中國(guó)油氣巨頭中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司(下稱“中石化”)綠氫業(yè)務(wù)入不敷出,需求不足是最大因素,但其氫能大廈已打好地基。
氫能既用于煉化,也主要通過(guò)化石能源制備,鑒于此,中石化此前就是中國(guó)最大的用氫、產(chǎn)氫公司。但只有綠氫才具有低碳的環(huán)境屬性,因此,轉(zhuǎn)型中的中石化志在綠氫。
據(jù)《財(cái)經(jīng)》不完全統(tǒng)計(jì),中石化在綠氫上的投資已有數(shù)十項(xiàng),覆蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。其中最大的兩筆投資:全球規(guī)模最大的綠氫項(xiàng)目新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目,和氫能產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)業(yè)投資基金總投資近55億元。
這些綠氫投資的回報(bào)如何?中石化沒有披露。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,綠氫尚未進(jìn)入商業(yè)化階段,全產(chǎn)業(yè)鏈均未實(shí)現(xiàn)盈利。同時(shí),曾經(jīng)高漲的氫能投資熱潮逐漸消退,目前的項(xiàng)目要么依靠政府補(bǔ)貼,要么屬于示范、科研項(xiàng)目。
盡管如此,中石化仍在繼續(xù)發(fā)展綠氫。對(duì)于中石化未來(lái)的氫能發(fā)展規(guī)劃,該司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《財(cái)經(jīng)》,中石化正著力實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條覆蓋,將繼續(xù)發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),推動(dòng)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
在低碳轉(zhuǎn)型的浪潮下,全球多地從2020年前后掀起了一股綠氫投資潮,將其視為實(shí)現(xiàn)碳中和的必選項(xiàng),中石化在2021年年初錨定了建設(shè)“中國(guó)第一大氫能公司”的目標(biāo)。
氫是重要的化工原料,目前主要通過(guò)化石能源制備,過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,尋找不產(chǎn)生碳排放的“綠氫”逐漸成為新的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。原料之外,在清潔電力尚難以替代的如航空、航海等領(lǐng)域的交通燃料,氫能作為二次能源,以綠氫為基礎(chǔ)制備的綠甲醇、綠氨是另一大應(yīng)用前景。
與化石能源制氫不同,通過(guò)電解槽、以風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源電解水生產(chǎn)的氫氣被稱為“綠氫”,其生產(chǎn)過(guò)程碳排放幾乎為零,但成本高、技術(shù)不成熟。與之相對(duì),化石能源直接制備的氫氣被稱為“灰氫”“黑氫”,其制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,但目前技術(shù)最成熟,成本最低。若對(duì)天然氣制“灰氫”過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳加裝碳捕集裝置,這類氫氣被稱為“藍(lán)氫”,碳排放較“灰氫”更低。
氫能目前主要消費(fèi)場(chǎng)景是工業(yè)生產(chǎn),據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告2025》,2024年全球氫能生產(chǎn)消費(fèi)規(guī)模約1.05億噸,主要應(yīng)用在煉化和冶金、合成氨、合成甲醇和供熱等領(lǐng)域,消費(fèi)量分別約為4300萬(wàn)噸、3200萬(wàn)噸、1750萬(wàn)噸和1300萬(wàn)噸。
根據(jù)該報(bào)告,氫能生產(chǎn)中化石能源制氫占比80%以上,其中加碳捕集裝置的化石能源制氫年產(chǎn)量在百萬(wàn)噸左右。各類可再生能源電解水制氫項(xiàng)目累計(jì)產(chǎn)能超過(guò)25萬(wàn)噸/年,中國(guó)、歐洲引領(lǐng)全球綠氫產(chǎn)業(yè),累計(jì)建成相關(guān)項(xiàng)目產(chǎn)能占比約51%和30%,2024年新建產(chǎn)能占比分別為63%和24%。
