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我国气体同行在氢能领域的投资机会分析

来源:中投投资咨询网 2017-11-14 09:10中国投资咨询网 A-A+

  1、我们处在“氢经济”的“供应侧”。

  (1)制造

  地球上氢元素量非常丰富,但是几乎没有可直接利用的氢气分子,氢气可以通过不同的方法制取。目前,制备氢气的几种主要方式包括氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资料制氢(石油裂解水煤气法)和新型制氢方法(生物质、光化学等)。

图为氯碱制氢工艺原理图

  水煤气法制氢成本最低,适用规模大,但是二氧化碳排放量最高;石油和天然气蒸汽重整制氢的成本次之,但环保性不强;氯碱制氢工艺成本适中,且环保性能较好,生产的氢气纯度高;甲醇裂解和液氨裂解成本较氯碱制氢高50%左右,较化石资源制氢术前期投资低、能耗低;水电解法制氢成本最高,但碳排放量低,能量转化率高。

  在现阶段,选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢充分回收利用的路线,已经可以满足大量的下游燃料电池车运营的氢气需求,是现阶段最适合的制氢方式。目前适用于大规模制取燃料电池所使用的氢气原料,也是可实现度最高的氢气来源。在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。

  (2)回收和提纯利用

  除与氯碱行业联手做好氢气的充分利用外,煤化工、烷制烯烃等企业的大量驰放氢气回收提纯具备更大的潜力和空间。有些氢气使用单位,如果使用效率低,就可以考虑采用氢气回收带纯化装置来实现回收二次利用,达到节能增效的目的。如,把钢板加工过程中没有用完的剩余氢气进行收集,再集中回收,通过回收压缩机,进行储存,在到提纯装置进行二次纯化提纯,二次利用,这个是很关键的环节。

  (3)物流、传输

  图为在用压缩氢气长管拖车

  大规模氢气运输的方式包括三种:气氢拖车运输、气氢管道运输和液氢罐车运输。气氢拖车运输适合小规模、短距离运输情景;气氢管道运输适合大规模、短距离运输情景;液氢罐车运输适合长距离运输。气氢拖车满足现阶段的主要要求,是未来一段时间的主要运输方式;液氢罐车的运输能力是气氢拖车的十倍以上,还能配合大规模可再生能源或者核电的弃电,是燃料电池大规模部署后的氢气解决方案,是未来发展的重要方向,也是气体行业面临的巨大机遇。

  (4)分析检测

  不同品质的氢气可用于不同的领域,氢气分析检测的精度还直接关系到氢液化的可行性、安全性。我国气体分析仪器厂商和氢气制造厂商都应对分析检测予以足够重视。

  (5)液化

  图为T85液氢加注车,长途运输或短期贮存液氢

  液化储氢技术是将纯氢冷却到20 K,使之液化后装到“低温储罐”中储存。为了避免或减少蒸发损失,储罐做成真空绝热的双层壁不锈钢容器,两层壁之间除保持真空外还放置薄铝箔以防止辐射。该技术具有储氢密度高的优点,对于移动用途的燃料电池而言,具有十分诱人的应用前景。然而,由于氢的液化十分困难,导致液化成本较高;其次是对容器绝热要求高,使得液氢低温储罐体积约为液氮的2 倍,因此目前只有少数汽车公司推出的燃料电池汽车样车上采用该储氢技术。中国早在70年代就在研发用于火箭发射的液氢。老一辈气体科技工作者在这一领域取得过重大业绩。目前,国内也有气体企业在研究民用液氢的研发。

  (6)加注

  氢气加注与天然气加注原理相似,由于氢气的加注压力达到35MPa-70MPa,远高于天然气25MPa的压力,因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同,加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置TK16和TK25两种规格的加氢枪,最大加注流量分别为2kg/min和5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟,加注一辆公交车约需要10-15分钟。加氢站设施和加氢站建设、运营是中国气体同行面临的又一重大机会。

  (7)技术开发

  氢领域的技术开发,从制造到传输、到应用,有太多课题,是一片辽阔的“蓝海”。

  2、加氢站建设是我们行业布局可以考虑的重要内容。

  氢能产业基础设施是发展氢能的先决条件。

  众所周知,加氢站是为燃料电池车辆及其他氢能利用装置提供氢源的重要设施。氢能源、氢经济正被被广泛认同和积极推进。随着氢能源化的发展,全世界掀起一股兴建加氢站的风潮。截止到 2016 年 1 月,全球正在运营的加氢站达到 214 座。全球加氢站统 计报告称,2015 年全球新增 54 座加氢站,且欧美国家已形成初具规模的 加氢站供应链。许多国家正在计划加强对加氢站的支持,逐步推进加氢站 的建设。目前全球 214 座加氢站中,95 座位于欧洲,50 座位于北美,1 座在南 美,1 座位于澳大利亚,其他 67座在亚洲,其中 121 座对公众开放。

图为中国氢能产业基础设施发展技术路线图

  然而,我国加氢站只有 3座,在建或试用的约10座,且主要是为研发型及共示范性汽车提供加注服务,暂未实现全商业化运营,但随着我国科研、实业界和政府、公众对环境保护,能源效率的广泛关注和切实行动,加氢站作为氢能利用的基础设施,在近三年将会出现建设规模和速度的“突飞猛进”。

  3、因地制宜、相机而行,积极拥抱氢能事业。

  前文提到,我们气体行业在氢制造、回收提纯、物流传输、分析检测、液化、加注和技术开发等七个领域都有广阔的发展空间。当然,氢能利用是一个庞大、复杂的系统工程,必须循序渐进,相机而行,因地制宜,才能对接和拥抱氢能,一般而言,我们 可以从以下三方面着手:

  一是积极做好氢作为工业原料的经营。氢是工业气体的一种,本身有广阔的市场前景,广泛用于医药、电子、钢铁、电力、玻璃、油脂等许多行业。在这一领域的经营,我们气体行业当仁不让。但从业者要有意识避免大宗气体经营的惯性思维,要切实注重品质,注重商业秩序建立、注重安全、注重服务,才能打好基础。

  二是积极重视氢的新的应用领域的开发。如:氢在医疗领域的应用(市面上有富氢水、“氢医疗”等),掺氢天然气(HCNG)的应用等。

  三是积极参与燃料电池用氢相关环节的工作。车用燃油市场有3.5万亿左右的市场容量。未来氢可在相当大的比例上替代燃油。全国各地工业气体企业可能数量上会越来越少,但规模会变大,而加氢站会从现在3-10家,以每年数倍甚至数十倍的速度成长相当长的时间。

  如果我们氢气行业重视企业间产业链的高效、真诚的协作,我们一定能做氢能的推动者、经营者和贡献者。

  人类发现氢气能源属性已近二百年了。人类对未来能源的幻想眼看就要成为现实了。作为气体同行,衷心祝愿我们能一起把握机遇,奋发有为,愿“氢史留名”,为人民“伏雾”!

关键词:氢能产业 氯碱行业
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