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国家电投的氢能局

南宋著名诗人杨万里有句经典诗词:袈裟未着愁多事,着了袈裟事更多。当五大发电集团的其他四家拼尽浑身解数增加新能源装机比例之际,国家电投集团却不得不考虑:绿电多起来之后,下一步的能源转型路在何方?

截至2021年底,国家电投电力总装机超过1.9亿千瓦。在此之中,国家电投有三项指标均位居世界第一,分别为超3800万千瓦的光伏发电装机规模,超7500万千瓦的新能源发电装机规模,超1亿千瓦的可再生能源发电装机规模。

然而“大有大的难处”,国家电投在具备“三个第一”的同时也难免焦虑:风光装机持续上升,绿则绿矣,可是并网消纳怎么吃得消?超越风电光伏之上,未来的“终极能源”方向在哪里?

国家电投考虑的是,能源转型要怎么走才能走得更远。最终,国家电投集团党组书记、董事长钱智民选择押注氢能。

“通过构建可再生能源发电与氢能供给的‘电—氢体系’,在供给侧推动可再生能源规划发展,在消费侧实现交通、分布式供能等领域的化石能源替代,这将有力推动能源时空转型和区域平衡,保障国家能源供应,实现碳中和。”钱智民说道。

六年来的艰难布局

钱智民至今仍“捏一把汗”的氢能转型,早在六年之前就已经起步了,当时,就连能源口内部人士,也罕有熟知怎么干氢能的。

2015年7月,中国电力投资集团公司(以下简称“中电投”)和国家核电技术有限公司实施重组,成立了国家电投。彼时,中电投清洁能源占比已是行业第一,两家能源央企的强强联合,又使其成为国内同时拥有风、光、水、火、核、气、生物质发电的综合能源企业。

然而,在钱智民看来,清洁能源占比高只是基础,清洁能源的安全、利用效率,以及衍生的生态环境问题更为重要。因此国家电投需要找到一个“未来能源”,令其充分发挥清洁能源优势,同时加快能源低碳转型的进程。

而氢能就是这样的“未来能源”。

使用绿电制氢,可将电能转化为氢能储存起来;当电力输出不足时,再利用氢燃料电池等发电回馈电网,这既能缓解可再生能源并网发电问题,也能够增加清洁能源利用方式,提高利用效率。

于是,从2016年起,国家电投开始布局氢能、储能等当时很多企业看不准、不敢碰的新领域。2017年5月,国家电投成立国家电投氢能科技发展有限公司(下称“国氢科技”),专注氢能研发。2018年,国家电投又成立了氢能工程领导小组,由钱智民亲自挂帅担任组长。

筚路蓝缕,以启山林。在氢能公司成立之初,面临的局面几乎是“一穷二白”,技术不成体系,技术储备、人才储备都很少;在产业链方面,由于上游供应商匮乏,国家电投就自己做工厂补齐,成本相当之高。而下游则缺少应用场景,需要借助燃料电池汽车进行切入,同样需要自己去做,可谓是每一个环节都面临着困难。

实际上,氢能不但技术门槛高、产业链不成熟,还极其“烧钱”。对此,国家电投不惜投入重金做研发,上项目,力图把这个产业烘起来。今年1月,国氢科技在广东佛山开工了国家电投华南氢能产业基地项目,计划总投资高达100亿元,该项目旨在建设国家电投集团膜材料、碳纸华南地区唯一的氢能产业基地。

光加大投资还不够,做氢能“闭门造车”就是死路一条,国家电投也清晰地认识到这一点,因此在氢能研发应用方面,其积极广泛地开门合作,合作伙伴包括了西门子、阿拉丁集团、东风汽车、北汽福田、亿华通、宁德时代等。

2019年9月6日,在中德两国总理的共同见证下,国家电投与西门子签订了合作协议。根据协议,国家电投和西门子将聚焦氢能供需两侧关键技术的联合研发与应用,重点围绕氢能技术联合创新研发、2022北京冬奥会绿色制氢科创项目、氢能产业能力培育和标准制定、第三方市场合作等领域开展高技术合作。

“两线”推进氢能战略

2021年北京冬奥会,几百辆搭载国家电投“氢腾”燃料电池的氢能大巴穿梭在北京延庆和张家口崇礼的盘山路上,国家电投氢能完成了华丽亮相。这是冬奥会历史上第一次大规模使用氢燃料电池汽车作为主运力,也是国产自主研发氢燃料电池汽车第一次和国际巨头在同一赛道上竞争。

然而,亮相奥运并不意味着国家电投的氢燃料电池已经大功告成。如何持续降低产业链成本,实现“氢腾”燃料电池在氢能大巴上的规模化、商业化应用,国家电投还有很长的路要走。

