国内首个大规模液氢项目有望破解氢储运难题

鸿达兴业3月10日披露非公开发行股票预案,拟募集资金不超过49.85亿元用于其所属的内蒙古乌海化工有限公司年产5万吨氢能项目,其中3万吨为液氢,2万吨为高压气氢。预案显示,鸿达兴业集团2018年总营收在109.4亿元,本次投资将超集团总营收的40%,可为大手笔。

资料显示,内蒙古乌海化工有限公司是我国大型塑料化工原料制造企业,始建于1952年,重组于2004年,注册资金2.6亿元,主要经营氯碱产业产品生产与销售。就在2月6日,公司经营范围中新增氢气的生产。

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鸿达兴业冀望在民用液氢生产领域实现重大突破

鸿达兴业强调,本项目将是乌海化工从原本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,是公司明确氢能战略规划的重要举措。

将建国内首个大规模液氢厂

据全国氢能标准化技术委员会前主任委员陈霖新介绍,截止2019年末,全球液氢的产能达480吨/天,而我国液氢工厂主要用于航天和军用,分布在北京、西昌和文昌,每天产能约1-2吨,远低于发达国家水平。

目前来看,年产3万吨液氢将使乌海化工制氢项目成为国内规模最大的液氢民用项目,填补民用领域规模化生产液氢的空白。

鸿达兴业于2019年2月与北京航天试验技术研究所(101所)签订合作协议,并与其下属企业合作建设氢液化工厂,据鸿达兴业董事长周奕丰介绍,此举将实现液氢大规模制取、储存,提高氢气运输效率,降低运输成本。

据航天101所副总工程师刘玉涛透漏,目前其氢液化产品系列包括1.5t/d、5t/d和10t/d,30t/d有望2年后推出。

在制氢技术路线上,鸿达兴业采用了“离子膜电解盐水制氢”。据其2月14日公告显示,该公司与日本旭化成株式会社签署《氯碱制氢合作协议》,将引进由旭化成株式会社研发设计的离子交换膜(PEM)法电解工艺及离子膜电解槽设备制取氢气。随后,双方又签署了《年产30万吨离子交换膜法大型电解装置合同》。

电解水制氢是未来的趋势,有助于电氢体系深度耦合,并规模化消纳可再生能源,是清洁氢气的主要来源。而PEM正成为当前主流的电解水技术,可克服碱液制氢(ALK)诸多缺陷,国际可再生能源署(IRENA)数据显示,2019年新部署的电解水制氢项目中,PEM占据近九成。

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图1 各种输送方式氢配送

着力解决氢储运难题

氢气储运仍是当前氢能产业卡脖子环节之一,较长距离的运输会大幅拉高氢气成本。据已建成的广东佛山加氢站数据显示,从广东南沙运输到佛山南海,氢气运输价格在5-10元/kg。

本次项目地乌海远离氢能下游业务聚集的东部和南部地区,乌海距北京超过1000公里,据上海超过2000公里,面向下游市场的氢气运输和就地应用将成为该项目成功与否的关键。

为尽量规避储运难题,在预案中,鸿达兴业谈到5万吨氢气销售范围时表示,“2万吨氢气以充装气瓶或专用运输车辆供应就近市场需求,3万吨经深冷液化后以液氢瓶或专用运输车辆向全国范围内销售。”

数据显示,高压气态储运长距离运输成本高,尚需要进一步提高储运效率,而液氢储运体积密度是高压气态储运的5倍,在中长距离氢气储运中经济性较高,是未来氢储运的重要方向。配送成本上看,500公里时,液氢配送成本仅增加约0.3USD/kg,而高压气态运输配送成本将上升5倍以上,接近2USD/kg。

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图2 各种输送方式氢配送费用

同时,鸿达兴业也在积极推动新型储氢技术的应用。2019年6月,该公司与有研工程技术研究院有限公司签署《稀土储氢材料开发合作协议》,借助有研工研院在固态储氢方面的技术优势,共同研发低成本高性能稀土储氢材料。

根据中国石油勘探开发研究院的预测,2050年液氢和固态储氢将占所有储氢方式的一半。

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图3 储氢方式构成预测

构建氢能全产业链

鸿达兴业的经营范围显示,包括储氢技术及储氢装备的研究及开发,制氢、储氢、氢液化和加注氢产品的研发和技术咨询,加氢站的设计。基本涵盖了从制氢到加氢的全部产业链。

据了解,鸿达兴业2016年就设立鸿达氢能源及新材料研究院有限公司,利用自产氢气优势,在制氢技术、氢气液化技术、稀土储氢技术、储氢装备等领域进行研究和探索。

在谈到本次非公开募集资金目的时,公告提到:进一步完善氢能产业布局,明确氢能战略规划,增强公司核心竞争力。

之前,鸿达兴业在加氢领域已取得突破。2019年初,乌海化工在乌海市建设8座加氢站的项目获得当地发改部门备案批复文件,同年5月,鸿达兴业已与中国石化内蒙古分公司签署《新能源发展合作的框架协议》,将利用中石化现有网点增添加氢功能及加氢站的建设工作。同月,鸿达兴业第一座加氢站在乌海市成功投入使用,成为内蒙古自治区第一座正式运营的加氢站。

氢能业务仍将面临挑战

业内人士认为,尽管近期鸿达兴业氢能产业布局动作频出、成效显著,但在未来依然面临不小的挑战。

根据目前披露的信息显示,鸿达兴业电解制氢将采用当地网电。乌海是煤炭基地,乌海化工投资的内蒙古蒙华海勃湾发电有限责任公司就拥有两台200兆瓦级燃煤发电机组。2019年,蒙西电网新能源发电比例为25.65%,以火电为主的网电制氢,碳排放问题依然突出。

蒙西地区非氢能产业聚集区,新增氢气应用不足,需要实现跨区域销售。而超远距离液氢运输也将面临成本、法规、监管等挑战。液氢在长途运输下能量散失较多,推高成本。而民用领域液氢运输相关法规上也存空白,据了解,目前尚无先例。

在最为核心的成本方面,除非以极低的电价电解水制氢,否则其成本尚无法与传统煤制氢、天然气制氢等竞争。在近期多个国际组织预测中,未来采用度电成本低廉的可再生能源制氢才可获得一定优势。

预案在预测项目经济效益时显示,项目达产后,将增加公司年均收入606,194.69万元,增加公司年均净利润134,438万元。若仅以5万吨氢满产销售粗略估算,终端售价或面临挑战,需配套产业协同发力。

5万吨氢能项目显然是个大招,能否带动国内大规模电解制氢产能投资,人们拭目以待。(作者:陈大英)

2020年3月16日 11:24
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