豪擲千億大搞氫基建，中石化的氫能野望如何“解連環(huán)”？
時(shí)間:2024-05-05 11:07來源:華夏能源網(wǎng) 作者:劉洋
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近期，瞄準(zhǔn)"中國第一氫能公司"的中石化，在氫能基建方面取得了重大進(jìn)展。
4月10日，中國石化宣布，其烏蘭察布至燕山石化的"西氫東送"輸氫管道納入《石油天然氣"全國一張網(wǎng)"建設(shè)實(shí)施方案》。該管道將經(jīng)過內(nèi)蒙古、河北、北京等3�。ㄊ校�9個(gè)縣區(qū)，全長(zhǎng)400多公里。
與中石油天然氣摻氫管道不同的是，中石化上述管道，建成后將是中國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長(zhǎng)距離的純氫輸送管道。
中石化該管道還將在沿線多地預(yù)留端口，便于接入潛在氫源。也就是說，烏蘭察布至燕山石化輸氫管道未來還將建設(shè)支線。
不僅僅是輸氫管道，近年來中石化還在大刀闊斧上馬加氫站。截至目前，中石化已建成氫燃料電池供氫中心11個(gè)、加氫站128座。在其"十四五"整體規(guī)劃中，目標(biāo)是建成加氫站1000座。
氫能管道和加氫站均屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，十分"燒錢"。粗略匡算，2030年左右，中石化砸向氫能基建網(wǎng)絡(luò)的投資將達(dá)到上千億元。
那么，中石化如此重金押注，氫能基建真的是一門好生意嗎？
輸氫管道面臨兩大難題
近年來，中國氫能行業(yè)快速發(fā)展。但是，綠氫項(xiàng)目多集中在風(fēng)電、光伏豐富的西北、華北地區(qū)，在長(zhǎng)距離輸氫成本居高不下的情況下，如何將綠氫運(yùn)送到京津冀甚至是長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)是一大問題。
目前，長(zhǎng)管拖車是長(zhǎng)距離氫氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞健５@種方式成本較高、效率較低，也是造成終端用氫成本高的主要原因之一，極大制約了氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
解決辦法，一個(gè)是將用氫工業(yè)大戶往氫能豐富的西北地區(qū)遷移，當(dāng)然，這一過程注定漫長(zhǎng)；另一個(gè)可行的方式是，建立長(zhǎng)距離輸氫管道，以實(shí)現(xiàn)較低成本的"西氫東送"、"北氫南送"。
氫氣儲(chǔ)運(yùn)手段主要包括管道運(yùn)氫、高壓槽車運(yùn)氫、液氫、合成氨運(yùn)氫等幾類。管道輸氫成本約為高壓槽車運(yùn)氫的1/10，可以將氫氣每百公里運(yùn)費(fèi)降到0.5元/千克以下。
目前全球長(zhǎng)距離輸氫管道總里程超過5000公里。其中美國是2500多公里，歐洲是1700多公里。中國的輸氫管道建設(shè)仍處于起步階段，已建成的輸氫管道共有400公里，幾乎都是化石能源制氫的短距離輸送管道。
初始投資成本格外昂貴，是中國輸氫管道建設(shè)緩慢的主要原因。純氫管道建設(shè)一般要500萬元/公里，并且面臨建成后能否收回投資成本的問題。
在化石能源制氫、輸氫上，中石化早已積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。其旗下已有金陵—揚(yáng)子氫氣管道、巴陵—長(zhǎng)嶺氫氣輸送管線、濟(jì)源—洛陽氫氣管道，最長(zhǎng)投運(yùn)時(shí)間約16年。
