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【行业动态分析】民用液氢离我们有多远?暨鸿达兴业液氢募资项目分析?

【行业动态分析】民用液氢离我们有多远?暨鸿达兴业液氢募资项目分析? 中科富海
2020-03-16
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导读:▲中科昊海绿色氢能及氢液化设备施工现场小编有话说:氢能相比传统化石能源具有来源广、能量密度高、环保效果好和用

中科昊海绿色氢能及氢液化设备施工现场


小编有话说:氢能相比传统化石能源具有来源广、能量密度高、环保效果好和用途范围广等优势,正逐渐成为世界各国普遍认同的未来能源。而在国外早已得到广泛应用的民用液氢,在国内还没有得到实际应用,在这个时候,鸿达兴业提出的年产3万吨液氢,液氢规模化应用项目如平地惊雷,触动了所有氢能人的心,许多人惊呼:"民用液氢的春天就要来了!"

众所周知,中科富海依托中科院理化所雄厚的技术实力,早在两年前就研发制造了国内第一套1.5吨/天的氢液化设备,但是由于种种原因,迟迟没有落地投产。中科富海人没有去等待政策及大环境的完全具备条件,而是靠着自力更生、迎难而上的精神,主动承担起了国内民用液氢开路人的角色,决心自主运营该氢液化装置,该氢液化项目预计于2020年年底正式投产。目前,受疫情影响暂停的项目建设已经恢复施工,争取把失去的时光抢回来。

本文将对鸿达兴业投资液氢项目的原因及优势进行分析,探讨液氢民用发展之路,并介绍中科富海氢液化项目的进展情况,以期对氢能的发展起到抛砖引玉的作用!


广州圆大厦(2019年12月,鸿达兴业购买大厦部分写字楼)


2020年3月9日,鸿达兴业股份有限公司召开第七届监事会第七次会议,本次会议逐项审议通过了《公司2020年度非公开发行A股股票预案》


本次非公开发行股票,鸿达兴业拟募资不超过49.85亿元,投建年产5万吨氢能项目。该项目建设周期为3年,包括2万吨高压气氢,3万吨液氢,同时副产100万吨84消毒液等含氯消毒剂和10万吨漂粉精。其中3万吨液氢项目将是我国首个规模化民用液氢项目。


来源:《鸿达兴业2020年度非公开发行A股股票预案》


鸿达兴业为什么投资氢能及液氢项目?


鸿达兴业称:“公司一直密切关注全球及国内氢能产业发展动向,积极布局氢能产业链上下游,推动构建完整的制氢、储氢、运氢及氢能应用产业链,努力提高公司在氢能领域的核心竞争力。”


针对此次上马的氢能源项目,鸿达兴业称系公司从原本氯碱产品为主要产品,氢气为副产品转向以氢气作为主要产品生产的一次重要的战略转变。鸿达兴业预计:“项目建设周期为3年,将建成年产5万吨氢能项目,其中年产3万吨液氢项目将是我国首个规模化的民用液氢项目,填补了国内民用液氢规模化生产的空白。”鸿达兴业预计,该项目动态税前内部收益率27.22%,税后内部收益率24.17%。


鸿达兴业在2016年投资设立内蒙古鸿达氢能源及新材料研究院有限公司,致力于氢气的存储及应用研究。目前,已在制氢及储氢方面积累了丰富经验,拥有气态、固态、液态三种储氢方式的技术。


内蒙古第一座加氢站—鸿达兴业氢能


2019年5月,鸿达兴业第一座加氢站在乌海市成功投入使用。该加氢站是内蒙古自治区第一座正式运营的加氢站,集中了氢能行业最新技术成果。鸿达兴业董事长周奕丰说“加氢站的建成,标志着公司用氢环节的项目落地,进一步贯通公司‘制氢、储氢、运氢及用氢’产业链。该加氢站投入使用,将引领和带动氢能城市建设,推动氢能社会发展。”


