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燃料电池产业:2020年是方向年,2021年是起跑年

日期:2021-01-09    来源:产业观察者  作者:郑贤玲

能源资讯中心

2021
01/09
09:08
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关键词: 氢能产业 燃料电池 燃料电池汽车 燃料电池客车

2020:明确氢能方向  平淡而不平凡

中国氢能产业到现在都是由燃料电池企业来主导的,2020年的焦点已然集中在燃料电池的电堆、系统以及核心材料和膜电极、双极板、催化剂、质子交换膜等关键零部件上。

如果按照传统的销量来统计的话,2020年燃料电池行业并不是一个光鲜的年份,2020年1-11月份国内燃料电池汽车销量为1288辆,其中燃料电池客车销量为1151辆,燃料电池专用车销量为137辆;1-11月合计装机量约为53.6MW,同比下降5%。

不过,这一年却是中国燃料电池产业重要的转折年:

(1)政策目标更加清晰  氢能身份得以正名

2020年4月,能源局 《中华人民共和国能源法 (征求意见稿)》将氢列为“能源”范畴,这意味着,氢的身份从“危险品”变成了能源,给了氢能合法的身份。

这既是对氢的正名,也是对这个我们身边广泛存在的第一元素的重新认知。

2020年9月21日,财政部、工信部、科技部、发改委、能源局 《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,中央财政采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。这项堪比2009年电动汽车“十城千辆”的鼓励政策引起了市场的强烈反响,全国22个地区申报了“示范城市”,为了获得更多“示范城市”的订单,产业链上的企业开启了多地布局和应用场景的探索。

2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了我国2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。这个目标的实现为氢能提供了良好的发展机会,传统能源企业将氢能作为转型升级的方向,纷纷进入到氢能产业。

(2)核心配套国产化  燃料电池成本预期大幅下降

中国的氢能是从燃料电池系统和电堆开始的,过去这个行业大家比较熟悉的主要是重塑科技、亿华通、潍柴动力、上海捷氢、新源动力、江苏清能、上海攀业、广东国鸿、北京氢璞等燃料电池和电堆企业,核心零部件主要依赖进口。

2020年理工氢电、鸿基创能、亿氢科技、泰极动力等膜电极企业进入投资人的视野,催化剂企业上海济平、质子交换膜企业东岳氢能等核心零部件企业进入小批量供货或测试阶段,这些企业都拥有在全球氢能行业最优秀的科学家,中国燃料电池国产化配套条件有了巨大的改善,零部件及系统成本大幅下降。

2015年-2016年国鸿氢能刚刚引进9SSL的时候,同时引进的系统价格高达30000元/kW,到2020年末,随着公司自主知识产权电堆鸿芯系列推向市场,市场上的电堆已经进入了每千瓦几千元的阶段,系统已经进入了6000/kW以下。

Gore的交换膜从两、三年以前的400-500美元/m2,现在已经到100-200美元/m2的级别,碳纸从100多欧元/m2快速进入到50甚至40美元/m2。

这样的结果是,电堆企业有勇气报出1999元/kW、1699元/kW甚至是1199元/kW的价格。

(3)资本市场表现亮眼 资金涌入氢能产业链

如果说2020年资本市场最大的行情是什么的话,回答一定是新能源及新能源汽车,这一年特斯拉股价超过了丰田、蔚来市值超过了宝马、宁德时代估值超过了8000亿元,超过康明斯市值三倍多!

如果说锂电是因为进入产销放量的确定性阶段而上涨的话,那么燃料电池则是因为各国出台氢能规划而表现出良好的预期,国外巴拉德动力系统从年初的20多美元,年末股价达到73.8美元,上涨三倍多;普拉格能源更是从年初的3美元左右涨到了34美元,股价上涨了十倍。

8月10日,国内第一家独立的燃料电池企业亿华通在科创板上市,股价最高突破200亿元。8月10日上市发行价76.65元到12月31日收盘股价为272.33元。

2019年上半年国内资本市场燃料电池概念股如美锦能源、雄韬股份、雪人股份、大洋电机等曾有一波波澜壮阔的上涨,我们注意到本次氢能股价的上涨与2019年氢能概念的表现不同,市场更加倾向于有明确行业地位的上市公司,对行业地位不太清晰,仅仅是作为财务投资人持有氢能企业股份的上市公司兴趣已经不大。

