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氢风起粤:广东氢能发展“绿”意盎然

2024-8-23 来源:广东省省情调查研究中心

  氢能正成为各地新能源发展的重要内容。但氢能的生产过程,并不全是“绿色”。按照制备来源、制备方式及制备过程中对于环境影响,氢气可以分为灰氢、蓝氢、绿氢三大类。“绿氢”是重点发展的方向。

灰氢、蓝氢与绿氢是什么?

  灰氢,系指通过燃烧化石燃料产生的氢气,成本较低,为当前主流技术路线,但是制氢过程中会产生大量二氧化碳等温室气体。

  蓝氢,主要指用天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成的氢气,虽然天然气同属化石燃料,在制备氢气时也会产生温室气体,但因其生产过程中使用了碳捕捉、利用与储存(CCUS)等先进技术,将制备过程中排放的二氧化碳等温室气体进行捕获、利用和封存,减轻了对地球环境的影响,从而实现低排放制氢。

  绿氢,系指利用太阳能、风能等可再生能源发电制取的氢气,因其生产过程中基本不产生温室气体,被称为最清洁的氢气。

图表1:灰氢、蓝氢和灰氢的区别

  当前,全球制氢技术的主流选择是化石能源制氢,也就是灰氢。主要原因是化石能源制氢的成本较低。其中,天然气制氢因清洁性较好、效率高、成本较低成为全球氢源的主要选择,由清洁能源制备的绿氢占比极少(电解水制氢约占0.04%)。据IEA统计,2022年,全球氢气制备规模中,62%来自天然气制氢、19%来自煤制氢、18%来自工业副产制氢。

  我国能源结构为“富煤少气”,煤制氢成本要低于天然气制氢,因此,虽然我国同样以化石能源制氢为主,但是煤制氢的占比最高,达到62%,其次为工业副产制氢(占比19%)和天然气制氢(占比18.1%)。

图表2:全球制氢结构占比

数据来源:IEA、中国煤炭工业协会

图表3:我国制氢结构占比

数据来源:IEA、中国煤炭工业协会

  但随着全球对于减少碳排放的关注不断加深,蓝氢和绿氢因对环境更加友好而受到越来越多的重视。其中,绿氢被视为实现可持续发展能源战略的关键,因为绿氢提供了一种完全清洁的能源生产方式。目前困绕绿氢发展的,就是生产成本相对较高、技术挑战和基础设施建设更为复杂。

 

  当前,我国氢能产业目前正加快对电解水制氢、生物质制氢、太阳能制氢、核能制氢等非化石能源制氢技术的研发突破,力求推动氢能产业绿色发展。

 

广东制氢:绿氢占优

  与全国氢气制备62%为煤制氢不同,广东以电解水制氢、生物制氢等绿氢制备占据优势地位,其他多种制氢类型并存。在广东的氢能产业上游企业中,电解水制氢企业的数量最多,占比达23%,其他主要的制氢类型企业包括工业副产制氢、生物制氢、煤制氢、天然气制氢、甲醇裂解制氢等。

  广东在绿氢上发力,主要是因为广东“缺煤、少油、乏气”,存在一次能源相对匮乏,水能资源基本开发完毕,风电、光伏等可再生能源仍未达到规模开发利用的水平,工业副产制氢的资源也较少等情况,这让更多的广东企业转向电解水制氢等绿氢制备赛道。

图表4:广东制氢企业类型分布

数据来源:上奇产业通

  同时,广东在电解水制氢装备的生产领域也占据领先地位,并拥有各类氢能装备制造企业,包括工业副产氢装备制造企业、电解水制氢膜电极生产企业、生物制氢设备企业、天然气制氢装备供应商等,初步形成多元化的氢能装备产业集群。

  广东正积极推进绿氢制备技术的研发突破,并通过优先发展绿氢产业,拓展可再生能源的开发潜力,促进氢能产业链的构建和完善,带动相关的装备生产制造、储运技术和氢能应用场景的创新发展,以此推动形成新的经济增长点。

广东形成促进绿氢技术发展的政策体系

  广东氢能产业起步较早,围绕氢能“制、储、输、用”全产业链,已初步形成产业集聚发展态势。

  为了推动氢能产业的发展,广东先后出台了《广东省加快氢能产业创新发展的意见》等一系列政策文件,鼓励“开展可再生能源制氢示范,加强关键技术研发”等。《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》也规划了绿氢供给渠道的拓展和如何降低使用成本。

  部分地市在各自出台的氢能发展政策文件中,也关注绿氢制备等内容。

  例如,在《广州市氢能基础设施发展规划(2021-2030年)》中,明确提出广州推荐采用低碳环保的制氢技术,清洁能源制氢等,鼓励新能源制氢项目实施,包括利用弃电、弃风、弃光、弃水制氢,积极发展谷电电解水制氢等,并允许在加氢站内电解水制氢,以推动氢能发展从源头上实现减碳排放。在《广州市关于加快推动氢能产业高质量发展的若干措施(征求意见稿)》中,提出了“允许在化工园区外建设电解水、生物质气化与裂解、天然气重整等制氢项目,发电厂利用低谷时段富余发电能力电解水制氢项目和富余蒸汽热解制氢项目,且不需取得危险化学品安全生产许可”等有利于绿氢发展的举措。

  在《深圳市氢能产业发展规划(2021—2025年)》中,强调要“开展绿色高效、低成本、大规模制氢技术攻关”“进一步提高电解水制氢技术水平及转换效率,逐步降低制氢成本,积极利用可再生能源光伏、谷电开展分布式现场制氢,提升绿氢供给比重”等。

  佛山在《佛山市能源发展“十四五”规划》中提出,致力于构建氢能供应体系,推动清洁能源制氢,并加强氢能核心技术攻关。

图表5:近年广东省及部分城市的主要氢能政策

数据来源:全网收集整理

广东氢能产业在珠三角聚集

  广东的氢能企业主要集中在珠三角地区,截至2024年7月底,超70%的氢能企业集中在广州、深圳、佛山三市。

  广州在氢能产业的上中下游全链条均有布局,聚集了80多家主要的氢能企业。

  深圳聚集了150多家氢能相关产业链企业,覆盖氢气制取、储运、加注、系统集成、应用产品、标准测试等产业环节。

  佛山聚集了超过150家氢能企业,已发展成为国内最具代表性的氢能产业发展集聚区之一,更是“燃料电池汽车示范应用广东城市群”的牵头城市,氢能推广应用数量和应用场景均走在全国前列。

  珠海等沿海地市也利用海上风电建设、光伏产业发展等优势,推动可再生能源制氢项目以及氢能供应基地的建设。

  在珠三角地区以外,如云浮等地市也正加快氢能产业发展,重点支持氢能关键零部件制造以及氢气储运应用等。

  整体而言,广东氢能产业发展,已形成以广州、深圳、佛山等珠三角地区地市为龙头,带动全产业链发展的格局。其中,广深佛三市主要以燃料电池技术创新和打造产业高地为引擎,联动东莞、中山、云浮等市的关键材料、技术及装备研发制造基地,依托东莞、珠海、阳江等市的氢源供应基地,逐步构建完善广东氢能产业集群。

  同时,广东正加快建设氢能产业园区,已布局仙湖氢谷、广东茂名氢能产业基地、广州国际氢能产业园、湾区氢谷、广东东莞“国青氢谷”、云浮氢能小镇、南沙氢燃料电池电源系统产业园、深圳国际氢能产业园、东华—中核零碳产业园等9大园区,推动氢能全产业链发展。



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