根據天然氣開發的經驗,方便、廉價的儲運方式是氫氣成為大宗能源的關鍵環節,因此如何降低氫氣儲運成本是氫氣大規模應用的前提。 國內電解製氫裝置、燃料電池裝置成本快速下降,降本路徑相對清晰只有氫氣儲運裝置**長期居高不下。 目前,國內氫能運輸成本佔氫能終端售價的40%至50%,儲運環節成為“產、儲、運、用”中最後的成本障礙。
本文將從氫氣儲運的難點和突破方向、氫氣儲運的市場潛力、市場競爭的核心三個方面,重點探討如何突破氫氣儲運存在的問題以及龍頭企業應具備哪些特點。
1、氫氣運輸的兩大問題
氫氣儲運包括氫氣運輸和終端儲氫。 氫氣儲運成本並非體現在所有環節,可以認為中長途儲氫運的曙光已經出現,短途運輸不斷探索。
按照“兩桶油”管道氫氣運輸的慣例,每公斤運輸100公里氫氣的成本為05元,這意味著未來從內蒙古到北京的氫氣成本基本在3-4元。 此外,液氨和甲醇等氫基燃料也為海上運輸氫氣提供了替代方案。 在此背景下,氫雲鏈認為,當前氫氣儲運問題主要體現在短距離氫氣運輸和終端儲氫兩個鏈結。
1.氫氣運輸問題。 各種儲氫運輸技術各有優缺點,從圖1可以看出,現階段存在氫氣運輸裝置成本、運輸成本、轉換成本“不可能的三角”。
長途運輸基礎設施施工緩慢,短途運輸難以降低成本。 雖然長途交通基礎設施建設時間長,投入高,但方向已經明確。 然而,對於短途運輸,目前還沒有理想的技術方法和解決方案。 目前,高壓氣態氫運輸是主要的短途運輸方式,如何降低裝置成本和高壓氣態運輸成為關鍵。
因此,氫雲鏈認為現階段氫氣儲運問題可以緩解,但難以完全解決,特別是在短途運輸環節。
圖1 裝置成本、運輸成本、轉換成本的“不可能三角”
氫雲鏈。
2.終端應用中的氫氣攜帶問題。 如圖2所示,終端應用儲氫容器存在“純氫易用不易攜帶,氫基燃料易攜帶不易使用”的問題,儲氫裝置布局與氫應用的成本和便利性之間存在矛盾。
高壓氣瓶之所以成為最常見的終端儲氫方式,是成本、易用性、安全性、技術成熟度等因素折衷的結果。 理想的終端儲氫方案仍有待進一步探索。
圖2 最終用途應用中的氫氣攜帶問題。
氫雲鏈。
3.IV型儲氫瓶是乙個突破。 對短距離氫氣運輸和終端氫氣運輸兩個環節問題,氫雲鏈認為有兩大突破點:
關鍵突破點 (1)。:增加運輸端一次運輸的氫氣量。 短途運輸是終點站氫氣銷量高的核心原因,也成為現階段的核心突破點。 由於氫氣卡車運載的氫氣重量遠小於車輛的重量(目前20MPa長管拖車的運輸效率約為1%),因此提高氫氣質量對運輸成本影響不大,因此增加單次氫氣運輸量可以有效降低氫氣運輸的單價。 目前,增加運輸壓力和大型儲運裝置是提高氫氣運輸車輛儲氫的主要途徑。
關鍵突破點(2):減輕裝置方面的重量和成本。 增加終端氫氣的承載重量、減少儲氫裝置的體積、降低裝置成本是提高氫能終端應用競爭力的三大關鍵。 如果III型瓶的重量過大,將對氫無人機的效能產生重大影響。 車載儲氫系統的成本降低速度遠遠落後於燃料電池,燃料電池的成本已達到1 3甚至1 2,嚴重阻礙了整車成本的降低。
IV型瓶在儲氫密度、重量輕、成本、壽命等方面具有突出優勢,成為兩大關鍵突破點的重點發展方向,有望在短距離氫氣運輸和終端裝氫中取代IV型瓶和III型瓶,成為高壓氣態儲氫運輸的主流。
2. 儲氫罐的市場規模是多少?
2021年,全球氫氣需求量達到9400多萬噸,中國氫氣市場規模約為3300萬噸。 按15元公斤氫氣計算,全球市場規模達到15萬億元。 到2050年,全球氫氣需求量將超過5億噸,中國氫氣市場規模將超過1億噸。 按氫氣**10元公斤計算,全球市場規模達到5萬億。
巨大的氫氣供需市場對應著對氫氣運輸裝置的巨大需求。 廣闊的市場前景促使眾多企業繼續深耕儲氫市場。
一家儲氫罐公司告訴氫雲鏈:“僅考慮氫能運輸場景,儲氫瓶的市場規模可以達到1000億的水平。 公司認為,到2030年,將形成1000億輛汽車儲氫瓶市場和2000億輛氫儲能市場,預計到2030年,氫能汽車數量將達到150萬輛,氫能汽車將需要15萬噸氫氣,轉化為約500萬個高壓儲氫瓶。
即使是相對保守的機構也估計,儲氫容器的市場規模將達到1000億個的水平。 據海外機構Research and Markets資料顯示,2030年氫氣壓力容器市場規模將達到198億美元,2023-2030年復合年增長率高達50%9%。
3. 如何搶占市場?
根據天然氣行業的經驗,無論是長管拖車還是車載壓力容器,市場集中度都很高。 事實上,目前儲氫容器市場集中度高,“快魚吃慢魚”現象更為明顯。
最後,如何打通企業靜脈瓶市場,如何搶占先機? 氫雲鏈認為,在保證產品安全的前提下,憑藉“三快”的特點,在前期市場獲得優勢。
快速給藥。 安全是壓力容器的生命線,實踐是檢驗產品的唯一標準。 在與下游終端廠商的緊密配合下,在IV型瓶整體進入市場的前期快速完成大規模驗證的企業,有望引領行業。 比如,塑奧全藍能源等企業年產數萬條IV型儲氫罐生產線就蓄勢待發。
快速響應。 憑藉豐富的應用場景和多樣化的模式,能夠快速響應客戶對不同型別產品需求的企業有望率先細分,並將優勢延伸到其他模式和場景。 例如,中材在無人機市場取得了壟斷。
快速降低成本。 成本是製造業永恆的話題,儲氫容器的成本降低速度將迅速成為市場競爭的核心,擁有材料優勢和裝置優勢的企業有望獲得成本優勢。
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