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隨著人類應(yīng)對氣候危機(jī)愈發(fā)緊迫,能源轉(zhuǎn)型、“雙碳”發(fā)展逐漸步入深水區(qū),如何解決鋼鐵、化工等工業(yè)場景的降碳減排成了“必答題”。相關(guān)工業(yè)流程需要穩(wěn)定、高溫的熱源,較難通過電氣化完成替代,類似的還有交通領(lǐng)域的貨運、航運、航空等場景。

在求索“非電碳中和”的道路上,綠色氫能已有脫穎而出之勢,被普遍認(rèn)為是綠色能源體系中綠色電力的“最佳拍檔”,既能在交通、工業(yè)深度脫碳方面大展拳腳,同時也能在電力系統(tǒng)中承擔(dān)長時儲能的重任,解決風(fēng)電、光伏等新能源的隨機(jī)性、波動性、間歇性等問題。

但想要供應(yīng)穩(wěn)定、成本具有經(jīng)濟(jì)性的綠色氫能(與煤制氫平價),并不容易。在氫能光譜中,綠氫主要是指通過風(fēng)電、光伏等發(fā)出的綠電分解水得來的生產(chǎn)過程中無碳排的氫能。在這一制取流程中,除了綠電的來源,分解過程本身也十分重要,而這就要仰賴電解槽這一核心設(shè)備。

近年來,我國電解槽產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,不僅被視為新能源制造業(yè)領(lǐng)域的新風(fēng)口,也有分析稱其有望成為繼電動汽車、鋰電池和光伏產(chǎn)品這出口“新三樣”后的“第四樣”。

不過,在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中,電解槽也遭遇了產(chǎn)能過剩、內(nèi)卷等制造業(yè)常見的困境,根據(jù)中關(guān)村氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計,2024年我國電解槽裝備年產(chǎn)能已達(dá)47.7GW,占全球電解槽產(chǎn)能80%以上,但出貨量僅3.1GW,供需之間存在明顯不平衡,相關(guān)企業(yè)經(jīng)營也面臨較大壓力。近來,行業(yè)也在不斷討論如何通過技術(shù)創(chuàng)新破除內(nèi)卷,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,早日完成商業(yè)化落地。

氫羿能源是我國少數(shù)掌握全套PEM電解水技術(shù)的企業(yè)之一,公司創(chuàng)始人、董事長米萬良對筆者表示,所謂“內(nèi)卷”,既有好的一面,也有不好的一面,適當(dāng)“內(nèi)卷”能促使企業(yè)不斷創(chuàng)新、降本增效,但過度“內(nèi)卷”則會導(dǎo)致惡性競爭,破壞行業(yè)生態(tài)。在他看來,聚焦技術(shù)創(chuàng)新與差異化發(fā)展、加強(qiáng)生產(chǎn)成本控制、強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與合作,提升產(chǎn)品性能與品質(zhì)是推動行業(yè)健康發(fā)展的必經(jīng)之路。

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制氫系統(tǒng),圖片由氫羿能源提供

不過,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異、國際局勢劇烈變動的當(dāng)下,他也提示稱,氫能行業(yè)未來幾年會持續(xù)處于調(diào)整期,部分技術(shù)落后、成本高、競爭力不足的企業(yè)將面臨出清,在出海層面,隨著地緣政治與貿(mào)易風(fēng)險逐步加劇,我國企業(yè)也尤其需要在技術(shù)研發(fā)、成本把控、合規(guī)能力等多方面構(gòu)筑壁壘,爭取全球化競爭中的主動權(quán)。

雖然挑戰(zhàn)不少,但在米萬良看來,氫能潛力巨大,隨著技術(shù)進(jìn)步、成本降低和政策支持,商業(yè)化落地是必然的,他還預(yù)測稱,隨著上游風(fēng)光發(fā)電成本的降低,以及國家對電力市場交易的逐步推進(jìn),電解水制氫的電價有望進(jìn)一步降低,加之電解水制氫技術(shù)的進(jìn)步與設(shè)備投資的下降,在未來3-5年綠氫成本可能與灰氫成本相當(dāng)或持平。

以下是筆者與米萬良的交流實錄,經(jīng)編輯:

Q:近年來,“內(nèi)卷”引起了高度關(guān)注,尤其新能源領(lǐng)域,風(fēng)電、光伏、新型儲能均深受其擾,氫能領(lǐng)域也存在類似問題。您如何看待“內(nèi)卷”?