由此可以看出,鸿达兴业打算凭借着自身在制氢方面的经验,在打造制氢—储氢—运氢—用氢一体化产业链的道路上前进。


我国氢能发展现状


我国高度重视氢能与燃料电池的发展,自2011年以来,在战略、产业结构、科技、财政等方面相继发布了一系列政策,引导并鼓励包括氢燃料电池和相关产业在内的氢能产业发展。

2016年,氢能与燃料电池更是被列为我国能源科技重点发展的十五个领域之一,但对标国际先进水平,我国在氢能储运、氢燃料电池以及燃料电池汽车整车技术上还存在较大差距,关键设备的国产化率仍存在较大提升空间。 


上游:制氢路线多元、优势各异


我国大规模制氢主要采用成本较低的煤气化法、工业尾气提纯法,小规模分散制氢主要采用甲醇蒸汽重组、水电解和氨气裂解。其中:煤制氢符合我国的资源禀赋、具备经济性优势,但存在增加煤炭消费总量、污染物排放和碳排放等问题,且无法摆脱对化石能源的依赖。

可再生能源制氢(电解水)虽然成本高、能效天花板明显,但是有利于释放我国资源红利,消化可再生能源过剩产能,尤其是解决我国西部地区的“三弃”问题。

工业尾气提纯虽然较好的提升炼化副产品的附加值,实现资源的梯度利用且具备经济性优势,但是面临生产端与用户端不匹配、规模不可控等情况,利用规模和利用方式相对受限。


氢气生产装置


中游:储运、加氢环节是制约我国氢能发展的卡脖子问题


储运上,我国氢能储运主要采用高压气态和低温液态路线,形成了法国液化空气公司、气体产品公司和林德集团为代表的外企寡头垄断格局,设备国产化率较低。

下游:我国氢气应用领域仍以化工为主
目前我国年产氢气2000万t,其中50%用于石油和煤化工领域,45%用于合成氨。受制于技术水平,氢气在能源领域的应用尚未实现商业化、规模化的突破。
以燃料电池汽车为例,我国氢能下游技术水平距离商业化运营要求存在一定差距,突出体现在三个方面:一是电堆功率偏低;二是催化剂损耗量高;三是车辆耐久性较差。

其中,如何解决氢的储存、运输等卡脖子问题,就成为当前氢能产业的重中之重。

  • 储氢方面


目前,储氢技术主要有高压气态、有机液态、固体储氢等,其中高压气态为目前主流储氢方式,这些储氢材料和技术离氢能的实用化还有较大的距离,在质量体积储氢密度、工作温度、可逆循环性能以及安全性等方面,还不能满足实用化和规模化的要求。


国际能源署对储氢材料提出的要求是质量储氢密度大于5%,体积储氢密度应在50kgH2/m³以上,迄今为止除液氢外还没有一种储氢材料和技术能满足这一要求。


  • 运输方面


液氢一般采用车辆或船舶运输,液氢生产厂至用户较远时,可以把液氢装在专用低温绝热槽罐内,放在卡车、机车、船舶或者飞机上运输,这是一种即满足较大输氢量又比较快速、经济的运氢方式。


来源:TrendBank


由图可见,随着供应量的增大,所需车辆数也随之大规模增加,使得对加注和泄气所需的空闲空间和时间增加,所以高压气态氢不适合大量长距离供应。


来源:液空厚普


结论:运费和高速费用关联度最大;运输大于200km时,不具有经济可行性。


来源:液空厚普


结论:运费和液化成本及液化设备折旧关联最大(3t/d折旧);高压氢运输达到200km时,运输成本和液化成本相当,即如果采用液氢运输其液化成本和高压运氢的运输成本相当。

液氢空运要比海运还好,因为液氢的重量轻,有利于减少运费,运输时间短蒸发也少。

特别的场合,液氢也可用专门的液氢管道输送,据了解,美国肯尼迪航天中心就采用真空多层绝热管路输送液氢。

液氢储藏型加氢站液氢技术是航空航天领域的关键技术之一,也较为成熟,有成套的技术标准和相应的加氢储氢设施,液氢储藏型加氢站是在航空航天储氢基础上发展起来的面向民用的加氢设施,目前美国、欧洲和日本在加氢站建设上走在液氢研究的前列。


高压储运与液氢储运产业链比较(来源:氢云研究院)


鸿达兴业此次投资项目位于内蒙古自治区。内蒙古自治区地处中国北部,距离国内氢气需求地区较远。而生产便于长距离运输的液氢无疑是扩展远距离氢气市场的有效又合适的方式。


鸿达兴业的优势是什么?


