推動我國能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在迎來爆發(fā)期
近年來，氫的能源地位不斷提升，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在迎來爆發(fā)期。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計報告，2019年全球氫燃料電池汽車銷量達(dá)10409輛，是2018年的1.88倍、2016年的3.78倍。中國2019年燃料電池汽車產(chǎn)量2831輛，銷售量為2737輛，同比增長79%，是2016年的4.36倍。截至2019年12月，全球燃料電池汽車總保有量為24132輛，其中中國6165輛，提前實現(xiàn)了中國汽車協(xié)會制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中確定的到2020年5000輛的階段性目標(biāo)。
加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)亞化咨詢發(fā)布的報告，2019年全球建成投入運營的加氫站432座，其中歐洲177座，亞洲178座。截至2020年3月，中國擁有的加氫站達(dá)60座，預(yù)計到年底將超過100座。
油價低迷不會對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大沖擊
受新冠疫情全球蔓延和“歐佩克+”減產(chǎn)談判破裂等因素影響，今年國際油價大幅跳水，美國WTI輕質(zhì)原油一度跌破20美元/桶。盡管沙特、俄羅斯目前達(dá)成了減產(chǎn)協(xié)議，但疫情的肆虐，尤其是美國和歐盟成為疫情的重災(zāi)區(qū)，將重創(chuàng)世界經(jīng)濟(jì)，石油需求或?qū)⑦M(jìn)入一個相對較長的低迷時期，世界又迎來了一個新的低油價時代，讓不少關(guān)注氫能發(fā)展的人感到擔(dān)憂，低油價是否將沖擊正在蓬勃發(fā)展的氫能產(chǎn)業(yè)。
表面上看，低油價將會使氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到嚴(yán)重沖擊。因為氫能產(chǎn)業(yè)作為一個處在發(fā)展初期的新興產(chǎn)業(yè)，與規(guī)模龐大的石化產(chǎn)業(yè)相比，其產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、建設(shè)成本高，投資回報率存在很大的不確定性，消費者還存在觀望心理，所以氫氣作為交通動力燃料和燃料電池車無法與汽柴油和燃油車相抗衡。但從深層次上分析，油價低迷不會對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生較大沖擊，氫能產(chǎn)業(yè)仍將保持旺盛的發(fā)展勢頭。
氫能是清潔的二次能源，其發(fā)展的初衷是其具有減排二氧化碳和清潔排放的屬性。隨著氫能燃料電池技術(shù)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，氫能燃料電池成為全球應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)碳減排目標(biāo)、保護(hù)生態(tài)與環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展的希望所在。世界各國都十分關(guān)注氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是歐盟、美國、日本、韓國等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體相繼把發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略高度。美國早在2002年便出臺了《國家氫能發(fā)展路線圖》，2012年美國能源部（DOE）投入巨資資助高校與企業(yè)共同攻關(guān)氫能及燃料電池關(guān)鍵技術(shù)，2013年啟動H2USA計劃，對加氫站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、融資方案、市場拓展制定了詳細(xì)方案，以期使美國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)與裝備制造居于世界領(lǐng)先地位。歐盟認(rèn)為歐洲能源轉(zhuǎn)型必須大規(guī)模部署氫能，否則將無法實現(xiàn)減排目標(biāo)，2019年2月發(fā)布了《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》，指出歐洲已經(jīng)踏上向脫碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的道路，大規(guī)模發(fā)展氫能將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益，是歐盟實現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必然選擇。日本上世紀(jì)70年代就開始開發(fā)氫能技術(shù)，2014年6月發(fā)布了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”，規(guī)劃了建設(shè)“氫能社會”目標(biāo)的發(fā)展路線圖，提出到2040年將完成零碳排放氫燃料供給體系建設(shè)。韓國政府在2019年1月發(fā)布“氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖”，2020年2月頒布《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》，旨在系統(tǒng)、有效地促進(jìn)氫工業(yè)發(fā)展，為氫能供應(yīng)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全管理提供必要的支持。