在"中國第一氫能公司"戰(zhàn)略指引下，近年來中石化的氫能管道建設(shè)在明顯加速。
早在2022年，中石化擬投資200億元建設(shè)京蒙輸氫管道項(xiàng)目的消息就曾在業(yè)界流傳開來。2022年12月，中石化正式立項(xiàng)并向主管部門做了申報(bào)。但是，由于涉及項(xiàng)目主體變更等原因，2022年所申報(bào)的項(xiàng)目被廢止。
2024年1月11日，中石化重新申報(bào)并很快審批通過。該項(xiàng)目一期運(yùn)力10萬噸/年，并預(yù)留了50萬噸/年的遠(yuǎn)期提升潛力。該項(xiàng)目還將在沿線多地預(yù)留端口，便于接入潛在氫源。這也意味著，未來，中國石化可依托"西氫東送"管道建設(shè)更多支線及加氫母站。
目前，管道輸氫有兩種選擇，一是天然氣摻氫管道輸氫；一是純氫管道輸氫。
天然氣摻氫技術(shù)是將氫氣以一定體積比例摻入天然氣中，利用現(xiàn)有天然氣管道輸送至終端用戶，隨后直接利用或?qū)錃馓峒兒髥为?dú)使用。然而，摻氫天然氣若要應(yīng)用到燃料電池汽車等對(duì)氫氣純度要求較高的領(lǐng)域，就必須從天然氣中提純氫氣，這將帶來一筆代價(jià)高昂的成本賬。
天然氣摻氫管道輸氫，可利用大量已有天然氣管道，在前期成本占優(yōu)，但是不利于后續(xù)的氫氣多領(lǐng)域應(yīng)用推廣，這就有了純氫管道輸氫的方案。然而，純氫管道初始投資成本十分高昂，此外，純氫管道還要解決氫脆的問題。
管輸氫氣與油氣管道因介質(zhì)流動(dòng)與燃爆特性不同，在工藝設(shè)計(jì)與安全控制等方面存在明顯差異。在高壓氣態(tài)輸送過程中，氫會(huì)逐步侵入并滲透鋼材，引發(fā)鋼材力學(xué)性能下降。
目前氫氣在中國仍屬于�；饭芾矸懂��？紤]到氫脆以及為了達(dá)到防爆安全要求，長(zhǎng)距離輸氫管道的沿線設(shè)計(jì)和鋪設(shè)就有了較大難度。
由此可見，中石化要想駕馭好"西氫東送"輸氫管道，還是要比經(jīng)營(yíng)油氣管道難了很多，成本與安全是兩大難題。
加氫站建設(shè)難算"經(jīng)濟(jì)賬"
中石化在純氫管道建設(shè)上發(fā)力，內(nèi)蒙古"西氫東送"到燕山石化，除了替代一部分用于煉化環(huán)節(jié)的灰氫之外，更主要的目的是要為氫車提供純氫。
建加氫站，是中石化在氫能基建上的另一個(gè)發(fā)力點(diǎn)。4月17日，中石化正式公布了階段性成果，目前已建成氫燃料電池供氫中心11個(gè)、加氫站128座，基本覆蓋了"3+2"氫燃料電池示范城市群，成為全球運(yùn)營(yíng)加氫站最多的企業(yè)。
早在2021年中期業(yè)績(jī)會(huì)上，中石化掌門人馬永生就明確提出了公司"十四五"期間氫能發(fā)展思路：一是規(guī)劃建設(shè)加氫站1000座，加氫服務(wù)能力達(dá)到20萬噸/年；二是大力發(fā)展可再生能源制氫，規(guī)劃累計(jì)制氫產(chǎn)量超百萬噸；三是聚焦氫能交通領(lǐng)域和綠氫煉化。
雖然，目前中石化距其1000座加氫站的"野望"還很遙遠(yuǎn)，但坐擁128座加氫站已經(jīng)穩(wěn)居第一了。目前，中國國內(nèi)加氫站數(shù)量總共也才400多座。
中石化加氫站進(jìn)展不如預(yù)期，并非能力不足，應(yīng)是有意控制投資節(jié)奏。就如同純氫管道之于油氣管道，加氫站的建設(shè)成本也要比加油站高了好幾個(gè)量級(jí)——一座加氫站大約要2000萬元的投資成本。
在國家推動(dòng)建設(shè)氫走廊的規(guī)劃中，中石化扮演了關(guān)鍵角色，目前著力打造的包括渝萬、京津唐、滬嘉甬、濟(jì)青、鄭汴洛濮、呼包鄂烏、粵港澳大灣區(qū)7個(gè)氫走廊重點(diǎn)區(qū)域中，前4個(gè)走廊已經(jīng)初步打通，后3個(gè)走廊也已有加氫站布局。
