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    我国氢能产业需要解决的核心问题及建议

    2020-11-18 23:30 作者:网络 来源: 浏览: 我要评论 (条) 字号:

    摘要:氢能产业中工业气体行业的作用 掌握核心技术 氢在我国工业气体行业中已存在多年。攻关核心技术 此前我国的氢能产业。我国氢能产业需要解决以下问题。 我国氢能产业的发展现状 自2016年起,我国氢能产业迎来一波发展高潮。目前,我国氢能源主要应用体现在交通

    氢能产业中工业气体行业的作用 掌握核心技术 氢在我国工业气体行业中已存在多年。攻关核心技术 此前我国的氢能产业。我国氢能产业需要解决以下问题。

    我国氢能产业的发展现状

    自2016年起,我国氢能产业迎来一波发展高潮。目前,我国氢能源主要应用体现在交通运输领域,全国已有7000余辆各种氢燃料电池车辆投入运营,并建成了60余座加氢站;已有2000余家注册公司和研究机构开展氢能产业相关业务,在制氢-储运-加氢-应用的各个环节以及相应的关键技术、关键材料及装备制造方面,进行研发、生产、运营。可以说,目前我国的氢能产业已初步形成了完整的产业链。

    从产业规模上看,我国氢能产业规模较小,尚处于产业化初级示范阶段。以能源占比而言,假设目前全国已建成的所有加氢站都按设计指标满产运行,年加氢量大约10950吨,约折合我国汽油年消耗量的0.06%,柴油年消耗量的0.04%,电力年消耗量的0.005%。况且,氢能源尚未正式成为我国能源体系的一部分。

    现阶段,我国氢能产业发展还存在一些不平衡因素:

    产业布局不平衡——应用多,供氢少

    客观的说,我国氢能产业发展离不开氢燃料电池/电堆-系统-整车行业的推动。对于燃料电池/电堆-系统行业而言,氢能产业是安身立命之本,只能成功,不能失败;对整车行业而言,氢能源车是产业升级,因此,在这方面投入较大,从事的企业和机构也比较多。

    而供氢侧通常归属为偏传统的化工行业。供氢环节涉及化工及危化品行业,要受到生产、运营、运输等一系列审批、许可政策的制约。目前,能源用氢尚不具经济效益。在这些因素综合作用下,有意愿和有实力从事氢供应的企业不多,现有的氢气供应企业受制于产能、客户行业分布、政策法规等因素,大多无法真正融入氢能产业。

    这种情况一旦长期存在,或将导致产业链脱节,最终可能造成氢能源车加氢难,进而危及整个产业链。

    产业发展不均衡——投资多,实业少

    目前我国氢能产业中,投资机构的活跃度和热情明显高于从事氢能研发生产运营的实业机构。一方面,说明资本看好我国氢能产业前景,投资意愿强烈,有助于产业快速发展。另一方面,从事基础研发及生产制造企业的不足或不强,在大量资本注入时,产业可能会被资本绑架,畸形发展。

    企业行动不均衡——观望多,行动少

    目前从事氢能产业的企业,包括各大央企在内,普遍保持观望态度,各种论坛、调研熙来攘往,落地的项目少,落地后稳步开展工作的更是少之又少。大家似乎都在“等风来”,怕犯错。殊不知,如果不提前锻炼本领,勇于试错,风起时很可能会被大风吹倒。

    可喜的是,中国石化在制氢-副产氢回收利用-氢中微量杂质分析-油氢混建站等方面的积极布局和持续研发取得了丰硕的成果。中国石化还制定了一系列标准,是我国氢能供应领域当之无愧的领头企业。

    投入产出不均衡——亏损多,盈利少

    尽管我国氢能产业链已初步形成,也有大量软硬件和资金注入,但产业规模尚小且还没有形成可持续盈利的商业模式。目前氢能企业在氢能主业方面经营状况亏损多于盈利,前期主要靠国家和地方的奖励和补贴政策以及各种投融资运作推动。近期,国家出台氢能产业“以奖代补”示范城市群方案,将推动产业扩大规模,探索适合各地发展的商业模式,以期早日实现氢能产业良性循环。

    产氢用氢不均衡——车多氢少,氢多车少

    我国商品氢需求旺盛的地区主要集中在长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区。这些地区氢燃料电池及整车产业发展态势较好,氢需求潜力巨大,但当地原有氢源主要供应工业用氢,且供应已接近饱和,导致氢能产业用氢吃紧。

    我国大量工业副产氢及可用于大规模制氢的风电、光伏发电产能多集中在西北、东北区域。而这几处氢资源丰富的地区氢燃料电池产业发展及需求较弱。在当前技术水平下,氢储运成本较高,只有待氢液化储运等大规模储运技术成熟后,未来将氢资源丰富地区的氢以液氢等方式运往需求集中的地区,才能缓解目前生产和消费地域上的失衡。

    我国氢能产业需要解决的问题

    立足长期发展,我国氢能产业需要解决以下问题:

    攻关核心技术

    此前我国的氢能产业,从技术路线到技术研发方向到商业模式,都大量借鉴欧美日韩的经验。笔者认为, 目前我国氢能产业在某些方面已经有所突破甚至领先,继续借鉴“他山之石”的必要性已大大降低。例如日本的乘用车路线,已经证明并不适我国国情。欧洲市场不如我国统一和巨大,所以欧洲氢能产业发展重心在于技术和环保意义,这导致欧洲的氢能源产品成本高昂,示范意义一定程度上大于商业意义。和我国体量相当的美国,氢能产业发展主要还是靠资本推动,政府和公众对此并不热情。

    反观我国,已经初步探索出了以交通运输行业为主的氢能发展方向。我国氢能产业重点发展大功率燃料电池电堆,并应用在以公交车、物流车、重卡等为主的商用车领域。我国以巨大的市场需求,推动技术和产品迭代,降低生产和运营成本,形成了一条符合我国国情的特色发展之路。

    此前,我国氢能产业的主要技术研发方向是攻关燃料电池电堆及配套系统的核心材料、装备、工艺等,解决从无到有的问题,避免“卡脖子”。在持续投入下,现在我国已经基本解决了“有没有”的问题,下一步要解决“好不好”和规模化的问题。此外,还要在燃料电池电堆行业迅速发展的同时开始大规模制氢、储运、加氢相关技术和装备的研发,以实现产业链协同发展。

    在技术研发过程中,还应注意以下几点:

    技术的可行性:主要包括技术的原理是否可行,是否可以实现工程化,从而达到规模化,而不仅是实验室可实现的技术,以及技术实施过程中是否可以符合目前我国的政策法规,比如危险化学品生产、运输、储存、使用各环节的相关标准和法规等。

    技术的经济性:主要包括技术的原料和运行成本与现有技术及市场需求相比是否具有优势,是否还有进一步改进的空间等。

    技术的便利性:主要包括技术的生产工艺是否清晰简便,技术是否便于推广应用。氢能产业将面对的是普通民众,对标的是煤、石油、天然气和电力等传统能源,终端用户在选择时,便利性将是重要指标。

    技术的安全性:氢是一种化学性质极为活泼的元素,存在一定的危险性。所以各种涉氢技术都要把安全性放在重要位置,严格按照相关标准法规执行。

    技术的前瞻性:研发的技术一定要考量其先进性和不可替代性,要适当超前,尽量避免技术成果在产业化阶段被淘汰。

    完善政策法规

    我国现行的政策法规中,氢按工业气体危化品管理体系管理。如果氢作为一种能源气体或者气体能源,按现行政策法规管理,将给制氢、储运、加注、应用等环节带来诸多不便。因此,氢能行业从业者一直在呼吁,可以参照天然气及液化天然气的管理模式和发展道路,探索氢能行业的管理模式,区分氢的工业属性和能源属性,尽快松绑氢能产业。

    扩大产业规模

    当前,我国面临氢能产业发展的重大机遇,近有2022年冬奥会的示范项目,远有我国2060年实现碳中和的目标。这些都是促进氢能产业扩大规模,快速发展的良机。

    氢能产业作为节能减排、实现碳中和的重要手段,在“十四五”期间扩大规模有以下途径:

    利用2022年冬奥会契机,布局氢能产业示范项目;加大支持氢能大规模供应和利用的关键技术研发;合理布局氢能产业链;政策引导,提高氢能源在能源体系中的占比;鼓励央企加大氢能产业的投入和参与度;将氢能源作为碳中和的重要手段。

    氢能产业中工业气体行业的作用

    掌握核心技术

    氢在我国工业气体行业中已存在多年。工业气体行业在制氢、储运、加注环节拥有丰富的技术和经验。氢能产业对氢的需求将远超工业气体行业,因此对气体行业而言也是一个产业升级机会。

    因此,气体行业从业者,尤其是氢气业务相关的企业和机构,要充分发挥自身的现有技术和经验优势,开发新技术、新产品,以适应我国氢能产业的发展需求

    拥有专业优势

    工业气体行业具有气体专业知识和经验,熟知氢生产流程、氢物化性质、应用场景、市场行情等。

    工业气体行业拥有专业人才优势,在氢气生产、管理、技术研发、运输、调度、销售、安全、平衡等环节都有经验丰富的人员和团队。

    工业气体行业具有气体工程项目运营管理经验,可以完成氢能产业相关工程安装、工厂/气站运营等项目。

    工业气体行业有丰富的气体安全管理经验,可以管控氢气生产、储运、运营过程中的安全风险。

    探索商业模式

    工业气体行业在为各种工业客户供应氢气的过程中,已经探索出了许多成功的商业模式。进入氢能时代后,还需要探索更多适应氢能产业发展的商业模式。可以从以下方面入手:

    提前布局,打造核心竞争力,树立行业标准。积极参与国家和地方氢能产业规划布局,提出合理建议。

    积极参与示范项目,争取政策及资源支持,同时积累技术和经验。要胸怀家国,眼光长远,不能仅计较一时经济利益。

    勇于出圈,跨界合作,联通上下游产业链。气体行业要充分挖掘需求,合理结合工业气体及氢能行业需求,因地制宜,布局产能,完善氢能供应链。

    (作者供职于北京中科富海低温科技有限公司,本文仅代表作者个人观点)

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