我國為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)長期可持續(xù)發(fā)展，破解資源環(huán)境約束，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，加快向綠色、低碳、高效能源轉(zhuǎn)型。“十三五”期間，氫能和燃料電池被納入中國國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，相繼發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016-2030）》和《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》，設(shè)計了氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新行動路線圖，提出到2030年低碳能源占比將達(dá)35%，新增能源需求主要依靠清潔低碳能源滿足，到2050年建成綠色、低碳、高效的現(xiàn)代化能源體系。可見，發(fā)展氫能和燃料電池是傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型低碳能源的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，期待其解決當(dāng)前傳統(tǒng)能源行業(yè)面臨的諸多問題，其發(fā)展不會受到油價波動的影響。
氫能是未來構(gòu)建低碳、清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng)的重要能源載體，能通過燃料電池技術(shù)與電能、熱能等形成互換，將電網(wǎng)、動力燃料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和熱力管網(wǎng)連成一體，使化石能源應(yīng)用更清潔、更低碳，使可再生能源應(yīng)用更高效、更便捷。對于化石能源，未來30年甚至更長的時間，仍將是能源消費結(jié)構(gòu)中的主體能源，特別是中國，煤炭作為主體一次能源的地位難以被動搖。通過制氫將化石能源中的能量轉(zhuǎn)移到氫中，將排放的二氧化碳捕集封存，可以達(dá)到“低碳生產(chǎn)，零碳使用”的目的。對于可再生能源，尤其是可再生電力，與氫能結(jié)合是其大規(guī)模發(fā)展的有力保障。2015年國際能源署（IEA）發(fā)布的《氫能和燃料電池技術(shù)路線圖》中，勾畫了氫在儲能系統(tǒng)應(yīng)用的前景。氫適合各種規(guī)模的儲能，而且在儲存過程中無能量損失。充分利用氫的儲能優(yōu)勢和特點，在風(fēng)電、光電、水電富余或棄風(fēng)、棄光、棄水較多的地區(qū)，采取電氫互轉(zhuǎn)、電轉(zhuǎn)氫和氫應(yīng)用或兩者結(jié)合的模式，消納和儲存可再生電力。電氫互轉(zhuǎn)可以起到平抑峰谷的作用。電轉(zhuǎn)氫和氫應(yīng)用可根據(jù)實際場景選擇，可供應(yīng)加氫站應(yīng)用于燃料電池車輛，也可摻入天然氣管道輸送用于工業(yè)和民用燃?xì)?，部分替代石油和天然氣?？梢姡瑲淠芗夹g(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是構(gòu)建未來清潔、低碳和高效智慧能源體系的必然選擇，是連接傳統(tǒng)化石能源和可再生能源的重要紐帶，對加快推進(jìn)我國能源生產(chǎn)、消費革命和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要價值，不會因低油價時代到來而降低發(fā)展需求，放慢發(fā)展速度。
氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場導(dǎo)入期。氫作為動力燃料，其銷售價格是由氫的生產(chǎn)、儲存與運輸和加氫站服務(wù)供應(yīng)環(huán)節(jié)發(fā)生的成本決定的?，F(xiàn)階段氫氣生產(chǎn)的成本費用與制氫的原料和工藝有關(guān)，煤制氫10元/千克左右，天然氣、石腦油制氫約15元/千克，工業(yè)副產(chǎn)氫回收提純約16元/千克，甲醇制氫約18元/千克，電解水制氫約30元/千克，再考慮到生產(chǎn)裝置折舊、稅金、人工、財務(wù)等各項費用和制氫企業(yè)的合理利潤，氫氣的出廠價至少是上述費用的1.5倍。氫氣運輸目前依靠長管拖車，運輸距離不超過100千米時，運輸費用8～10元/千克；加氫站的情況比較復(fù)雜，僅考慮折舊、儲存管理合計成本就需要約20元/千克，再考慮其他合理的成本需要加價到28元/千克。