中石化氫走廊的建設(shè)策略，是要依托高速公路（國道、省道）建設(shè)加氫站并連點(diǎn)成線建成加氫干線，以此聯(lián)通、激活氫能產(chǎn)業(yè)。
今年3月，山東宣布?xì)淠苘嚸馐崭咚儋M(fèi)，被視為氫車行業(yè)一大利好。
山東氫能高速背后，中石化即為大玩家。早在2021年11月，中石化與山東高速服務(wù)開發(fā)集團(tuán)合作，在濟(jì)青高速北線淄博南服務(wù)區(qū)投建了一座加氫站，設(shè)計(jì)供氫能力500千克/12小時(shí)，可滿足50輛氫燃料車加注，這也是國內(nèi)高速公路服務(wù)區(qū)首座建成運(yùn)營(yíng)的加氫站。
濟(jì)青氫走廊之外，截至2023年底，中石化已在浙江已建成10座加氫站，實(shí)現(xiàn)"氫能走廊""連點(diǎn)成線"，上海、寧波、嘉興、杭州跨區(qū)域氫能物流干線常態(tài)化規(guī)模化運(yùn)行具備了條件。
當(dāng)然，中石化耗資不菲建設(shè)起來的加氫站，也面臨著利用率低的嚴(yán)酷局面。由于氫燃料汽車普及率較低，國內(nèi)加氫站的使用率一直非常低，并普遍虧損。
中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，截至2023年末，全國已經(jīng)建成加氫站428座，主要分布在廣東、山東、河南、河北和浙江。不過，處于運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的加氫站只有274座，占比64%。
有業(yè)內(nèi)人士算過一筆賬，氫氣成本約占加氫站運(yùn)營(yíng)成本的70%以上，如果氫源較遠(yuǎn)，那么氫氣到站成本高昂，經(jīng)濟(jì)賬肯定算不過來。一個(gè)日供氫能力為500公斤的加氫站使用飽和率需達(dá)到60%以上，才有可能達(dá)到盈虧平衡。
2023年全國兩會(huì)期間，億華通董事長(zhǎng)張國強(qiáng)披露稱，已獲批的5大城市群、41座城市在四年示范期內(nèi)，合計(jì)計(jì)劃推廣約3.5萬輛燃料電池汽車，年均推廣量不足萬臺(tái)。
由于過于依賴產(chǎn)業(yè)政策的氫能車推不開，加氫站也日子就不好過——缺少需求支撐。未來，無論是中石化已建成的128座加氫站，還是未來計(jì)劃建成的1000座加氫站，都要直面嚴(yán)酷的經(jīng)營(yíng)壓力。
"雞生蛋，還是蛋生雞"的困局
從"西氫東送"輸氫管道，到下游加氫站連點(diǎn)成線建成氫走廊、加氫干線，中石化已經(jīng)布好一盤大棋。最終要有效盤活這套圍繞氫能的基建網(wǎng)絡(luò)，有一個(gè)先決條件，那就是要有綠氫。
因?yàn)橹挥芯G氫才是未來，如果耗資巨大最終用的還是灰氫就意義大不。"西氫東送"本身，就是旨在利用西北華北豐富、優(yōu)質(zhì)的風(fēng)光資源去制綠氫。
與純氫輸氫管道相配套，中石化烏蘭察布10萬噸/年風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目（制氫廠部分）也已經(jīng)獲批。
該制氫項(xiàng)目總投資59.4億元，主要包括新建25個(gè)制氫廠房，每個(gè)廠房各配置8套電解槽，共計(jì)200套1000Nm3/h堿液電解槽電解水制氫裝置、1座6000立方水容積的低壓緩沖罐和約47.6千米中水輸送管線（起點(diǎn)位于商都縣七臺(tái)鎮(zhèn)污水處理廠，終點(diǎn)為制氫工廠）。
中石化規(guī)劃，"十四五"期內(nèi)可再生能源制氫產(chǎn)量超百萬噸，這也意味著年綠氫產(chǎn)能至少要達(dá)到20萬噸。除了烏蘭察布制綠氫項(xiàng)目，中石化已在新疆庫車建成我國首個(gè)年產(chǎn)2萬噸光伏綠氫示范項(xiàng)目，在內(nèi)蒙古鄂爾多斯正在啟動(dòng)建設(shè)3萬噸/年綠氫項(xiàng)目。