氢能领域更加活跃的是一级和一级半市场融资,目前国内主要的燃料电池及核心配套件企业、以及氢能供给端基础建设企业重塑科技、国鸿氢能、国富氢能、北京氢璞、东岳氢能、喜马拉雅等都拿到了风险投资的资金。

氢能融资从民营资本蔓延至国有企业及央企,2019年7月,中国石化资本即通过战略投资重塑科技布局燃料电池。2020年大型国企和央企在氢能领域的布局或对氢能项目的融资愈加活跃。

东风集团于2020年10月13日正式递交创业板IPO申请,拟公开发行不超过9.57亿股,预计的融资金额为210.33亿元,其中13亿元将用于氢燃料电池研发项目,该项目总投资达41亿元,主要内容为开发覆盖中高功率需求的氢燃料电池核心产品及关键零部件。

2020年10月29日,国家电投出资1.92亿元入股上海舜华,占33.8%的股份。

2020年12月25日,潍柴动力公告将非公开发行股票拟融资130亿元,其中20亿元用于加速燃料电池产业链的研发能力和制造能力提升。

(4)应用不局限于车辆 燃料电池多领域拓展

国内对燃料电池的鼓励主要集中在商用车上,不过市场对氢能的探索不仅仅是车用燃料电池,无人机、物流叉车和船舶都成为探索的领域。

2020年7月3日,天津临港控股旗下高新公司与北京氢璞创能和天津新氢动力签订三方合作协议,在氢燃料电池叉车等领域展开深度合作。2020-2024年,高新公司将先后从新氢动力采购其自主研发制造的氢燃料电池叉车动力系统2000套,并负责在天津港保税区内进行应用推广,提供氢燃料电池叉车应用场景。

2020年年底,舟山市人民政府办公室关于加快培育舟山市氢能产业发展的指导意见,以制氢、储氢、运氢及氢燃料电池、发电供热应用装备、关键零部件制造为基础,以船舶、海洋运输、港口物流、海岛综合能源、氢能交易等方面海洋氢能示范应用为特色,探索打造氢能海上供应链,建设氢能海洋应用示范城市——“海上氢岛”。计划到2025年基本形成较为完备的氢能装备产业化能力,建设氢能海洋应用示范试点。氢能产业年产值突破50亿元;建成5座以上固定式加氢站(包括综合供能站);示范运行氢能公交车50辆以上;氢能领域规模以上企业数量突破30家;新建或改造船舶100艘以上。

工程机械也是排放大户,近期,三一重工、中联重科等工程机械主机也开始装配燃料电池发动机,工程机械作业项目具有阶段性集中特点,比较适合撬装式加氢站。

2021:产销上量  行业将上演能源渠道争夺战

(1)示范城市落地  燃料电池产业链放量

2020年的“平凡”其实是补贴政策的落地期的等待所致,实际方向已经非常明确,各地发展氢能的积极性非常高,全国有22个省市参与了921“以奖代补”“示范城市群”的申报。在22个申报区域中,真正从主观和客观上都比较适合率先发展氢能的大概有八九个省市,但先后传出的结果有两个版本:

第一个版本是上海城市示范区、北京城市示范区、广东城市示范区、河南城市示范区和河北城市示范区;

第二个版本是上海牵头的长三角示范区、北京牵头的京津冀示范区、佛山牵头的粤港澳大湾区示范区。

但实际上,自2017年-2020年22个省市已经陆续发布了105个关于鼓励燃料电池产业发展的文件,其中2020年有19个省市累计发布了55个文件,超过前三年的总和,2020年可谓是暗潮涌动。

其中广东省20个,江苏省、山东省10个,浙江省8个,上海市、山西省7个,湖北省、天津市6个,也是目前申报最积极的省份。

政策类型包括发展规划、发展政策、加氢站管理办法及补贴政策等,其中氢能/燃料电池汽车发展规划类最多,累计63个,发展政策类14个,加氢站管理办法类12个,补贴政策类10个,其他6个。各地制定了未来五年的加氢站和车辆的目标。