为此,在2021年3月召开的“绿动未来”媒体日上,国家电投党组副书记、董事祖斌介绍道,在绿电交通领域,到2025年,国家电投计划新增总投资规模1150亿,推广重卡20万台,其他类型车辆37万台,新增投资持有换电站4000座,新增投资持有电池22.8万套。

此外,祖斌还表示,在氢能交通领域,2025年前后,随着燃料电池成本大幅降低,加氢网络逐步完备,国家电投氢燃料电池在汽车行业的推广应用将进入规模化、商业化发展阶段。

事实上,氢燃料电池、氢能大巴只是氢能的应用场景之一。氢能之所以被誉为“未来能源”和“新石油”,正在于其广泛的应用形式。近年来,站在全产业链布局的战略高度,国家电投正从能源线和产品线“两条线”统筹氢能业务发展。

在产品线方面,国家电投布局可适用于风光制氢的质子交换膜制氢装置,加大燃料电池关键核心技术研发与产业化等,覆盖了从科技研发、产品到市场转化的完整产业链;在能源线方面,国家电投正协同推进可再生能源发电与制氢、加氢站建设及氢能的综合利用。

在这“两条线”战略中,国家电投最终要实现的还是氢能的综合利用。因为仅仅打造出氢燃料电池装在氢能大巴上,至多也就是给锂电池车增添一个“小伙伴”,这并非是国家电投所追求的全部。因此当前国家电投也在尝试氢能的其他应用场景。

2021年6月,国家电投所属北京重型燃气轮机技术研究有限公司瞄准国际燃机产业发展制高点,提前部署氢混燃机技术创新和示范应用,正式启动30%掺氢燃机试验示范项目。该项目计划分为两期:一期2021年12月底开展15%掺氢燃烧;二期2022年底开展30%掺氢燃烧,届时机组将具备0%~30%掺氢运行条件下自由切换的灵活性。

2021年12月,国家电投荆门绿动电厂在运燃机成功实现15%掺氢燃烧改造和运行,机组具备了纯天然气和天然气掺氢两种运行模式的兼容能力。这是国家电投实现氢能综合利用的重要一步。

底气与挑战

在众多实力雄厚的电力央企中,国家电投之所以能够一马当先入局氢能并成为行业领导者,其最主要的优势在于拥有规模庞大的绿电资源。

截至2021年,国家电投清洁能源装机占比突破了60%,其中光伏发电总装机3805万千瓦,位列全球第一;风电总装机为3616万千瓦,位列全球第二。此外,国家电投的水电总装机为2397万千瓦,核电总装机为809万千瓦,均实力不俗。

钱智民在2020年12月曾公开表示,经初步测算,国家电投将在2023年实现碳达峰,到2025年,国家电投光伏发电装机将达到8000万千瓦以上,预计到2030年,国家电投集团清洁能源装机将达到2.1亿千瓦,比重达到70%。这对国家电投来说,是发展绿氢的优势所在。

与此同时,辛勤布局了6年之后,国家电投也终于等到了国家层面的顶层规划支持。3月23日,国家发改委对外公布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,将氢能定位为未来国家能源体系重要组成部分和绿色能源转型载体,并计划在未来15年逐步建立完备的氢能产业体系。国家政策支持,是国家电投发展绿氢最强大的底气。

落地国家氢能产业战略,央国企必然要一马当先。国家电投责无旁贷。氢能成为国家级战略之后,国家电投或将得到更大支持,这在面对成本巨高的氢能投资时,无疑会更加从容。

当然,并不是有了钱、有了政策扶持,就一定能办成事。国家电投在布局氢能时制定了“两条线”战略,本质上,这就是在对氢能全产业链进行开发,用国氢科技总经理张银广的话来说,“将产业链牢牢掌握在自己手中,避免在国际上受制于人”。

然而,进行全产业链布局或许是一种优势,但同时也会面临巨大挑战。

氢能产业链长并且环节众多,氢能源的利用要从氢的制备开始,经过制备氢、储存氢、运输氢到最后分配氢、使用氢,“制、储、运、用”每个环节的科技含量都很高,更不要说还要规模化、商业化应用。

在此背景下,国家电投氢能全产业链推进的愿望是好的,但是,无论从技术上,还是从跑通商业模式方面来说,这样的商业策略很容易造成力量分散,如果形不成全面碾压优势,最后很容易就落得个“样样通,样样松”。

即便强大如华为,任正非也一直在避免战线过长,而是坚定不移只对准通信领域这个“城墙口”冲锋。其曾说道:华为成长起来后,我们坚持只做一件事,在一个方面做大。华为只有几十人的时候就对着一个“城墙口”进攻,几百人、几万人的时候也是对着这个“城墙口”进攻,现在十几万人还是对着这个“城墙口”冲锋。只有集中在一个点上突破,才能立足。

由此可见,国家电投集团的氢能转型,在全面布局之下也需要精细化、集中化管理。全球产业链分工、集中关键点突破,或将会事半功倍,加快成为全球氢能产业领先者的步伐。

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