在“双碳”目标背景下,氢能产业迎来前所未有的发展机遇,涌现了一批具有行业特色的新兴合作模式和业态。氢能产业合作新模式是未来氢能市场形成的重要组成部分,对新模式的研究有利于研判氢能产业发展方向。本文通过对国内外氢能全产业链的合作新模式进行分析,总结当前合作模式的运行机理,分析了各类模式的优势、劣势及发展前景。
1氢能产业合作新模式
1.1能源耦合发展模式
在“双碳”目标下,氢能能源耦合发展是实现能源系统低碳绿色化的重要途径,主要体现在2个方面:
(1)提高可再生能源渗透率。
(2)通过能量梯级利用和物质循环利用。由于氢能属于二次能源,因此能源耦合模式具备普遍性,但不同企业在耦合深度和广度上有所区别。
能源耦合发展模式主要有2种路径:①行业内纵向优化,实现氢能与其它不同能源形式的耦合。②行业间横向合作,实现氢能跨行业、跨产业间的能源耦合。行业内纵向优化典型应用案例有国家能源集团“风光氢储融一体化”、美锦能源“煤焦气化一体化”,跨行业耦合以“中核—清华—宝武钢铁”“核能制氢冶金一体化”为代表。
风光氢储融一体化的整体发展思路——“以风光带氢、以氢促风光,风光氢储融一体化协同”,通过不断加大可再生能源与氢能的互促共进,化解可再生能源资源难获取和氢能业务暂不具备盈利性的“痛点”,风光氢储融一体化模式如图1所示。
图1 风光氢储融一体化模式
煤焦气化一体化是在焦化副产氢的基础上的升级改造,将焦炉煤气进行提纯后供给氢燃料电池汽车等相关场景,实现资源循环利用。此模式的优势在于,相应配套技术完善且化工产业自身氢能需求较大,产业升级改造仅需要增加氢纯化设备,煤焦气化一体化模式,具体如图2所示。
图2 煤焦气化一体化模式
核能制氢冶金一体化是指利用核能发电或经热化学循环、高温蒸汽电解等方式制氢,结合后端直接氢还原工艺(DRI)以代替炼钢工艺中使用的化石燃料,目前处于技术研发阶段。
1.2一体化发展模式
氢能产业链主要由“上游制氢—中游储运—下游应用”组成,重点企业前瞻性布局,结合既有产业布局与定位,通过自主研发与投资并购等手段形成了纵贯产业链上中下游,氢能与燃料电池领域研发、制造与应用融合发展的一体化发展模式。该模式可细分为半自主化与全自主化,前者通过自有产业布局结合投资并购等手段完成一体化布局,后者完全依托自有资源研发布局。目前,行业内有3家代表性一体化发展企业,即半自主化布局的国家电投公司、中国石化公司,以及全自主化布局的长城未势能源公司。