主要城市的氢能规划

图片数据来源:香橙会

预计2021年春节前后“以奖代补”示范城市群将会落地,示范城市将获17亿的国补,配套省市两级补贴,未来几年燃料电池产业将获得几百个亿的补贴,而政府补贴其实只是启动产业发展的杠杆,更多的资金将来自资本市场,预计未来几年将是氢能企业上市的高峰。

目前,重塑科技、国鸿氢能、东岳氢能、国富氢能都进入上市前的准备,预计到2021年将有2-3家氢能公司上市,大量的资金涌入燃料电池产业链,预计燃料电池汽车产量将超过一万台。实际上,2020年前几个月被压抑的销量已经在最后两个月开始释放:2020年11月国内燃料电池汽车销量为163辆,同比增长92%;11月份氢燃料电池装机量约为9.2MW,同比增长1083%;进入12月苏州金龙向宝武集团一次性交付60辆42吨氢燃料半挂车……

靴子落地,对于准备发展燃料电池产业的企业和地方政府来说,无论是否拿到国补都不会再等待。

(2)资金将流向上游气源

如果说燃料电池应用端对应的是汽车、叉车、工程机械、船舶、无人机、热电联产等交通及工程设备,燃料电池对应的是发动机、电动机等动力及分布式发电市场,那么,氢气对应的就是巨大的油气能源市场。

“以奖代补”对氢的指导价格是35元/kg,目前国内在运行的车辆以及各燃料电池企业生产台架试验用的氢气大部分都是灰氢,但各地、各加氢站氢气的成本其实相差很大。

部分在运行的加氢站气体价格

数据来源:根据调研整理

有差价就有生意,各地气体成本不同将吸引大量资金进入气体贸易。氢气当然不是简单的买卖,有制氢、储运氢和加氢三个环节。

在制氢环节,副产氢需要提纯设备,蓝氢需要裂解设备,绿氢则需要电解水设备。冶金、能源、化工企业资源丰富,积极性也比较高,而民营和外资企业在电解水领域已经有布局;

储运氢环节,近期以高压管束运输为主,中集安瑞科、河北新兴、中材国际、国富氢能等企业都具备高压储运氢的能力,但中科富海、航天101所、国富氢能、鸿达兴业都在研发液氢储运氢项目;

加氢站德国林德、法液空、美国AP、国富氢能、上海舜华承担了国内大部分加氢站的工程。但显然,AP、法液空和林德不仅仅是工程单位,他们对上游气体以及加氢站的运营有更大的兴趣。

早期投资燃料电池端的美锦能源已经开始在气体及运营端布局:制氢方面,7米65的焦炉投入生产,配套的制氢项目也已经开工,第一期是2000标方/小时,一年可以产近1600吨的高纯氢;二期竣工后可以形成1万标方/小时,即年产7800吨的高纯氢;三期规划将形成2万标方/小时的高纯氢,年产达到1.5万吨的高纯氢。

(3)能源争夺战目标在渠道

按照中国氢能白皮书发展规划,2030年中国氢燃料车将达到100万辆,加氢站达到1000座。但预计届时加氢站将远超1000座的规划,而且,2021年就将看到加氢站加速建设的场景,这样的判断源自我们对能源发展趋势的理解。

人类能源经历了从固体到液体、从液体到气体的几次大的革命,现在我们可以把可再生能源和氢气看作是能源的气体时代,这也是一个电气化的时代。

那么问题来了,即将到来的“气体能源时代”与过往最大的不同是摆脱了资源约束,也就是无论是锂电依赖的电力系统还是燃料电池的氢气系统都将打破原有的资源垄断格局,太阳能、风能、氢,这些世界上分布最多的能源完全不受三桶油的约束。所以,这可能彻底改变能源企业的命运。我们看到,纯电动几乎是一条完全脱离传统油气能源轨道的电气化发展路径,给油气行业带来巨大压力。