鸿达兴业作为氯碱行业的龙头,是国内较早提出氯碱制氢的企业,拥有100万吨氯碱产能。相较于水制氢、煤制氢和天然气制氢,氯碱生产的氢气具有成本低、纯度高、杂质少等特性,是氢燃料电池用氢的上佳来源。


目前,鸿达兴业拥有“氢能源、新材料、大环保和交易所”四大产业,已形成完善的一体化循环经济产业链。


基于氢气资源优势,鸿达兴业积极布局储氢技术,已与北京航天试验技术研究所签订项目合作协议,借助其及下属企业在液化氢装置及技术方面的优势,结合公司现有装置的制氢能力,将实现液氢大规模制取、储存。


鸿达兴业液氢项目意向市场是哪里?


根据鸿达兴业“年产5万吨氢能项目”预案,项目生产的2万吨氢气将以充装气瓶或专用运输车辆供应就近市场需求,这也表示该公司的意向市场包含内蒙古及周边多个地区。而3万吨经深冷液化后以液氢瓶或专用运输车辆的方式供应,其市场瞄准全国范围。 


我国已有哪些液氢相关标准?


目前,我国液氢相关标准并不多,其中有4项标准于去年发布。这4项标准里有3项国家标准和1项团体标准。

三项国家标准是《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》、《液氢贮存和运输安全技术要求》;团体标准规定了液氢出厂的技术要求、检验规则、试验方法、加注规则、包装标志、储运及安全要求。

作为一个政策主导的产业,液氢有了国家标准之后,可以打破当下液氢只在航天领域应用的瓶颈,可以使得民用液氢的应用和产业化有一个好的导向。 


中科富海在液氢方面的成果及未来发展规划


中科富海以中科院理化所两代院士领军的数十年大型低温工程技术成果为基础,以两期3.6亿国家重大科研装备专项支持产生的研究成果为核心,是汇集海内外知名专家学者,高端装备智能制造、金融、产业资本以及管理等创新要素而成立的高新技术公司。中科富海是国内知名的具有自主知识产权的大型低温制冷装备制造与工程系统解决方案供应商。


中科富海氦液化设备


中科富海拥有覆盖液氢、液氦到超流氦温区的大型低温系统装备制造能力,目前,1.5吨/天的氢液化设备已经制造完成,成为国内首家可以生产氢液化设备的公司,这套氢液化设备已经落户安徽阜阳,由中科富海与安徽昊源集团合资的中科昊海公司负责安装、调试、运营,预计将在今年年底正式投产;液氢杜瓦也已经完成设计制造,规格有100L、250L和400L,可大批量供应市场。中科富海还与国内外二十多家企业签定液氢方面协议。


中科富海 1.5吨/天 氢液化设备实物照片

中科富海液氢杜瓦

2019年全国两会期间,氢能产业一度成为了代表委员们讨论的热点话题,这对进一步加快氢能产业发展和市场化应用无疑会形成很好的顶层推动作用。
  
中科富海作为民用液氢应用领域的“排头兵、先行者”,要依托中科院理化所雄厚的技术实力,勇于探索、创新实践,在氢能相关的生产和储运关键技术上不断取得突破,提升核心装备自主研发和生产能力,为建设服务全国的氢能产业贡献自己的力量

我国氢能应用领域正处于快速上升期,2020年,有望实现加氢站所需主要零部件国产化、规模化;最早在2020年年底,中科富海的民用液氢也将投产,短期内就可实现氢气生产、储运及加注成本的下降。

同时,国家有望出台更加细化的支持政策,推动氢能产业发展,也会加速液氢民用的步伐,氢能产业的春天将很快到来!


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