氢(Hydrogen)能源目前的进展,相关企业有哪些?

氢

氢气特性

是地球最丰富的元素,但鲜少单独存在,可透过电解将氢与其他原子分离。制氢的方法还有天然气水蒸气转化法蒸气甲烷重整(Steam methane reforming,SMR)。

氢气目前被用来生产肥料,也应用在各种不同的生产流程,特别是石油化学产业。由于氢气不排放二氧化碳,故被拜登内阁作为降低长程卡车、海运货运和航空旅游等产业之温室气体排放的策略之一。

氢能源的优缺点

优点

最干净的能源

氢是目前所有己知能够运用的能源选项中,最没有疑义,公认最干净的一种能源。因为经过燃烧后,只会产生纯水,完全不会造成任何生态的负担。

未来潜在性

氢能源的未来性没有疑义,具有无限寛广的未来性,和无穷的市场;再加上目前氢能源的发展仍属于非常早期的起步阶段,各国和资本市场对氢能源的投资都很积极。

缺点

成本

由于氢能源的发展仍在很早期的阶段,目前的所有的成本加总实际上的整体相关成本实在太高,很难在能源市场上和其它能源相较,具有竞争力。

运送

运送是最大的挑战,必需要有特殊的运输设备和管线。

能源转换效率不高

由于氢是气体,为了便于运输和管线传送以及节省空间,保持稳定,降低氢气体的活性,以提升安全性,必需进行压缩成液体。经过反复的压缩和还原,会消耗能源,当然会降低能源转换效率。

安全性

氢是气体,活性很高,一有火源就容易酿成不可收拾的悲剧。因此为了安全性,必需花费许多工夫进行防范。

主要国家的发展现况

美国

美国政府的补贴款将给予区域氢能中心,其中包括州和地方合作伙伴,以及氢供应商,还有产业买家与对计画贡献资金的能源基础建设公司。这七座区域氢能中心分布在美国16个州,依据发展氢能的地区优势所规划设计。这些中心并不是单一设施,而是能相互运作,共同发展美国氢能经济的庞大资产。这起70亿美元的区域氢能中心计画估计可刺激430亿美元民间投资,同时创造工作机会。拜登屡次表示,创造就业是发展洁净经济的益处之一。

美国能源部公布了70 亿美元联邦拨款的首批接受者,以根据2021 年通过的基础设施法加速区域氢中心的发展。这七个中心将为:

  • 大西洋中部
  • 阿巴拉契亚
  • 中西部
  • 明尼苏达州和平原州
  • 墨西哥湾沿岸
  • 太平洋西北地区
  • 加利福尼亚州

拜登总统在宾州宣布了这项消息,该州的大西洋中部中心将获得高达 7.5 亿美元的资金,并将利用现有的石油基础设施从再生能源和核能中生产氢气; 专案合作伙伴包括PBF Energy(美股代码:PBF)和液化空气集团(美股代码:AIQUF和AIQUY)。

阿巴拉契亚中心由参议员乔·曼钦(Joe Manchin) 支持,横跨西维吉尼亚州、俄亥俄州和宾夕法尼亚州的部分地区,并将与天然气生产商EQT Corp. (美股代码:EQT)合作,获得高达9.25 亿美元的资金,利用天然气和碳捕获来生产氢气。 耗资 9.25 亿美元的 Heartland 氢中心旨在利用该地区的能源资源,帮助农业部门化肥生产脱碳,并推进清洁氢在发电中的使用; 合作伙伴包括 Xcel Energy(美股代码:XEL)、Marathon Petroleum(美股代码:MPC)和 TC Energy(美股代码:TRP)。 预计这些公司将在这些中心投资超过 40B 美元,目标是生产超过 300 万公吨。

由中西部各州提议的一个中心获得了高达 10 亿美元的资助,部分由核能提供动力,为钢铁和玻璃生产等用途提供氢气; 合作伙伴包括 Exelon(美股代码:EXC) 和 Constellation Energy (美股代码:CEG)。

名为 HyVelocity 的价值 1.2B 美元的墨西哥湾沿岸枢纽将在一个已经拥有世界上最大的氢气生产和能源基础设施集中区的地区开发;合作伙伴包括埃克森美孚(美股代码:XOM)、雪佛龙(美股代码:CVX)、液化空气集团、三菱电力、Orsted (美股代码:DNNGY)、AES Corp. (美股代码:AES) 和 Sempra(美股代码:SRE); 亚马逊(美股代码:AMZN)是该中心的预期最终用户之一。

亚马逊、三菱和液化空气集团也是获胜的太平洋西北枢纽的合作伙伴,加入 Fortescue(美股代码:FSUMF)以及当地公用事业波特兰通用电气(美股代码:POR) 和 Puget Sound Energy 的行列。

亚马逊和空气产品公司(美股代码:APD)是加州一个价值1.2B 美元的计画的参与者之一,该计画将完全利用再生能源和生物质生产氢气,旨在实现公共交通、重型卡车运输和港口运营的脱碳。

中国

2022年时3⽉下旬,⼤陆发改委公布氢能产业发展中⻑期规划(2021年⾄2035年),明确提出⽀持氢能产业链发展,这也是⼤陆⾸个氢能产业中⻑期规划,其中,氢能燃料电池汽⾞保有量2025年要达到5万辆。⾃此,各地⽅政府纷纷跟进响应,并推出规划五年产业发展⽬标。

