【原创】氢能落地突破

来源:物流产品网 | 2025-03-21 11:54 | 作者:科技物语

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  当人们的关注点都在电动汽车的普及上时,另一种最具潜力的清洁能源——氢能已悄然而至,开拓着它们的应用场景。2025年3月下旬,HEIE2025北京国际氢能展将举办,从技术研发到场景落地,从政策解读到资本对接,呈现氢能产业最前沿的创新成果与未来图景,而在物流场景上,氢能应用前景如何?如今处于什么阶段呢?而地方政府又在其中起到什么作用呢?

  一、东风劲吹,氢能悄然而至

  双碳目标之下,能源结构从“碳基”能源向“零碳”新能源发展是必然趋势,随着世界范围内氢能产业蓬勃发展,我国氢能也进入了产业化发展的快车道。在我国,氢能源占据国家能源战略的重要地位,氢能的发展,需要政策的支持。

  近年来我国出台了一系列国家层面的氢能产业发展和配套相关政策,为我国氢能产业的发展指明了方向。据统计,截至2024年7月,我国发布了590多项与氢能相关的政策,包括国家政策100多项,地方政策490多项。

  欧洲、美国、日本和韩国等先进经济体已纷纷制定氢能源发展蓝图,推动产业迅速扩张,我国也发布了《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》,目标是构建一套清洁、低碳且成本优化的氢能“制储输用”全链条体系。

  发展路径则分三大步骤:2025年,建立起成熟的政策环境,显著提高产业创新能力,实现燃料电池车5万辆,部署一批加氢站;2030年,可再生能源制氢得到广泛应用,有效推动碳达峰目标的实现;2035年形成一个高度成熟的、多元化的氢能应用生态系统。

  国家从政策层面明确了要推动新能源产业与传统化工产业的耦合发展,国家发展改革委所发布的《天然气利用管理办法》,经调从“收紧天然气应用,给氢能应用留出空间”。

  早在“十五”时期,我国已将氢燃料电池汽车作为新能源汽车“三纵三横”发展路径之一。超过30个省发布氢能产业支持政策,各地因地制宜推动清洁低碳氢能和终端示范应用。

  目前,涉氢相关企业超过3000家,央企最新名录中的97家央企,目前进入到氢能领域的已有48家,众多大型能源企业及上市公司加快布局氢能产业,在制氢、储氢、输氢、用氢等氢能全产业链做出了大量开创性工作

  标准化程度是行业发展的标杆,我国氢能产业标准体系已初具规模,涵盖氢能制、储、运、加各环节,氢能领域共发布标准400多项,其中,国家标准114项,行业标准97项,团体标准逾200项,地方标准40项。

  2023年以来,国内氢燃料电池汽车产业加速向干线物流场景——跨区域连通的氢能高速公路进行探索。近两年多地提出“氢走廊”的理念,如山东的“济青氢能高速,河南的“长安聊”氢走廊,西南的“成渝氢走廊”将在两年内分批投入400辆氢燃料车,2025年投入约1000辆氢燃料物流车。

  近日,安阳原尚新能源科技有限公司的全国首条 “郑州巩义—青岛港”800公里氢燃料重卡绿色零碳运输专线正式发车,49吨级氢燃料重卡,为专线成功运营提供关键支持。

  原尚物流还将建设一条自山西、河南、河北、山东,连接“山河四省”的氢能运输链,实现“千辆氢卡万吨氢”。所有这些应用都标志着部分省市的氢能重卡在内的氢能应用实现了零的突破。

  作为世界最大的制氢国和氢气消费国,我国氢能产业规模不断壮大,已成为全球能源领域投资增速最快以及技术迭代需求最高的行业之一,氢能制、储、运、加、用全产业链关键技术持续突破,各场景应用加速示范布局。

  比如,与高压气态储氢相比,液态储氢的质量和体积能量密度都有大幅度提升,可实现高效储运,我国从氢液化到液氢应用的技术链条逐渐打通,目前液氢主要应用在航天领域,民用领域尚处于起步阶段,

  氢燃料电池是氢能落地应用的关键,目前我国氢燃料电池主要性能指标达到国际先进水平,其中大功率密度超过国际龙头品牌的指标,核心零部件国产化技术水平紧追全球先进水平,其应用正沿“轻型 ”与“大功率 ”方向延伸。

  更为重要的是我国大型企业在氢能发展中发挥着重要作用,产业链上下游头部企业,密切合作,形成了完整的氢能产业链。

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  总之,我国氢能政策体系日趋完善,产业链条逐步打通,关键技术不断突破,设备国产化水平快速提升,与国际先进水平差距逐步缩小,东风以来,行业将迎来高速发展阶段,我们已触摸到氢能经济的未来轮廓。