不过,燃料电池相比锂电更进一步摆脱了资源约束,却没有完全脱离传统能源的轨道,一方面传统化石能源如煤炭、天然气都可以用来制氢,另一方面,如果在加油站建油氢混合站将大大节省燃料电池基础建设的成本。今年以来,一些国际能源巨头纷纷发布未来在可再生领域的规划,道达尔、BP、PKN、Galp Energía、杜克能源、Endesa、NTT等巨头发布了近600GW的新能源装机容量,投资计划总额超过千亿美元。只是,在氢能领域传统油气能源依然要面对打破资源垄断的压力。

第一个压力来自气体时代的三大气体公司:德国林德、美国AP、法液空

气体公司的核心技术是空分设备,他们氢能产业链的上游制取和中游储运加环节均具备成熟的技术以及产业化能力,涵盖透平膨胀机、长管、高压气氢储罐、低温液氢储罐、液氢泵和加氢机等设备。

林德全球目前正在运营加氢站的近1/4、大约180多座加氢站为林德公司所有;

美国AP目前在全球参与建设的加氢站数量上位列第一。截止2019年底,全球434座加氢站中,AP参与建设了250座,而且还运营着全球最长单体氢气管道,长达960km,为沿途50多家工业、企业提供氢气。在氢气管道总里程上,法液空目前位列第一,长达1850km。

三大气体公司氢能产业比较

目前,三家气体公司已经全面进入中国,借助与国内企业的合作布局中国氢能市场,这不是一个局部市场,如果我们确定氢能代表未来,就意味着三大气体公司将从技术上控制交通能源市场,其中AP公司已经在长三角、珠三角和京津冀实施全面布局。

近年来三大气体公司在中国的布局

第二大压力来自国内国产业链营运公司进入上游能源行业

加气站是让车跑起来的必选项,各地在申报材料中都列出了未来几年加氢站的规划,按照目前的规划,到2030年全国加氢站刚好差不多1000座左右。

各地加氢站建设计划

目前已建成的加氢站基本上是地方政府和当地氢能企业规划的,大部分都有政府补贴,燃料电池或车企控股的模式。

如果说起初的加氢站是为了服务于燃料电池汽车,那么当预期规模起来加氢站就变成了能源的渠道资源。一些民营资本雄心勃勃要进入上游气源和加氢站,如美锦能源通过产业园的建设和燃料电池示范项目的合作,将在全国各地陆续开建的加氢站,包括在山西、青岛、广东、浙江都有新建的加氢站、在建和已经运营的加氢站规划有100座;其中美锦与河钢合作,4年内要推广不低于4000辆的商用车,而且要建设不低于30座加氢站。

鸿达兴业、嘉化能源都有布局加氢站的规划,他们都不再是只是服务于自己的产品运行需求。

国内部分加氢站及运营情况

资料来源:王坤华《研讨会论文荐读:加氢站建设及运营研究》

一个强烈的感觉是,未来一段时间是新能源汽车基础建设的高峰,充电桩与加氢站一定会暗自较量,加速扩张。虽然做氢能的很多人都说,燃料电池更加适合商用汽车,锂电更适合乘用车,一副井水不犯河水的样子,但事实纯电动与燃料电池的竞争远远没有大家想象的那样简单。

实际上,新能源的发展打破了资源约束也打破了原有的资源垄断系统,三桶油或国际油气公司目前最大优势是可以发挥存量资源和规模采购的话语权优势,建设油氢或气氢混合站来降低土地和采购成本。全国有10万多座加油站,如果三桶油现阶段不利用自己的成本优势,加油站同时遭遇锂电和氢电的消解,经营效益会变得每况愈下,如果能够利用加油站的便利条件,则可以平衡混合站的工作效率,反倒成为优势。

外供氢高压氢气加氢站建设成本组成

资料来源:王坤华《研讨会论文荐读:加氢站建设及运营研究》

所以,我们预期未来一段时间,传统油气企业将与国外气体公司和国内新增加车企或燃料电池企业争夺氢气能源渠道,这场能源渠道的争夺战将大大推动氢能产业基础建设,加氢站的速度可能远远高于地方政府的规划与市场的预期。

如果说2020年是确定氢能/燃料电池产业发展方向的一年,那么,2021将是氢能/燃料电池产业进入起跑的一年……

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