氫儲運難題如何攻克?「三快」企業競爭優勢明顯

2024年02月18日17:55:27 財經 1512

根據天然氣發展經驗,便利且低廉的儲運方式是氫成為大宗能源關鍵環節,所以如何降低氫儲運成本是氫的規模化應用前提條件。國內電解制氫設備、燃料電池設備成本下降快速快、降本路徑也相對明確,目前僅有氫儲運設備價格長期居高不下。目前國內氫能運輸成本占氫能終端售價的比例高達40%~50%,在「制儲運加用」中儲運環節已經成為最後的成本壁壘。

本文將從氫儲運難點及突破方向、氫儲運市場潛力、市場競爭核心等三個方面,對氫儲運難題如何突破、領先企業應具備哪些特點進行探討。

一、氫氣運輸的兩大難題

氫儲運包括了氫氣運輸和終端氫氣存儲。氫儲運成本並非體現在所有環節,可以認為,中長途氫儲運曙光已現,短途運輸持續探索。

根據「兩桶油」管道輸氫實踐,每公斤氫運輸100公里成本0.5元,這意味著未來內蒙古氫氣送至北京,成本基本在3-4元/公斤。此外液氨、甲醇等氫基燃料也為海上運氫提供了備選方案。在此背景下,氫雲鏈認為,目前氫儲運難題主要體現在短途氫氣運輸與終端氫氣存儲兩個環節。

1、氫氣運輸難題。氫儲運各類技術各有優劣,從圖1可見,現階段氫氣運輸存在設備成本-運輸成本-轉化成本的「不可能三角」。

長途運輸基礎設施建設慢、短途運輸降本難。儘管長途運輸存在基礎設施建設周期長,投入高,但方向已經明確。但短途運輸目前尚未出現理想的技術途徑和解決方案。現階段高壓氣態運氫是主要的短途運輸方式,如何降低高壓氣態的設備成本與運輸成為關鍵。

因此氫雲鏈認為,現階段氫儲運的難題可緩解而難以徹底解決,尤其是在短途運輸環節。

圖1 設備成本-運輸成本-轉化成本的「不可能三角」

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圖片來源氫雲鏈

2、終端應用氫氣攜帶難題。如圖2所示,終端應用的儲氫容器則存在「純氫好用不好攜帶,氫基燃料好攜帶不好用」的問題,儲氫設備布置與氫氣應用在成本與便利上均存在矛盾。

高壓氣瓶成為最常見的終端儲氫模式是綜合成本、使用便利、安全性、技術成熟度等因素的折中結果。理想的終端儲氫方案仍有待進一步探索。

圖2 終端應用氫氣攜帶難題

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圖片來源氫雲鏈

3、IV型儲氫瓶為突破口。針對短途氫氣運輸與終端氫氣攜帶兩個環節難題,氫雲鏈認為兩個突破點:

關鍵突破點(1):運輸端提升單次運氫量。短途運輸是終端站售氫氣價格高企的核心原因,成為現階段核心突破點。由於運氫車搭載的氫氣重量遠小於汽車自重(目前20MPa長管拖車運輸效率約為1%),提高氫氣質量對運輸成本影響微小,因此提升單次氫氣運輸量可有效降低氫氣運輸單價。目前提升運輸壓力、儲運設備大型化等是提升運氫車儲氫主要的方式。

關鍵突破點(2):設備端減重降本。提升終端氫氣攜帶重量、減小儲氫設備體積、降低設備成本是提升氫能終端應用競爭力的三大關鍵。如III型瓶自重過大,對氫無人機性能影響明顯;車載儲氫系統降本速度遠落後於燃料電池,已達燃料電池成本1/3甚至1/2,嚴重阻礙整車降本。

IV型瓶在儲氫密度、輕量化、成本、壽命等方面優勢凸顯,成為兩個關鍵突破點的重點發展方向,有望在短途氫氣運輸、終端氫氣裝載等環節替代Ⅱ型瓶和III型瓶,成為高壓氣態氫儲運的主流。

二、儲氫罐市場規模幾何?

2021年全球氫氣需求達到超過9400萬噸,中國氫氣市場規模約為3300萬噸。按照氫氣15元/公斤,全球市場規模達到1.5萬億元。到2050年,全球氫氣需求將超過5億噸,中國氫氣市場規模將超過1億噸。按照氫氣價格10元/公斤,全球市場規模達到5萬億。

龐大的氫氣供需市場對應著龐大的氫氣運輸設備需求。廣闊的市場前景推動多個企業持續深耕儲氫市場。

某儲氫罐企業向氫雲鏈表示:「僅考慮氫能交通場景,儲氫瓶市場規模就能夠達到千億級別。」該企業認為,到2030年將形成1000億車載儲氫瓶市場和2000億氫氣儲能市場,其中預計到2030年氫能汽車保有量150萬輛,氫能汽車需求氫氣15萬噸,折算到高壓儲氫瓶約500萬隻。

即使是相對保守的機構,對儲氫容器的市場規模預估也達到千億級別。根據海外機構Research And Markets數據,2030年氫壓力容器市場將達到198億美元,而2023年—2030年預測期內複合年增長率高達50.9%。

三、如何搶佔市場?

根據天然氣行業經驗,長管拖車與車載壓力容器均有很高的市場集中度。實際上目前儲氫容器市場已高度集中度,「快魚吃慢魚」的現象較為明顯。

最後,討論企業IV型瓶市場如何突圍,如何搶佔先機?氫雲鏈認為,在保障產品安全的前提下,具備「三快」特點將在早期市場取得優勢。

上量快。安全是壓力容器的生命線,實踐是檢驗產品的唯一標準。與下游終端廠商緊密配合,在IV型瓶整體進入市場的初期就快速完成規模化驗證的企業有望領跑行業。如彼歐藍能等企業的年產數萬支IV型儲氫罐產線已經蓄勢待發。

響應快。儲氫容器應用場景豐富、型號多樣,能夠快速響應客戶對不同型號產品需求的企業有望在細分環節取得先機,並將優勢延伸至其他型號與場景。如中材在無人機市場已取得壟斷式的領先。

降本快。成本是製造業永恆的話題,儲氫容器降本速度將快速成為市場競爭核心,具備材料優勢、設備優勢的企業有望獲取成本優勢。

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編輯:氫氫我心 校對:風氫揚 審核:氫雲小仙女

源:北京商報、氫雲鏈整理

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