  二、重卡上路,应用突破在即

  在碳中和的背景下,全球对清洁能源需求不断增加,氢能的应用场景也在不断拓展。我国氢能应用领域呈现多元化拓展趋势,构建了五大示范城市群,以及实施“氢进万家”科技示范工程。

  长远来看,我国氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为我国终端消费能源体系的主体之一;目前来说,交通物流领域为氢能的主要应用领域,在化工、能源等领域仍处于示范阶段,在建筑、发电等领域的应用仍然处于探索阶段。

  交通是氢能应用的先导场景,也是深度脱碳的重点,氢气燃烧释放的热量是同重量汽油燃烧所产生热量的三倍,而在运行过程中只产生水蒸气,可实现真正的零排放。

  以拼多多、极兔速递、顺丰、中通、菜鸟、京东物流等为代表的电商、物流巨头接连传来氢能车辆的投放应用新消息。末端氢能快递车是其重点,特别适用于启停频率高且路线相对固定的快递配送场景,并在低温条件下仍能保持正常工作,预计到2027年,氢能快递车的市场规模有望达到30万辆。

  随着氢能物流车不断市场化落地,电商物流巨头的应用场景已经从城配物流轻卡到干线物流重卡转向。去年1月,京东物流规模化投用数十辆9.6米氢能源重卡物流车,承担京津冀地区的中长途运输;而拼多多,在去年7月,于广州南海区也投放了数十辆氢能重型物流车。

  我国公路货运量常年保持较高水平,重卡的使用是必然之举,而重型卡车的污染物排放尤其突出,据资料,重型货车在中国道路车辆保有量中的占比仅为4%,但其氮氧化物排放占比高达道路车辆排放总量的79.8%,颗粒物排放占比高达58.5%,交通运输领域的减排一直是行业关注焦点,

  因此,重卡氢化是解决这一问题的重要途径,也是氢能应用的突破场景,不少地方政府,积极支持氢能重卡落地,不断出台相关补贴优惠政策。氢燃料电池在乘用车领域不具备竞争力,而与重卡结合更具优势,更适合固定路线、中长途干线和高载重场景。

  氢燃料电池是将储存在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置,能量密度高,在续航里程、补充燃料时间方面优点突出,由于其能量转换不受卡诺循环的限制,转换效率可达90%,根据测算,用氢能重卡取代柴油重卡,每辆车每年可以减碳80吨。

  氢燃料电池在极端低温环境,依然能够保持稳定的运行状态,其续航性能相对稳定,较少受到外界气温或行驶速度的影响,氢能重卡可在零下30度的环境温度下使用,这一特点使得它在长途运输中能有效弥补传统电力驱动汽车的能效短板。

  氢燃料电池加氢就像加油一样,只需5—15分钟就能加满。与柴油燃料技术相比,氢燃料在规模和数量上更相似,而且在运营操作上更熟悉,这可能会减少过度障碍。

  我国已初步掌握氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术,氢燃料电池的成本已经得到了极大的降低,可以逐步适应商业化推广,根据燃料电池商用车降本路径展望,近年成本有望较目前下降30%。

  从短期来看,纯电用车的系统成本略占优势,但是从长远发展以及氢燃料电池的技术不断地更新迭代速度来看,电动化无法成为重卡领域碳中和的主要解决方案。氢能燃料电池重卡是纯电动重卡的替代品。

  目前氢能重卡上路的障碍是加气站,加氢站是氢能应用的重要环节,截至2024年6月,我国已建成加氢站540座,数量全球第一,增速领先全球,但满足重卡上路还差得远,目前,全球已有超过120座液氢加氢站,我国液氢加氢站的发展仍处于起步阶段。

  还有氢能运输成本高,针对这一问题,许多地方正在想办法,目前,电解水制氢有四大技术路径,其中碱性电解水制氢(AWE)是目前最主流的技术路线,市场占有率约为 95%,我国碱性电解水技术已完成商业化进程,产业链整体比较成熟。

  在中国东南部地区,特别是在上海和广东等地,已提出一系列措施促进加氢站内电解水制氢技术的发展思路,比如佛山在应急部门的联合下,选择站内天然气重整制氢的方式,采用撬装式制氢装置,占地面积小,不需办理危化品经营许可证,节省了储运成本的同时降低加氢站建设成本。

  内蒙古自治区相关部门发文,允许在化工园区外建设太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目和制氢加氢站,太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。

