石化企業發展氫能業務有獨特優勢

□ 肖 鋼 于廣欣

發展氫能對石化企業具有重要的戰略意義，并能夠發揮重要作用。石化企業需高度關注氫能產業發展趨勢和面臨的瓶頸，發揮在低成本氫氣資源、基礎設施、技術管理等方面的優勢，穩妥推進氫能產業，實現石化企業高質量發展。

氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，具有清潔、高效、安全、可持續的特點，被譽為未來世界能源架構的核心。氫以燃料電池方式將化學能高效轉化為電能，可廣泛用于交通（汽車、船等）和儲能等能量提供體系，以及氫應用于二氧化碳轉化、清潔能源等低碳減排，特別是氫燃料電池汽車作為一種理想的車型，將迎來發展的廣闊空間，并對交通能源的生產與消費產生較大影響。因此，石化企業對發展氫能要高度重視，作為戰略發展的機遇考量。

發展氫能具有重要戰略意義

石化企業是交通用燃料的主要服務商，交通出行低碳化為企業帶來挑戰也創造了新的機遇。石化企業是石油基液體燃料的主要生產和供應商，石油基液體燃料具有能量密度高、容易運輸和儲存、已形成完善的基礎設施等優勢，成就了以內燃機為動力的交通工具運輸的現代化，改變了人們的生產、生活方式，是目前最主要的車用燃料。應對氣候變化，車用動力綠色化、低碳化的要求，電動汽車、燃料電池汽車技術逐步成熟，大大推進了其商業化推廣的水平，成本預期大幅下降。隨著各國紛紛出臺燃油汽車禁售規劃，又進一步提升了發展電動汽車、燃料電池汽車技術的動力，充電、加氫的多元能源提供是發展綜合性能源公司的必需選擇。

氫燃料電池車歸屬于電動車，發展前景可期。2018年12月出臺的《汽車產業投資管理規定》明確了純電動汽車投資項目是指以電動機提供驅動動力的汽車投資項目，包括純電動汽車（含增程式電動汽車）、燃料電池汽車等，明確了燃料電池汽車的產業定位。同時，加強加氫站等基礎設施建設也提上了日程，為在交通領域大力發展氫能及燃料電池提供了最新的導向，需要高度關注其產業動態和發展趨勢，其發展帶來的供氫服務、汽車制造、基礎設施建設等產業鏈投資規模大、涉及面廣，需要掌握發展機遇。

石化企業在氫能全產業鏈具有發揮重要作用的優勢。石化企業需要及時應對氫能產業與技術發展帶來的變革性影響，針對氫能現階段在低成本供氫、儲運基礎設施建設、油（氣）氫合建加氫站安全及標準、綠色氫氣開發等行業迫切需要解決的關鍵環節，發揮國有大企業在能源領域的技術、管理、運營等優勢和重要作用，培育市場、提前布局，引領氫能產業的發展，實現企業高質量發展，在未來能源轉型中起到關鍵作用。

石化企業發展氫能有優勢

石化企業在保障國家能源方面發揮骨干作用。隨著大氣治理要求和成品油質量升級，國內各大煉油廠都在進行產品質量升級改造，各種加氫工藝應用越來越廣，新建煉油廠大多選擇了全加氫工藝路線。氫氣已成為各煉油廠不可缺少的重要資源，在生產運行中占有舉足輕重的地位。增加氫氣產量、降低氫氣成本、采用綠色低碳氫氣已經成為共同追求的目標。

氫能發展初期，石化企業具有低成本氫氣的優勢和支持發展的條件。根據中國氫能源及燃料電池產業創新聯盟數據顯示，目前國內氫氣的生產主要來源于石化企業，每年煤氣化制氫1000萬噸、天然氣制氫300萬噸、石油制氫300萬噸、工業副產氫800萬噸、電解水制氫100萬噸。石化企業制氫主要采用煤氣化制氫和天然氣制氫，新投產的年千萬噸煉油、百萬噸乙烯裝置，年氫氣需求約15萬噸。從氫能的發展角度看，低成本、穩定的氫氣來源還是石化行業副產氫、制氫裝置，在產業發展初期，是發展氫能及燃料電池車的穩定保障。

石化企業發展氫能具有地域、技術和管理優勢。氫能產業鏈長，包含制氫、儲存、運輸、應用，與交通燃料燃油、天然氣供應模式高度符合，石化企業在氫能產業發展上具有先天優勢。主要體現在：一是在全國科學規劃分布的石化基地提供了現成的氫資源，地域優勢明顯，集中制氫輻射面積大，成本低；二是全國網絡化的加油、加氫站及管網，靠近消費端，為發展制約氫能發展的基礎設施提供了有力的依托；三是石化企業在生產、儲運、使用、標準、安全等方面具有非常突出的技術和管理優勢，能夠為氫能的穩定發展提供有力保障。

要重視氫能發展瓶頸

目前氫能及氫燃料電池車示范應用進展顯著，國內外知名石油公司已將氫能列入綠色發展戰略，但氫能及氫燃料電池車規模發展面臨技術與成本瓶頸，主要存在氫燃料電池成本高、加氫站設施薄弱、終端用氫成本高、相關標準缺乏等瓶頸，石化行業進入氫能產業需要認真分析。