中石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院此前發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》稱,未來(lái)10年-15年將是低碳?xì)鋸呐嘤谧呦蛏虡I(yè)化的關(guān)鍵階段,打通瓶頸、探索場(chǎng)景、降低成本是關(guān)鍵;再用15年時(shí)間,低碳?xì)鋵⒃谥饕I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模部署,成為助力中國(guó)碳中和的重要力量。
中石化是油氣產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的巨無(wú)霸,其對(duì)氫能的發(fā)展戰(zhàn)略亦是“制-儲(chǔ)-運(yùn)-加-用”全產(chǎn)業(yè)鏈部署。
在上游制與儲(chǔ)環(huán)節(jié),中石化擁有國(guó)內(nèi)最大的制氫能力,年生產(chǎn)量達(dá)445萬(wàn)噸,不過(guò)其綠氫的產(chǎn)能規(guī)模數(shù)據(jù)不詳。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告》,截至2024年底,全國(guó)已建成可再生能源電解水制氫產(chǎn)能約12.5萬(wàn)噸/年。
中石化旗下庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目是目前全球建成最大的綠氫項(xiàng)目,于2023年8月30日投產(chǎn),電解水制氫產(chǎn)能2萬(wàn)噸/年。中石化此前計(jì)劃到2025年四季度,該項(xiàng)目可達(dá)到2萬(wàn)噸/年的產(chǎn)量。
庫(kù)車項(xiàng)目為中石化以及整個(gè)中國(guó)的綠氫生產(chǎn)起到了先鋒作用,其中一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是,為了提高綠氫生成效率,電解槽需要與波動(dòng)的光伏、風(fēng)力發(fā)電兼容。
彭博新能源財(cái)經(jīng)發(fā)布的報(bào)告稱,衡量電解槽性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是最小負(fù)荷,即系統(tǒng)不能低于此負(fù)荷運(yùn)行。最小負(fù)荷值越低,代表其對(duì)風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)性適應(yīng)能力更強(qiáng)。槽體可以通過(guò)高電流密度實(shí)現(xiàn)理想的低最小負(fù)荷,但往往成本較高,效率較低。
中石化庫(kù)車項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)是如何拓寬電解槽運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)范圍。據(jù)《財(cái)經(jīng)》了解,庫(kù)車項(xiàng)目是以系統(tǒng)化手段應(yīng)對(duì)電解槽低負(fù)荷運(yùn)行難題,已較大地提升了整個(gè)項(xiàng)目功率波動(dòng)適配性。目前,技術(shù)上的挑戰(zhàn)已基本解決。
在中游運(yùn)輸和加注環(huán)節(jié),中石化已建成氫燃料電池供氫中心11個(gè)、加氫站144座,建成西部陸海新通道、京滬、京津、成渝、滬嘉甬、濟(jì)青和漢宜高速七條“氫走廊”,是全球運(yùn)營(yíng)加氫站最多的企業(yè)。
《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告》顯示,中國(guó)建成加氫站約540座,氫燃料電池汽車約2.4萬(wàn)輛。全球在營(yíng)加氫站總數(shù)超1200座,主要國(guó)家氫燃料電池汽車保有量超過(guò)9萬(wàn)輛。
在設(shè)備制造端,中石化已投資入股涵蓋制氫技術(shù)、氫燃料電池、氫能裝備制造、質(zhì)子交換膜、加氫站建設(shè)等細(xì)分領(lǐng)域的13家企業(yè),其中,重塑能源、國(guó)富氫能兩家企業(yè)已在港股上市。
據(jù)《財(cái)經(jīng)》整理,中石化在綠氫領(lǐng)域最大的一筆是建設(shè)庫(kù)車項(xiàng)目,總投資29.62億元;其次是2025年5月29,中石化宣布發(fā)起設(shè)立氫能基金,該基金首期規(guī)模50億元,中石化出資25億元,將對(duì)氫能“制儲(chǔ)運(yùn)用研”全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)有較大發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵材料、核心裝備和原創(chuàng)技術(shù)進(jìn)行前瞻性布局和培育孵化。