A我個人認(rèn)為“內(nèi)卷”既有好的一面,也有不好的一面。適當(dāng)?shù)摹皟?nèi)卷”能夠促使企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,提升產(chǎn)品性能和品質(zhì),降低生產(chǎn)成本。但是,過度的“內(nèi)卷”則可能導(dǎo)致企業(yè)間的惡性競爭,有些企業(yè)為了拿到市場訂單而一味追求低價、甚至低于成本價,而企業(yè)沒有一定的利潤就會導(dǎo)致技術(shù)創(chuàng)新方面的投入不足,容易陷入短期市場爭奪而忽視長期技術(shù)壁壘構(gòu)建,進(jìn)而導(dǎo)致市場上的產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,甚至造成整個行業(yè)技術(shù)停滯。

Q:您認(rèn)為應(yīng)該如何應(yīng)對“內(nèi)卷”?

A應(yīng)對“內(nèi)卷”方面,我認(rèn)為企業(yè)應(yīng)做好以下幾方面:

(1)技術(shù)創(chuàng)新與差異化發(fā)展:企業(yè)應(yīng)聚焦核心技術(shù)研發(fā),通過技術(shù)創(chuàng)新解決目前存在的問題(例如降低PEM電解槽的貴金屬用量等),提供更具性價比的產(chǎn)品和解決方案,以區(qū)別于競爭對手;

(2)生產(chǎn)成本控制:企業(yè)應(yīng)通過優(yōu)化生產(chǎn)流程,合理采購原材料,提高資源利用效率,降低生產(chǎn)成本;

(3)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與合作:加強(qiáng)與上下游企業(yè)的合作,形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng),構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),共同推動氫能技術(shù)的示范應(yīng)用與推廣,一起努力把“蛋糕”做大。

Q:您對行業(yè)未來幾年的趨勢有何判斷?

A未來幾年,隨著市場競爭加劇和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高,氫能將進(jìn)入調(diào)整期。受訂單增長不及預(yù)期、市場對技術(shù)要求提高以及成本控制能力差距等因素影響,部分技術(shù)落后、成本高、競爭力不足的企業(yè)將會面臨出清。但同時,這也促使行業(yè)資源向技術(shù)實力強(qiáng)、成本控制優(yōu)、項目經(jīng)驗豐富的企業(yè)集中,有利于推動行業(yè)的健康發(fā)展。

長遠(yuǎn)來看,全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨笕詴掷m(xù)增加,再加之“雙碳”目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn),這些都構(gòu)成了氫能需求增長的“基本盤”。特別是在交通、電力、工業(yè)等領(lǐng)域,氫能技術(shù)的應(yīng)用潛力巨大,預(yù)計未來幾年氫能市場規(guī)模將不斷擴(kuò)大:

(1)交通領(lǐng)域:氫燃料電池汽車在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊,政策不斷向之傾斜,多省市實施了氫能車輛高速免費,加氫站數(shù)量也逐步增多;

(2)電力領(lǐng)域:風(fēng)光氫儲一體化模式通過制氫設(shè)備的靈活調(diào)節(jié)能力能夠有效平抑風(fēng)光瞬時功率波動,實現(xiàn)大規(guī)模、長周期儲能,是解決風(fēng)光新能源的隨機(jī)性、波動性、間歇性問題的重要途徑;

(3)工業(yè)領(lǐng)域:鋼鐵、化工、建材等領(lǐng)域?qū)㈥懤m(xù)納入碳市場,工業(yè)領(lǐng)域的脫碳勢在必行,氫氣(尤其是綠氫)在鋼鐵、化工等行業(yè)的原料替代應(yīng)用將加速,推動工業(yè)脫碳。

我個人認(rèn)為,隨著技術(shù)進(jìn)步、成本降低和政策支持,氫能的商業(yè)化落地是必然的。隨著上游風(fēng)光發(fā)電成本的降低,以及國家對電力市場交易的逐步推進(jìn),電解水制氫的電價有望進(jìn)一步降低,加之電解水制氫技術(shù)的進(jìn)步與設(shè)備投資的下降,未來3-5年綠氫成本可能與灰氫成本相當(dāng)或持平。同時,儲運、燃料電池等氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)將更加完善,形成更加緊密的協(xié)同合作機(jī)制,氫能應(yīng)用場景不斷擴(kuò)大,未來將有更多項目落地實施,也將有更多項目實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán),從而迎來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天。

Q:電解槽也是氫能行業(yè)競爭最激烈的領(lǐng)域之一,您認(rèn)為哪類企業(yè)能夠脫穎而出?