西北綠電制綠氫-輸氫管道"西氫東送"-千座加氫站"連點(diǎn)成線"建成加氫干線、氫走廊，從上至下、環(huán)環(huán)相扣，這就是中石化完整的"氫能野望"。
這一套完整的氫能戰(zhàn)略，需要巨量的投資。即使不去計(jì)算綠氫制造，光是輸氫管道和加氫站建設(shè)，其初始投資就將超千億。而既然是環(huán)環(huán)相扣，那么，如果氫能產(chǎn)業(yè)鏈的某一個(gè)環(huán)節(jié)不夠成熟的話，都會(huì)影響到其他環(huán)節(jié)的效益。
其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)——綠氫制備環(huán)節(jié)還不夠成熟，是最大難題。
目前氫能仍處于發(fā)展初期階段，仍面臨著"雞生蛋、蛋生雞"的困局。綠氫在中國每年4000多萬噸的氫能總產(chǎn)能中，占比尚不足0.1%，35元/公斤的綠氫制備成本還遠(yuǎn)不具備經(jīng)濟(jì)性，這就導(dǎo)致綠氫的需求潛力釋放不出來。而沒有綠氫的規(guī)�；膽�(yīng)用，就難以降低綠氫的生產(chǎn)成本。
氫能基建也一樣面臨"雞生蛋、蛋生雞"困局。沒有大規(guī)模的氫能基建，推廣氫能應(yīng)用無從談起；可是氫能管道和加氫站又都造價(jià)高昂，其能否有效收回成本要看輸氫量與加氫量，而用氫規(guī)模還要取決于綠氫制備的成本。
正因綠氫不具經(jīng)濟(jì)性，億華通董事長(zhǎng)張國強(qiáng)在今年兩會(huì)提案中，建議拓展氫能在儲(chǔ)能、發(fā)電、冶金、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)�；l(fā)展。同時(shí)，張國強(qiáng)還建議，終端氫氣加注價(jià)格控制在每千克30元以內(nèi)，高出部分由政府給予補(bǔ)貼。
實(shí)際上，在不考慮加氫補(bǔ)貼的情況下，囊括儲(chǔ)運(yùn)成本在內(nèi)，能夠把加氫價(jià)格控制在30元/千克以內(nèi)的，目前只有煤制氫（即灰氫）能夠做到。
綠氫降本難，意味著中國石化這套造價(jià)不菲的氫能基建網(wǎng)絡(luò)的成本回收將異常艱難。
中石化這套環(huán)環(huán)相扣的氫能戰(zhàn)略，每個(gè)環(huán)節(jié)之間都有相互加強(qiáng)的內(nèi)生拉力，輸氫管道要效率運(yùn)營(yíng)就要多輸綠氫，這需要上游制氫廠多制綠氫；同時(shí)，輸氫通道也要適時(shí)擴(kuò)張、擴(kuò)容；下游加氫站也是一樣，它要向不同城市擴(kuò)張，建成的加氫站還要考慮利用率和飽和率。
與其他布局氫能產(chǎn)業(yè)的央企相比，中石化的氫能戰(zhàn)略是"大而全"的，涵蓋綠氫裝備制造、制綠氫、氫能基建以及終端用氫等全鏈條。目前，中石化還在燕山石化、廣州石化開展綠氫裝備制造方面的嘗試。4月12日，中國石化在武漢正式揭牌了氫能裝備制造基地。
這樣一套"大而全"的氫能網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)鏈條之間一旦運(yùn)轉(zhuǎn)起來就停不下來。其難點(diǎn)還在于，每個(gè)鏈條自身都不夠成熟，且還仰賴上下游鏈條的成熟才能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這就十分考驗(yàn)中石化的整體把控能力和戰(zhàn)略持續(xù)性了。
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