2023年,陆首条“西氢东送”管道建设启动 将从内蒙古通到北京。

中国的中车公司也在同年发布氢能源城市列车,最高时速160公里,可实现600公里超长续航。氢燃料电池动力船也已经首航成功:⾸艘内河氢燃料电池动⼒⽰范船“三峡氢⾈1 号”,在湖北宜昌三峡游客中⼼完成⾸航。

2022年时的统计,全球有氢燃料电池汽车大约5万辆,大陆约有1万辆,预计到2030年全球会超过1000万辆,大陆将超过200万辆。统计到2025年氢燃料电池汽⾞累计推广量将超过15万辆,加氢站将超过1,000座,氢能产业累计产值将超过⼈⺠币9,600亿元。

欧洲

2023年3月,欧盟委员会发布了欧洲氢能银行计划,以刺激和支持可持续氢能的生产和投资;这一计划伴随着《净零工业法案》而生。该法案旨在促进欧盟清洁能源领域的制造和生产,目标到2030年,欧盟整体战略净零技术制造能力接近或达到欧盟部署需求的至少40%,涉及光伏和光热、陆上风能和海上可再生能源、电池和储能、热泵和地热能、电解槽和燃料电池、生物甲烷等。

随着2022年5月RePower EU计划的公布,欧盟委员会进一步提高了欧洲将可再生氢作为重要能源载体、加快欧盟能源转型和能源系统脱碳的雄心。RePower EU计划的目标是到2030年在欧盟生产1000万吨可再生氢,并进口1000万吨可再生氢。欧盟还创建了“欧洲氢能银行”,加大对氢能市场的投资力度。

2022年时,欧洲宣布启动第一条大型氢气管线计画 H2MED,串联葡萄牙、西班牙和法国,耗资约 28 亿欧元。

2023年11月时,德国计画“南部氢能走廊”(SoutH2 Corridor)将北非的再生能源通过管道的方式,经由义大利、奥地利、瑞士输送到德国南部。氢能走廊的专用管道全长3,300公里,将从突尼斯的北非海岸出发,经由义大利天然气主干线,过境奥地利/瑞士,最终到达德国南部工业重镇巴伐利亚州。

氢能源的相关企业

氢气生产商

企业名称美股代码相关业务
埃克森美孚XOM已拨款 70 亿美元用于 2022 年至 2027 年与氢、碳捕获和生物燃料相关的项目
雪佛龙CVX雪佛龙正积极参与氢气生产,透过其传统业务每年生产约 100 万吨
林德LIN林德是一家工业气体公司,业务包括二氧化碳、氦气、氢气、电子气体、特殊气体和乙炔
壳牌SHEL壳牌也透过再生资源发电、销售氢气并提供电动车充电服务
空气化工APD是气体、制程气体和特殊气体及相关服务的供应商
杜邦DD杜邦 AmberLite P2X110 离子交换树脂,专为电解槽回路的独特化学特性而设计,旨在促进从水中产生氢气
英国石油BP已开绐涉及天然气、天然气和电力综合生产和贸易,以及风电、氢气和碳捕获设施的运作。
康明斯CMI提供引擎、发电系统、过滤系统、排放解决方案以及采用电池、燃料电池和氢气生产技术的电力系统
布鲁姆能源BE旗舰产品Bloom Energy Server利用固体氧化物技术将包括天然气和氢气在内的各种燃料无需燃烧即可转化为电力
普拉格能源PLUG为不同应用提供清洁氢气和零排放燃料电池解决方案,包括供应链、物流、电动车和固定电力市场

氢燃料电池及应用企业

排名企业名称市值 (美金十亿)股价股票代码
1Plug Power$2.85 B$4.71PLUG
2Doosan Fuel Cell$1.15 B$17.62336260.KS
3Ballard Power Systems$1.13 B$3.79BLDP
4Nikola$1.03 B$0.89NKLA
5Ceres Power$0.45 B$2.36CWR.L
6SFC Energy AG$0.37 B$21.70F3C.DE
7Hyzon Motors$0.21 B$0.87NZAH

目前推广的非技术困难

产业界反对补助法规

美国燃料电池与氢能协会(FCHEA)执行长Frank Wolak在一份声明中表示,“这些拟议中的法规和要求,将不必要地阻碍美国氢能产业的投资和技术发展。”包括美国商会在内的商业团体抨击了新的氢能补贴规则,并表示这将减缓氢能经济的建设。

2023年12月底,美国财政部在联邦公报网站上发布了一份长达128页的提案,提案写道美国企业每生产1公斤氢能就有望获得最高3美元的税收抵免,但这些氢能项目使用的电力必须来自最近三年内新建的清洁电力项目,并且必须与氢工厂位于同一电网区域。

草案规定窒碍难行

提案规定,氢能生产商必须每小时证明其电解槽使用的电力来自新的再生能源项目,这表示电解槽只能在清洁电力可用的同一个小时内运作。美国财政部要求相关氢能专案公司从2028年开始实施这种方案,比许多公司和产业组织期望的要早。

幸运的是,这项提案还处于征求公众意见的草案阶段,这些要求可能不会出现在法案的最终版本之中。产业界表示如果依照书面上规定,到2030年美国的氢气产量将减少70%。产业界正计划积极努力帮助调整政府法规。

氢
credit: fchea.org

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