A在氫能行業(yè)中,電解槽作為制氫核心設(shè)備的競爭日趨白熱化,企業(yè)需在技術(shù)、成本、市場布局等多維度構(gòu)建核心競爭力。結(jié)合當(dāng)前行業(yè)動態(tài)和競爭格局,我個人認(rèn)為以下幾類企業(yè)能夠脫穎而出

(1)技術(shù)領(lǐng)先型:具備技術(shù)創(chuàng)新能力的企業(yè),它們在催化劑、隔膜、電解槽結(jié)構(gòu)等方面不斷推出新技術(shù),產(chǎn)品性能指標(biāo)不斷提升,技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先的地位;

(2)產(chǎn)業(yè)鏈整合型:具備全產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合能力的企業(yè),它們幾乎掌握從基礎(chǔ)材料、零部件到電解槽的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù),不太受制于某項核心技術(shù)被“卡脖子”;

(3)成本控制型:具備規(guī)?;a(chǎn)與成本控制能力的企業(yè),它們通過產(chǎn)線自動化、供應(yīng)鏈優(yōu)化等方法顯著降低產(chǎn)品成本,在成本上具有明顯的優(yōu)勢;

(4)市場開拓型:具備強(qiáng)有力的市場開拓能力的企業(yè),它們通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同、依托集團(tuán)內(nèi)部資源、產(chǎn)業(yè)本土化等各種方法爭奪市場。

Q:氫羿能源目前發(fā)力重點在哪方面?具備哪些優(yōu)勢?

A:氫羿能源目前發(fā)力重點在技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新、產(chǎn)品降本增效方面:

(1)技術(shù)研發(fā)方面,在PEM電解槽的催化材料、膜電極到電解槽設(shè)計與組堆、系統(tǒng)智能化集成的全鏈條技術(shù)布局,自主研發(fā)的低貴金屬催化劑,銥含量低至60%,電解槽單槽最大產(chǎn)氫量可達(dá)600Nm3/h,膜電極性能可達(dá)4A/cm2@1.817V@80mm,高差壓電解槽的氫氧側(cè)壓差在全生命周期可保持在3.2MPa,24小時泄露率小于0.01%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn),指標(biāo)屬于國內(nèi)第一梯隊,自主開發(fā)的BOP成套系統(tǒng),一鍵啟動、故障診斷、多重安全聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計,等壓差壓靈活切換,可以為用戶提供交鑰匙工程。

(2)成本控制方面,通過采用自主研發(fā)的全新低貴金屬催化劑、高電密膜電極、獨特的雙極板加工處理技術(shù)、電解槽新型設(shè)計結(jié)構(gòu),所產(chǎn)電解槽在同等性能下成本控制可達(dá)行業(yè)內(nèi)最低水平。

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600標(biāo)方電解槽,圖片由氫羿能源提供

Q:隨著“大出?!睍r代的到來,電解槽領(lǐng)域也掀起了“出海潮”,您如何看待這一趨勢?