  燃油重卡退出历史舞台只是时间问题,而氢能重卡是重卡领域未来最为环保的选择。近期投运的氢能重卡在整车适配、制造成本、运营氢耗等方面都有了新的提升。

  2023年我国重型卡车销售量为67.19万辆,其中氢燃料重型卡车销售量为2382辆,渗透率为0.35%,市场空间巨大。

  其实,在物流上,氢能应用呈现一幅小步快走、多点快进的景象。除了重卡以外,整体看,氢燃料电池动力叉车也有广泛的应用,工作效率比锂电池动力叉车高40.6%,,具有加氢快、寿命长、运行稳等优点,更为重要的是我国氢能在水域交通的应用也取得了突破。

  水域交通作为高碳排放领域,氢燃料电池船舶及港口氢能技术的应用成为我国绿色航运转型的核心方向,已形成从技术验证到商业化运营的完整链条。

  船舶普遍采用“氢燃料电池+锂电池”混合动力系统,能量转换效率超55%,续航能力持续突破,2024年国产船用35MPa高压储氢罐实现商业化,储氢密度达5.7wt%,成本下降40%。

  预计2030年,会构建“氢能港口-氢能船舶-氢能物流”的全产业链生态,氢能船舶市场规模超200亿元,覆盖内河货运、港口拖轮、滨海旅游等领域。

  我国在液态氢海洋长距离运输方面,也实现了突破,2024年10月23日中国海油完成全球最远液态氢海运示范项目,首次实现吨级以上液氢跨洋运输,为全球氢能长距离、高效运输树立了新标杆。

  随着氢能的技术的进步,其应用也在迅速扩展中,比如液氢无人机,能够满足军用、民用领域对无人机航时逐渐增长的需求,可以在低空经济、低空物流应用中发挥重要作用。

  2024年7月,签收的国成功研制出首架液氢动力无人机样机并完成首飞,该无人机配备了轻型低温液氢储罐和氢燃料电池系统,这是液氢应用于低空飞行器的突破性成就。

  近期,协氢长续航大载重无人机在枣庄市邮政EMS开启应用;由氢航科技提供动力的FC30大疆运载无人机也在舟山实现跨海岛物资运输,与锂电无人机相比,从整个产品生命周长来看,氢能无人机经济性更强。液氢燃料的能量密度约为航空煤油的3倍,机载液氢是未来氢动力无人机的重要发展方向。

  技术创新与产业融合将成为推动氢能应用的关键,氢能其突出的特点和优势已让市场主体更加关注其商业价值和应用场景,未来,随着液氢储运、大功率燃料电池等核心技术的突破,氢能重卡有望成为氢能产业市场化的关键突破口。

  氢燃料电池重卡将有望成为新能源重卡主流,满足钢铁、矿山、港口、城建、城市运输等多个场景多元化的零碳运输车需求。我们欣喜地看来,氢能重卡市场呈现出订单“百辆”起步的趋势,我国的长远目标是在全国范围内构建“两纵四横”的氢能高速公路网。

  氢能重卡能否像电动汽车那样弯道超车,现在还不好说,但走的路线,似乎与国内电动乘用车走的路线相似:先补贴,再探索,接着升级,然后大面积铺开。

  三、政府发力,剑指一盘大棋

  国家与地方政府,布局的是氢能全产业链,包括制、储、运、加、用各环节,都有深度布局、目标是一盘大棋。

  其实,从推进氢能重卡批量上路角度来说,地方政府的目的不只是“上路”,不仅有环保角度的考虑,更在于产业链的培养,地方经济借氢能重卡打开一扇新的大门。

  各级政府试图从产业链角度,助力氢能重卡发展,促进地方经济升级,地方政府将氢能重卡作为聚集产业发展的虹吸效应,推动产业链企业强强联手,突破氢能核心技术和关键材料瓶颈,进而推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和应用落地,进一步加速产业链良性循环和创新发展。

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  氢能产业链涵盖了上游制氢、中游存储与输送、下游应用三个核心环节。地方政府围绕氢能的上下游产业链,打造集群优势。比如上海通过项目申报,要求由燃料电池企业、整车制造企业、车辆运营企业、加氢站运营企业组成的“示范应用联合体”,促进氢能重卡各环节企业的合作交流,构建产业链生态。

  嘉兴今年的化工尾气提取氢气的产量将达到10万吨,当地一家氯碱化工企业,尾气中氢气的含量高达90%以上,经过提纯能达到五个九,用于燃料汽车都没问题。

  而山东推出氢能免收高速过路费的目的,不仅是对氢能产业的政策支持,更有深远的布局。山东光伏发电装机规模全国第一、风电装机规模全国第四、在运在建核电装机570万千瓦,具备新能源制氢的良好条件,同时,山东有着良好的化工产业基础,副产氢能资源丰富,据估算,山东每年可产氢气260万吨,居全国首位。从而使以氢为核心,使经济得到重大发展。