由于綠氫的技術(shù)、經(jīng)濟(jì),以及安全性上仍存在挑戰(zhàn),全球氫能熱潮在近兩年逐漸褪去,投資方更加理性。一些想獲得短期回報(bào)的投資人黯然退場(chǎng),一些著眼于長(zhǎng)期的投資主體,也放緩了節(jié)奏。
中石化打下了氫能大廈的地基,但對(duì)氫能大廈的施工節(jié)奏有所放緩。據(jù)《財(cái)經(jīng)》了解,這其中有技術(shù)上的挑戰(zhàn),也有經(jīng)濟(jì)成本上的考量,更重要的原因是綠氫需求不足。業(yè)內(nèi)認(rèn)為,當(dāng)前中國(guó)尚無(wú)直接激勵(lì)綠氫消費(fèi)的政策,導(dǎo)致綠氫需求不足,進(jìn)而又使綠氫成本難以下降。
中石化庫(kù)車項(xiàng)目本計(jì)劃到2025年四季度達(dá)到2萬(wàn)噸/年的產(chǎn)量,但預(yù)計(jì)屆時(shí)不會(huì)滿產(chǎn)。接近該項(xiàng)目人士告訴《財(cái)經(jīng)》,庫(kù)車項(xiàng)目的綠氫產(chǎn)量主要根據(jù)中石化塔河煉化公司實(shí)際用氫需求動(dòng)態(tài)調(diào)整。由于沒有其他大的綠氫買家,并且生產(chǎn)成本較高,該項(xiàng)目的綠氫產(chǎn)量暫時(shí)不會(huì)很高。如能拓展當(dāng)?shù)仄渌G氫應(yīng)用場(chǎng)景,即可提高項(xiàng)目產(chǎn)能釋放率。
該人士稱,綠氫市場(chǎng)尚未形成完善的價(jià)格機(jī)制和交易體系,碳排放、碳定價(jià)、碳稅等政策尚未完全落地,產(chǎn)品綠色屬性無(wú)法得到商業(yè)價(jià)值體現(xiàn)。另一方面,新疆的電力政策不允許綠電制綠氫項(xiàng)目所發(fā)綠電上網(wǎng),而有的地方(如內(nèi)蒙等省份)則允許綠電制綠氫項(xiàng)目部分綠電上網(wǎng),實(shí)現(xiàn)以電補(bǔ)氫。所以,在目前庫(kù)車項(xiàng)目產(chǎn)能未完全釋放時(shí),存在綠電棄電的現(xiàn)象,帶來(lái)了一定的經(jīng)營(yíng)壓力。
中石化此前計(jì)劃在庫(kù)車項(xiàng)目之后再建一個(gè)更大規(guī)模的綠氫項(xiàng)目,即鄂爾多斯烏審旗風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目,總投資50余億元,主要包括風(fēng)力光伏發(fā)電、輸變電、電解水制氫、儲(chǔ)氫、輸氫五部分,綠氫生產(chǎn)規(guī)模3萬(wàn)噸/年。
但綜合考慮之后,中石化將該項(xiàng)目出售給了合資公司中天合創(chuàng)。中天合創(chuàng)的股東包括:中石化集團(tuán)、中煤集團(tuán)、申能集團(tuán)和內(nèi)蒙古滿世煤炭集團(tuán),持股分別約為:38.75%、38.75%、12.5%和10%。2025年3月26日,該項(xiàng)目制氫工程動(dòng)工。
在中游儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié),由于氫氣分子量小、易導(dǎo)致材料氫脆的特性,對(duì)氫氣輸送用鋼管、寬工況波動(dòng)的大排量輸氫壓縮機(jī)等關(guān)鍵裝備提出了更高的要求,還對(duì)管道的應(yīng)力水平、焊接質(zhì)量帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此,輸氫管道的建設(shè)也難以加速。
中石化已建成的輸氫管道具體里程沒有公開數(shù)據(jù)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,管道輸氫是長(zhǎng)距離氣氫輸送的最經(jīng)濟(jì)方式,但輸氫管道各項(xiàng)審批手續(xù)辦理復(fù)雜、一次性投資高,在設(shè)計(jì)階段需適當(dāng)考慮未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的用氫發(fā)展場(chǎng)景。輸氫管道的經(jīng)濟(jì)性高度依賴氫氣實(shí)際輸送量,因此中石化要加快拓展落實(shí)下游氫氣用戶,提高氫氣輸送量,才能降低輸氫成本。
在下游加注環(huán)節(jié),中石化曾計(jì)劃“十四五”期間規(guī)劃建設(shè)加氫站(油氫合建站)1000座。截至2024年底,中石化已建成142座加氫站,同期全國(guó)已建成加氫站為540座。對(duì)于中石化來(lái)說(shuō),建設(shè)加氫站并沒有問(wèn)題,難題在于加氫站運(yùn)營(yíng)如何盈利。這就需要整個(gè)行業(yè)的發(fā)展才能解決這一問(wèn)題了。
中石化在氫能領(lǐng)域投資的公司也幾乎沒能對(duì)其分紅。其中,在港股上市的兩家公司近四年來(lái)連連虧損,重塑能源2024年虧損7.373億元,同年國(guó)富氫能虧損2.1億元。
兩位曾經(jīng)投資氫能領(lǐng)域的投資人告訴《財(cái)經(jīng)》,這不是中石化投資失誤,是整個(gè)氫能行業(yè)都處于虧損的狀態(tài)。現(xiàn)在投資氫能的資金比前兩年已大幅減少。