技術因素導致制造氫燃料電池成本較高，需要高度關注。一方面，電堆技術的瓶頸導致氫燃料電池系統成本較高，氫燃料電池系統由電堆、供氣系統、控制系統等部件共同構成，電堆是將化學能轉化為電能的核心部件，電堆成本占氫燃料電池系統總成本的60%左右。造成電堆成本居高的主要因素包括膜電極、電堆加工制造過程及使用環境要求。另一方面，氫燃料電池車成本較高限制了商業化銷售規模，由電堆、氫瓶和空壓機等主要部件組成的燃料電池系統是氫燃料電池車的核心，目前成本高。根據美國能源部的數據，燃料電池系統約占氫燃料電池車成本的50%，目前氫燃料電池車尚未規?；a，市場銷量有限，成本還有大幅下降的空間。

氫燃料電池系統成本構成

加氫站仍面臨產業初期加注車輛的數量規模及設備國產化的限制。一方面加氫站的建設與運營仍面臨產業發展初期的困難，長三角、珠三角等重點區域的地方政府出臺氫燃料電池車規劃，要求同步建設加氫站；新建加氫站及將現有加油站改造為加油加氫站難度較大，新建加氫站建設標準主要采用《GB50516-2010加氫站技術規范》，其對氫氣儲運安全和建站選址條件的要求較高，依托現有加油站設施進行改造困難較大，特別是在大城市、人口密集地區問題更加突出；加氫站的網絡布局與氫燃料電池車的市場規模依然是產業初期互相掣肘的因素，加注車輛較少，限制了加氫站的良性滾動發展。另一方面，加氫站關鍵設備國產化還面臨瓶頸，加氫站的氫氣壓縮機、加注機等關鍵設備目前需要進口，其中設備投資占加氫站總投資的58%左右，加注量1000公斤/天的35兆帕加氫站建設成本高達1550萬元，高出加油站數倍。

終端用氫成本高，綠色制氫、制儲運關鍵技術亟待突破，是石化產業供應氫氣需要重點開展的工作。一方面，雖然石化制氫成本較低，但氫燃料電池車的用氫成本包括從制、儲、運到加注的全過程成本，目前氫燃料價格約60元/公斤，高于化石燃油，與傳統燃油車相比，氫燃料電池車百公里消耗的燃料費用要高于燃油車，根據國內示范項目的運行經驗初步估算，氫燃料電池車的燃料費用約為燃油車的1.8倍。另一方面，化石能源制氫二氧化碳排放量大，綠色、低成本制氫技術是氫能產業發展的關鍵，利用可再生能源制取低成本氫氣是業界一直瞄準的方向和攻關重點，最終目標是氫氣價格與化石燃油價格持平。質子交換膜（PEM）水電解制氫技術具有效率高、氫氣純度高、響應快等優點，是重點發展技術，但目前面臨采用鉑催化劑、電耗高而導致的制氫成本較高問題。突破鉑催化劑、電堆等關鍵技術，提高電流密度、系統能效、產氫量、降低投資是PEM制氫技術的重點開發方向。還有缺乏儲運規范，導致氫燃料只能以氣態方式運輸，限制了加氫站的技術選擇，液氫儲運在國內僅用于航天軍工領域，商用加氫站未有液氫供應的標準和規范，固體和有機液體儲氫尚未成熟，限制了加氫站供氫的選擇，不利于降低終端用氫成本。

煤制氫、天然氣制氫成本

做好總體規劃發展氫能

做好總體規劃，結合石化企業產業布局，發展氫能產業。充分發揮石化企業布局的輻射范圍廣、基礎設施完善、技術管理完善等優勢，利用低成本氫氣資源，靠近京津冀、長三角、大灣區、海南自貿區等氫燃料電池車發展的重點區域，積極支持氫能及氫燃料電池車行業發展，發揮主導和主角作用，特別是加強氫能初期的支持。以示范項目為切入點，點線面布局相結合，穩妥發展氫能業務。規劃好加氫站等基礎設施的網絡化建設布局，依托現有基礎設施降低用氫整體費用，創造良好氫能生態環境。

加強氫能關鍵技術與標準研究，支撐和引領產業發展。開展制儲運和加氫站等氫能產業鏈的關鍵技術研發、降低用氫成本，進行可再生能源水電解制氫、與煉油化工結合的集成技術開發，跟蹤太陽能制氫等前沿技術。加強標準規范研究制定，關注氫燃料電池產業和技術發展趨勢，為推動氫能和燃料電池產業發展提供技術支持和保障。

積極參加國內外企業、組織的合作，協同發展。加入國內外氫能與燃料電池組織或產業聯盟，在產業發展的政策、標準、上下游協同等方面掌握發展趨勢和主動權。與知名石油公司、氣體公司、科研院所、物流企業、城市公交集團、氫燃料電池制造企業等優勢企業合作，發揮各自優勢共同培育市場、推進產業的發展。