  晋煤外运使山西拥有大规模应用氢气的场景,因此,山西省发展改革委、省工信厅联合出台的《山西省氢能产业链2024年行动方案》。更为重要的是山西的炼焦煤保有量占全国60%,焦炉煤气等工业副产品正是制备氢气的好原料。

  据估算,山西每年260万吨工业副产氢,如果全部提纯,能满足20万辆49吨氢能重卡或68万辆氢能客车的加氢需求,潜在经济价值高达1170亿元到2080亿元之间,如果计算氢气下游的运输、加氢站、氢能车辆等产业,潜在发展空间将更加广阔。

  采用焦炉尾气提取氢气,拥有明显的价格优势。廉价工业副产品原料的氢气,提纯成车用高纯氢后,2万吨就能产生1.8亿元的毛利润。国内电解水制氢,1公斤氢气要消耗56度电,按每度电0.5元计算,仅电费成本至少高达28元每公斤。

  山西孝义市拥有焦炭产能1800多万吨,近期将拥有近10万吨焦炉煤体提取氢气、提氦制氢产能。

  同时,政府也关心环保指标,降碳能力,拿大街小巷跑的快递车来说,氢能快递车的市场规模有望达到30万辆。如果每辆车每日平均消耗0.2千克氢气,则全年氢能快递车的氢气总消耗量将超过2万吨。

  推进氢能产业链的发展,也是推动区域发展的重要抓手,可撬动城市群经济圈建设。多地联动,打造氢能示范运输专线和氢能走廊,是实现氢能重卡上路的重要举措,也是推动城市群经济圈建设的重大战略部署。

  河南示范城市群已推广918辆氢能重卡,利用城市间的协作,开发适合氢能重卡的各类场景,以郑州为核心,与周边的开封市、洛阳市、濮阳市联动,打造“郑汴洛濮氢走廊”应用示范轴。

  四川和重庆两地,根据双方产业基础和资源禀赋做出重要决策,推动成渝氢能走廊,成渝氢走廊不仅助力两地实现“碳达峰、碳中和”目标,更将深度整合两地优势产业资源,形成互补,进一步延链补链强链,形成产业集聚发展的虹吸效应,从而使区域经济更好的融合。

  地方政府为了通过氢能重卡的应用撬动产业链,分别出台专项政策。这直接催生了软硬件配套新需求:如跨省氢能重卡相关道路规划、加氢站位置摆放规划、氢能重卡维修养护中心布局、制氢企业落地等。

  在补贴政策的激励下,吕梁市打造氢能产业链,从制氢、储氢、加注、到应用,氢能汽车组装厂也已经落户当地,初步构建起氢能产业的发展链条,计划抓住氢能源转型的契机,趁势打造出当地新的千亿产业集群。

  内蒙古、山东、四川、重庆、宁夏、河北等很多地区,都是借助传统产能及化工资源优势,率先在氢能源领域上路、并取得成果的。

  当然,创建国家燃料电池汽车示范应用城市群,形成跨区域氢能干线示范,首先要选在产业基础好、资源有保障、运营有潜力的地区,氢源丰富和用氢成本低是经济账能算过来的首要条件。

  京津冀、长三角、珠三角等区域是燃料电池汽车示范城市,京津冀首批7个氢能高速场景正式落地,京津冀示范城市群跨区域联通的应用场景,将有助于燃料电池企业进行新技术的开发验证和车辆经济性的测算,积累更多、更全面的信息数据,进而更好的发挥优势,为更多城市群提供一条可复制、可推广的氢车规模化应用经验。

  同时沿氢能高速布局加氢设施,因地适宜开展绿电制氢、副产氢利用,逐步形成就地制备、就近输运和西氢东用的多样化氢能资源配置格局,逐步形成氢能走廊。

  广东将氢能船舶纳入“绿色航运”碳积分体系,推动珠江流域商业化运营;浙江舟山群岛打造“海上氢岛”,规划2025年前建成3座液氢加注码头;山东青岛港列为国家氢能港口试点,推动氢能重载船舶与港口机械协同发展;在我国西部地区,政策重点倾向于推动可再生能源制氢在工业领域的广泛应用。

  地方政府,从产业链角度,从自身发展角度给予氢能的扶持,使得一大批企业投入到氢能制造运输存储应用的行列中去,相信不久的将来,中国氢能发展在世界上犹如电动汽车那样领导潮流。

  结语:氢能产业在快速发展的同时,也面临成本、基础设施等方面的诸多挑战,但是氢能产业的市场潜力巨大,在技术进步和政策驱动的共同作用下,未来将在全球能源结构中占据越来越重要的地位,而今天,在我国,已听到氢能悄悄走来的脚步声。


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