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绿氢:能源产业的可持续未来丨TR50持续寻找全世界内氢能领域的“聪明公司”

时间: 2024-04-05 18:24:23 |   作者: 电机引出线焊接309

  ),作为一种应对全球能源和环境挑战的解决方案,正逐渐崭露头角。它代表着可再次生产的能源的未来,还为解决能源供应和环境问题提供了全新的可能性。《麻省理工科技评论》持续寻找全世界内氢能领域的“聪明公司”,官方申请入口:

  从行业来看,2021 年全球氢气需求超过 9400 万吨,而到 2030 年预计全球氢能需求将达到 1.8 亿吨,市场空间或将超过 1200 亿美元。根据国际能源署的报告,中国是目前全球最大的氢气消费国,需求量约占全球的 30%;美国、中东和欧洲分别占据全球 14%、12%、9% 的需求量。

  “绿氢”可以在一定程度上完成真正的零碳排放,还可以帮助风光水等可再次生产的能源实现大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能,是实现低碳转型的重要载体,预计其消费需求将持续增长。

  氢能产业链最重要的包含制氢、储运、加氢和应用四个环节。根据清华大学的研究,中国氢能相关技术已取得长足发展,但在氢气的制取、储运、应用等环节仍存在关键技术未被突破,与国外领先水平相比还有一定差距。

  (1)制氢环节,目前仍以化石能源和工业副产制氢为主流方式,随着未来技术的不断成熟和成本的下降,电解水制氢特别是 PEM 法电解水制氢有望成为主流的技术路线。电解水制氢主要有四种技术路径:碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、阴离子交换膜电解水制氢(AEM)和固体氧化物电解水制氢(SOEC)。

  其中,ALK 已经实现大规模应用,是目前使用最广泛的电解水制氢方式;而 PEM 凭借其在车规级氢能和可再次生产的能源等应用场景中的优势,研发进展较快,近些年已确定进入商业化早期;AEM 因耐久性、制造工艺等方面问题还未进入量产阶段;SOEC 同样未量产,目前处于基础材料的研发阶段。产业方面,化石燃料制氢主要有中国石油、东华能源等企业;而工业副产制氢则是由美锦能源、华昌化工等煤炭化工企业完成。

  电解水制氢因技术发展快,涌现一批优质企业。碱性路线有中科氢易、国富氢能、科力远、隆基绿能等;质子交换膜路线有科润新材料、玖昱科技、派瑞氢能、龙蟠科技等。以及发力固体氧化物路线的三环集团、思伟特等。

  目前市场上以高压气氢长管拖车为主(占比超 90%),中国在这一领域技术最成熟,因此应用最广;主要企业包括中集安瑞科、中国建材、中材科技等。液氢储运由于液化过程能耗高且储运容器需要超低温环镜等因素影响,仅用于航空及军事领域,未来或有望民用化;布局液氢储运的企业主要有中科富海、深冷股份等。固态储运氢有着安全、高密度等优点,是三种储运方式最优届,但因技术复杂度高,尚处于试验阶段;产业化方面,厚普清洁能源等公司在低压固态储氢有所布局。

  加氢站是氢能产业商业化发展的重要基础设施,其布局和数量决定了氢能产业终端应用的未来发展规模和渗透程度。加氢站建设成本高,主要是设备成本(占总成本的 70%),因此参与建设的主体主要以加氢站设备制造商、氢能源汽车及零件制造商为主,如京城机电、中国石化、富瑞特装等。截至 2023 年 4 月,中国已建成加氢站 301 座,虽然稳居世界第一,但是从氢能全产业链的同步发展来看,加氢站相较于上游制氢、下游氢燃料电池车的发展速度较慢。

  燃料电池即通过注入氢气等燃料使之发生氧化还原反应产生电流的装置,它具有发电效率高、环境污染小、能源利用率高等特点。氢燃料电池是氢能应用于交通领域的重要技术路线,由于氢燃料电池汽车造价高,加上加氢站覆盖率低,民众对其热情不高,因此其主要使用在在商用车和重型工程机械领域;如国鸿氢能的氢燃料电池重卡、福田智蓝新能源的氢燃料电池物流车以及昇辉科技的氢燃料电池客车等。中国的燃料电池发展仍处于初期阶段,核心技术尚未成熟,因此发展也呈现多元化的趋势。产业内企业在加强自主研发的同时,也通过投资、合作、直接引进等形式来实现技术升级,如亿华通、雄韬股份、国鸿氢能等企业。

  氢能面对市场存在部分组件本土化率低、产业链发展不平衡、标准化待完善等不足,仍然凭借其真正的零碳排放、可再生可持续等优势,得到了全世界内主要国家的重视。相信有着领域内聪明公司的协同创新,以及产业界持续的推动绿氢降本增效,氢能行业将得到长久的发展。

  自《麻省理工科技评论》成立之初,就一直关注那些正在颠覆现有格局并创造新的市场机会影响人类社会的技术,以及那些正在从实验室走向市场即将商业化的技术。在此基础上,也高度关注将这些技术落地,并用这些技术影响我们生活的聪明企业。

  这些推动技术商业化、支撑创新人才实现梦想的企业正是《麻省理工科技评论》寻找的“聪明公司”。自 2010 年起,《麻省理工科技评论》年年都会从全球科学技术公司中评选出“50 家聪明公司”(50 Smartest Companies,简称 TR50),以此洞见未来科技版图的构成。

  2018 年,“50 家聪明公司”正式落地中国,从中国视野和中国立场面向全球寻找和甄别那些可能会影响世界的聪明公司。在过去的三年里,《麻省理工科技评论》中国分别以“中国支点”(2019 年)、“中国聚力”(2020 年)和“中国引领”(2021 年)为概念完成评选。2023 年,我们将继续在可持续发展的基调下,在全球范围内寻找关注“In China、By China、For China”的新兴技术创新型商业力量。