即使是煤制氫，在加氫站的加注價格也需要約53元/千克，如果氫氣來源于電解水，加注價格就增加到83元/千克。以乘用車為例，燃料電池車百公里氫耗約1千克，汽油車百公里油耗平均8升，按北京92號汽油現(xiàn)價5.5元/升計，燃料費用為44元/百公里，比最便宜的煤制氫53元/百公里還低約20%。至于燃料電池車，國內(nèi)目前示范銷售的多為中型商務(wù)貨車及大中型商務(wù)大巴。裝配46千瓦燃料電堆、長10.5米的大巴售價195萬元；裝配32千瓦燃料電堆的箱式貨車售價130萬元，是同類型燃油車價格的3～5倍?？梢姡瑹o論是氫作為交通燃料，還是燃料電池車，目前在經(jīng)濟(jì)上都不足以與成品油和燃油車進(jìn)行市場競爭，需要得到國家優(yōu)惠的財政政策支持才能生存發(fā)展。當(dāng)前，氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動力是政策驅(qū)使，不是市場行為。目前氫能還不足以與原油產(chǎn)生直接的競爭關(guān)系，二者還不在同一競爭層面。因此，持續(xù)的低油價態(tài)勢不會直接阻礙氫能和燃料電池車的發(fā)展。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在技術(shù)
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本制約因素是關(guān)鍵技術(shù)得到突破?！笆濉币詠?，氫能產(chǎn)業(yè)崛起發(fā)展的一個重要因素是氫燃料電池技術(shù)獲得突破性進(jìn)展，氫能與傳統(tǒng)能源和可再生能源互聯(lián)有了技術(shù)基礎(chǔ)。國內(nèi)許多地方積極規(guī)劃建設(shè)氫能產(chǎn)業(yè)園，配套出臺一系列優(yōu)惠政策招商引資，催生出氫能產(chǎn)業(yè)一派繁榮發(fā)展的景象。但我們必須清醒地認(rèn)識到，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和燃料電池技術(shù)基礎(chǔ)還很薄弱，應(yīng)用市場僅處在試水階段，存在很多的不確定因素，不足以支撐當(dāng)前氫能和燃料電池車的快速發(fā)展。對于氫生產(chǎn)和儲運，我國制氫依賴的化石能源和可再生能源資源豐富，制氫技術(shù)相對成熟可行，關(guān)鍵是處理好減排和經(jīng)濟(jì)成本問題。最大的挑戰(zhàn)在于氫的儲存和運輸帶來的成本增加，包括車載儲存和車下的儲運。研究顯示，在目前整個氫能供應(yīng)鏈中，氫氣的儲存和運輸加注所需成本占全部成本的1/2以上，目前沒有技術(shù)支持氫能經(jīng)濟(jì)、高效、可行的儲運模式，而且現(xiàn)有的技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)一時也看不到解決問題的關(guān)鍵突破方向。
氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)是燃料電池技術(shù)。我國雖然在燃料電池技術(shù)整體上取得了長足的發(fā)展，但與國外相比還存在較大差距。首先是缺乏關(guān)鍵材料、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù)，電催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙擴(kuò)散層材料、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等仍依靠進(jìn)口，不利于我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展。實際上，我國對這些關(guān)鍵材料和部件的研發(fā)水平很高，研制的樣品達(dá)到甚至超過了國外的商業(yè)化產(chǎn)品水平，但這些成果沒有進(jìn)一步開發(fā)形成產(chǎn)品批量化、質(zhì)量一致性的生產(chǎn)技術(shù)。其次，我國燃料電池堆系統(tǒng)的可靠性與耐久性與國際先進(jìn)水平仍存在差距，特別是車用燃料電池，全工況下的可靠性與耐久性急需提高。否則，燃料電池車的市場競爭能力難以增強，終究被消費者淘汰。我國要針對氫能生產(chǎn)、儲運和應(yīng)用技術(shù)與國外的差距，從國家層面組織優(yōu)勢力量全方位攻關(guān)，加大資助力度，促進(jìn)技術(shù)集成化和系統(tǒng)化，努力促進(jìn)氫能儲運技術(shù)的突破，實現(xiàn)關(guān)鍵材料核心部件的國產(chǎn)化批量生產(chǎn)，提高燃料電堆系統(tǒng)總體技術(shù)水平，為氫能和燃料電池車發(fā)展提供堅實的技術(shù)支撐。
低油價時代有可能引發(fā)世界能源供給格局大變動，并從安全層面給我國帶來較大負(fù)面影響。眼下，一方面抓住油價低迷的好時機(jī)，提高石油戰(zhàn)略儲備能力；另一方面要堅定發(fā)展氫能等新能源的決心，以綠色低碳、高效低成本為方向，把氫能燃料電池技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培育成新增長點，促進(jìn)我國氫能產(chǎn)業(yè)駛?cè)氚l(fā)展的快車道。
（作者單位：石油化工科學(xué)研究院）