A我個人認(rèn)為電解槽的“出海潮”既有機(jī)遇又有挑戰(zhàn)。

目前,國內(nèi)電解槽產(chǎn)能在短期內(nèi)已遠(yuǎn)超需求,產(chǎn)能過剩問題突出。隨著全球?qū)?a class="keyword-search" >清潔能源的需求增加和各國綠氫戰(zhàn)略的推進(jìn),電解槽作為綠氫生產(chǎn)的核心設(shè)備,全球市場需求快速增長。我國電解槽企業(yè)憑借技術(shù)和價格優(yōu)勢,在國際市場上具備較強(qiáng)的競爭力,同時也為避開國內(nèi)紅海競爭,轉(zhuǎn)向海外高附加值市場,出海成為必然趨勢。雖然市場潛力巨大,但我國電解槽企業(yè)在出海過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn),如國際認(rèn)證、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、售后服務(wù)等方面的要求較高,需要企業(yè)不斷提升自身實力和品牌信譽。

此外,近些年,地緣政治與地方保護(hù)政策風(fēng)險逐步加劇,例如歐盟通過補貼限制(如要求生產(chǎn)環(huán)節(jié)本土化)試圖遏制我國電解槽產(chǎn)品的出口。因此,我國企業(yè)需在技術(shù)研發(fā)、成本把控、合規(guī)能力等多方面構(gòu)筑壁壘,才能在全球化競爭中占據(jù)主動權(quán)。

Q:公司在出海方面有何規(guī)劃?哪些區(qū)域市場最值得關(guān)注?

A:氫羿能源從成立之初就非常關(guān)注海外市場,一方面,通過各類國際展會以及學(xué)術(shù)會議,與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、政府建立合作關(guān)系;另一方面,通過多渠道代理商途徑,進(jìn)行產(chǎn)品銷售。

目前,公司比較關(guān)注以下地區(qū)市場

(1)中東:該地區(qū)擁有豐富的太陽能和風(fēng)能資源,地理位置優(yōu)越,便于向歐洲等市場出口綠氫。沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋等國家正在積極布局綠氫產(chǎn)業(yè);

(2)東南亞:該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,對清潔能源的需求不斷增加,同時具備較好的可再生能源資源條件,適合發(fā)展綠氫項目,未來市場前景廣闊;

(3)歐洲:歐洲是全球綠氫發(fā)展的領(lǐng)先地區(qū),伴隨俄烏沖突影響,多個國家有明確的綠氫發(fā)展目標(biāo)和政策支持,對電解槽的需求持續(xù)增長,市場潛力巨大。

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米萬良參加國際可再生能源署(IRENA)國際會議

Q:您認(rèn)為氫能產(chǎn)業(yè)目前面臨哪些瓶頸?如何實現(xiàn)突破?

A氫能產(chǎn)業(yè)作為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵領(lǐng)域,盡管發(fā)展迅速,但仍面臨一些瓶頸問題:

(1)技術(shù)瓶頸:氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)仍存在關(guān)鍵技術(shù)難題:電解水制氫技術(shù)與可再生能源發(fā)電的適配性有待提升,真正的離網(wǎng)型制氫技術(shù)尚需突破,部分電解水制氫設(shè)備的關(guān)鍵材料(如質(zhì)子交換膜)依賴進(jìn)口或尚不成熟(如陰離子交換膜),高壓儲氫瓶關(guān)鍵零部件、加氫機(jī)的核心零部件依賴進(jìn)口;

(2)成本瓶頸:氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本普遍較高,限制了商業(yè)化推廣??稍偕茉粗茪涑杀径唐趦?nèi)難以大幅降低,同時氫儲運成本因能源供應(yīng)區(qū)與消費區(qū)的地理不匹配而進(jìn)一步增加。在應(yīng)用端,與國外先進(jìn)水平相比,我國在核心技術(shù)、產(chǎn)品性能等方面存在差距,導(dǎo)致整體成本較高。成本的高企,限制了當(dāng)前氫能技術(shù)的應(yīng)用和推廣;

(3)市場瓶頸:目前,氫能應(yīng)用場景單一,市場需求大部分集中于交通領(lǐng)域,但重卡等場景仍受成本制約難以推廣,工業(yè)領(lǐng)域綠氫替代灰氫的規(guī)?;瘧?yīng)用尚未鋪開;

(4)政策瓶頸:我國缺乏頂層設(shè)計和全國統(tǒng)一大市場規(guī)劃,部分政策在執(zhí)行過程中存在區(qū)域限制,例如制氫電價無法享受一些優(yōu)惠政策,各省市的氫能高速示范補貼政策未完全打通,限制了氫能在重卡領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

針對這些瓶頸,我個人認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行突破:

(1)技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)加大研發(fā)投入,突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。例如,研發(fā)降低銥基金屬載量的新型催化劑、質(zhì)子交換膜等材料,提高電解槽的性能和效率;重視儲運技術(shù)的創(chuàng)新,研發(fā)70MPa高壓儲罐、液氫泵等設(shè)備,提高儲運效率;

(2)成本降低通過技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模化生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、國產(chǎn)化率提升,降低設(shè)備投資、運營成本,從而帶動制氫、儲運和應(yīng)用全流程各環(huán)節(jié)成本的降低。例如,鼓勵企業(yè)在棄風(fēng)棄光嚴(yán)重區(qū)域建設(shè) “風(fēng)光制氫+儲運+應(yīng)用”一體化項目,降低綜合成本;

(3)場景拓展結(jié)合碳交易市場,開拓高價值、高脫碳效果的應(yīng)用場景,例如在鋼鐵行業(yè)推廣氫冶金代替現(xiàn)有高爐工藝,在化工行業(yè)推進(jìn)綠氨、綠色甲醇合成,替代化石原料生產(chǎn)工藝。

(4)政策引導(dǎo):政府應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計,確保政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性,建立國家層面的氫能補貼統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制,打破區(qū)域限制,促進(jìn)氫能的跨區(qū)域應(yīng)用。例如,對綠氫項目實行可再生能源電力免收過網(wǎng)費,并納入綠色金融支持范圍;多省市的氫能高速免費政策聯(lián)動,突破氫能重卡推廣的地域限制。

通過各個瓶頸問題的突破,氫能產(chǎn)業(yè)必將迎來快速發(fā)展的春天。

Q:您對未來的能源體系有何設(shè)想?在這種設(shè)想中,與目前的能源體系最本質(zhì)的區(qū)別是什么?

A作為氫能行業(yè)的實踐者,我們對未來能源體系的構(gòu)想是結(jié)構(gòu)多元化、電氫協(xié)同化、系統(tǒng)智能化

(1)未來能源體系將擺脫對傳統(tǒng)化石能源的過度依賴,形成以可再生能源為主體,氫能、核能等多種清潔能源共同發(fā)展的多元化格局??稍偕茉慈缣柲?、風(fēng)能等將通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)更高效的轉(zhuǎn)化與存儲,為社會提供穩(wěn)定能源供應(yīng);氫能作為二次能源,在儲能、交通、工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,發(fā)揮其作為能源載體和儲能介質(zhì)的優(yōu)勢,促進(jìn)能源系統(tǒng)的靈活性與高效性;

(2)在終端能源消費領(lǐng)域,電氣化水平將不斷提高,如電動汽車、電采暖等技術(shù)的廣泛應(yīng)用;氫能在特定領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸擴(kuò)大,如氫燃料電池汽車、氫冶金等電氫協(xié)同發(fā)展的模式,將根據(jù)不同的應(yīng)用場景和能源需求特點,實現(xiàn)電能與氫能的優(yōu)勢互補,提高終端能源利用效率和靈活性;

(3)借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),能源系統(tǒng)將實現(xiàn)智能化管理與運行。智能電網(wǎng)與智能氣網(wǎng)深度融合,實時監(jiān)測能源生產(chǎn)、傳輸、存儲和消費等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),通過智能調(diào)度與優(yōu)化控制,提高能源利用效率,增強(qiáng)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時,智能化的能源系統(tǒng)將更好地適應(yīng)分布式能源的發(fā)展,減少集中式能源生產(chǎn)與遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膲毫Α?/p>

上述設(shè)想的能源體系與當(dāng)前能源體系最本質(zhì)的區(qū)別在于:從“碳基能源消耗”向“電氫協(xié)同”轉(zhuǎn)變。目前能源體系主要依賴于煤炭、石油和天然氣等化石能源,存在不可再生、碳排放高等問題,導(dǎo)致我國能源安全與環(huán)境可持續(xù)性面臨挑戰(zhàn)。而未來能源體系將以可再生能源、氫能等清潔能源為核心,實現(xiàn)能源來源的可持續(xù)性和低碳化,從根本上解決我國化石能源匱乏和氣候變化等問題,為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供長期穩(wěn)定的能源保障。(本文首發(fā)鈦媒體APP,作者|胡珈萌,編輯|劉洋雪