《財(cái)經(jīng)》采訪的多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,綠氫生產(chǎn)的技術(shù)和設(shè)備挑戰(zhàn)已大幅降低,現(xiàn)階段最需要的是政策鼓勵(lì)綠氫消費(fèi),拓展應(yīng)用場(chǎng)景。而下游綠氫消費(fèi)不足的關(guān)鍵是綠氫成本太高。
當(dāng)前,綠氫的成本約為化石能源制氫的3倍左右。如何邁過(guò)綠氫大規(guī)模發(fā)展的經(jīng)濟(jì)拐點(diǎn),是中石化氫能戰(zhàn)略成敗的關(guān)鍵。業(yè)內(nèi)樂(lè)觀者認(rèn)為,中石化的綠氫大廈會(huì)在“十五五”期間迎來(lái)盈利的曙光。
綠氫電解槽設(shè)備制造商中電豐業(yè)公司董事長(zhǎng)王德軍告訴《財(cái)經(jīng)》,核心設(shè)備電解槽的單價(jià)在這兩年價(jià)格大概下跌了40%,從早期5兆瓦的電解槽大多1000萬(wàn)元/套,現(xiàn)在最便宜的只要600萬(wàn)元/套,甚至更低。現(xiàn)在電解槽性能指標(biāo)也有大幅度提高,與兩年前比有了質(zhì)的飛躍。中石化庫(kù)車項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng),為全行業(yè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
綠氫生產(chǎn)成本里,設(shè)備折舊、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等大概占三成,七成的成本來(lái)自能耗,即綠電的成本。王德軍說(shuō),除非有顛覆性的技術(shù)出現(xiàn),現(xiàn)有技術(shù)路線上設(shè)備成本已經(jīng)很難再大幅降低了。綠電的成本如果能降至1.5角/度,綠氫即可實(shí)現(xiàn)與化石燃料制氫同樣的經(jīng)濟(jì)性。但是算上過(guò)網(wǎng)費(fèi)等其他費(fèi)用,中國(guó)90%以上的綠電目前都沒有降到1.5角/度的水平。
隨著綠電市場(chǎng)化交易的推進(jìn)和電力市場(chǎng)改革提速,新能源未來(lái)將全面入市,業(yè)界認(rèn)為綠氫的用電成本將在“十五五”期間大幅下降。
中國(guó)中央政府已出臺(tái)多項(xiàng)規(guī)劃鼓勵(lì)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,最直接的補(bǔ)貼給了氫燃料電池車。根據(jù)財(cái)政部此前發(fā)布的《關(guān)于提前下達(dá)2025年節(jié)能減排補(bǔ)助資金預(yù)算的通知》,燃料電池汽車示范應(yīng)用第二年度獎(jiǎng)勵(lì)資金共16.25億元。前兩示范年度,中央財(cái)政已累計(jì)下達(dá)燃料電池汽車示范應(yīng)用獎(jiǎng)勵(lì)資金約27.67億元。
中國(guó)各地方政府也在不同程度地支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告》統(tǒng)計(jì),共有22個(gè)省級(jí)行政區(qū)將氫能寫入2024年政府工作報(bào)告。山東、陜西、吉林、四川等地相繼出臺(tái)氫能車輛高速通行費(fèi)減免支持措施;海南、內(nèi)蒙古、安徽、湖南等提出了允許在非化工園區(qū)探索建設(shè)可再生能源電解水制氫和制氫加氫一體站項(xiàng)目;上海發(fā)布了《上海市推動(dòng)國(guó)際航運(yùn)燃料綠色轉(zhuǎn)型工作方案》,將積極構(gòu)建綠色氫基燃料供應(yīng)、交易與認(rèn)證體系。
另一方面,綠氫與化工之間的連接是中石化為綠氫謀出路的一個(gè)重要路徑。石油煉化是目前氫氣的最大應(yīng)用,約占?xì)淇傁M(fèi)的四成,工業(yè)用氫的第二大戶是合成氨,氨可用來(lái)生產(chǎn)化肥以及其他化工產(chǎn)品原料。中國(guó)合成氨的使用量約占世界總產(chǎn)量一半。
中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)顧宗勤在“綠色能源化工生態(tài)鏈技術(shù)研討大會(huì)”上表示,合成氨和甲醇占中國(guó)化工行業(yè)碳排放量的50%。隨著“雙碳”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),化工行業(yè)必須大力推廣綠色低碳的氨和甲醇產(chǎn)品,這其中有很大一部分將由綠氫生產(chǎn)。中石化作為石化龍頭企業(yè),有帶領(lǐng)行業(yè)先試先行的責(zé)任。只有將大規(guī)模的工程項(xiàng)目落地運(yùn)營(yíng),才能真正推動(dòng)行業(yè)綠色氫氨醇的商業(yè)化發(fā)展。