氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)天然氣生產(chǎn)企業(yè)的影響及對(duì)策
——以川渝地區(qū)為例

何晉越 喬玲茜 曾金華 肖 強(qiáng) 劉 忠 章成東

1. 中國石油西南油氣田公司天然氣經(jīng)濟(jì)研究所, 四川 成都 610051;2. 中國石油川慶鉆探工程有限公司頁巖氣勘探開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理部, 四川 成都 610051;3. 四川華油集團(tuán)有限責(zé)任公司川西北分公司德源CNG加氣站， 四川 成都 611730;4. 中國石油青海油田公司, 甘肅 敦煌 736200;5. 中國石油西南油氣田公司輸氣管理處, 四川 成都 610213

0 前言

氫能作為一種典型的綠色新能源,具有高熱值、可再生、來源廣、零污染、零碳排等顯著特征優(yōu)勢(shì),不僅可以作為新型交通能源推動(dòng)新能源動(dòng)力轉(zhuǎn)型和保障能源供應(yīng)安全,還能夠作為媒介實(shí)現(xiàn)各種能源品種之間的高效轉(zhuǎn)化,是推動(dòng)傳統(tǒng)化石能源清潔利用深度脫碳和促進(jìn)可再生能源規(guī)模發(fā)展的理想能源載體[1]。越來越多的國家開始重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展并將之上升到國家能源戰(zhàn)略高度[2]。中國2019年首次將氫能寫入政府工作報(bào)告,2020年將氫能列入能源范疇,先后出臺(tái)了系列措施為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力提速,并推動(dòng)制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,也是中國實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》碳減排目標(biāo)、樹立負(fù)責(zé)任大國形象的重要舉措[3]。因此,在中國天然氣大發(fā)展的黃金時(shí)期,氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展已勢(shì)不可擋。川渝地區(qū)作為中國天然氣主要產(chǎn)區(qū)和消費(fèi)區(qū)之一,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)必對(duì)川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)帶來影響?；诖?通過研判氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì),分析川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)對(duì)天然氣生產(chǎn)企業(yè)的影響,為川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)參與和推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供對(duì)策建議,為中國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供一定參考。

1 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

1.1 中國氫能發(fā)展現(xiàn)狀

氫能是指氫在物理與化學(xué)變化過程中釋放的能量,作為低碳和零碳能源正在脫穎而出,具有能源性、載體性、環(huán)保性、發(fā)展性等屬性,是公認(rèn)的二次清潔能源[4]。氫能產(chǎn)業(yè)是指以氫能及其配套設(shè)備設(shè)施為對(duì)象的企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集合,其產(chǎn)業(yè)鏈條涵蓋上游生產(chǎn)、中游儲(chǔ)運(yùn)和下游利用,見圖1。

圖1 氫能全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭DFig.1 Schematic diagram of the whole industry chain of hydrogen energy

氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游發(fā)展呈現(xiàn)全球區(qū)域性分布態(tài)勢(shì),已形成亞太、北美、歐洲三大區(qū)域版圖,亞太地區(qū)氫氣生產(chǎn)量居全球首位。2019年全球氫氣產(chǎn)量超過6 000×104t,而中國氫氣產(chǎn)量自2009年首次突破1 000×104t以來,已經(jīng)連續(xù)12年保持世界第一,2020年或已突破2 500×104t[5],見圖2。

圖2 2009—2020年中國氫氣產(chǎn)量圖Fig.2 Hydrogen production in China from 2009 to 2020

氫能產(chǎn)業(yè)鏈中游發(fā)展正隨著氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步不斷提速。儲(chǔ)存方面,目前主流的儲(chǔ)氫方法主要有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫四種,有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫尚處于研發(fā)階段,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種儲(chǔ)氫方式[6],而固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展?jié)摿薮蟆＿\(yùn)輸方面,氫氣的運(yùn)輸方式可根據(jù)氫氣狀態(tài)不同分為氣氫運(yùn)輸、液氫運(yùn)輸和固氫運(yùn)輸，氣氫運(yùn)輸是技術(shù)最成熟的運(yùn)輸方式,包括長管拖車運(yùn)輸和氣氫管道運(yùn)輸?shù)?；液氫運(yùn)輸具有經(jīng)濟(jì)高效、安全性高等優(yōu)點(diǎn),包括槽罐車運(yùn)輸和有機(jī)載體運(yùn)輸,前者在歐洲、美國、日本等地發(fā)展得相對(duì)較為成熟,進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段,后者尚處于試驗(yàn)和少量應(yīng)用階段；固氫運(yùn)輸目前在全球范圍內(nèi)都處于探索試驗(yàn)階段。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游發(fā)展已呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì),目前主要用于原油精煉、氨和甲醇等化工材料制備,氫燃料電池技術(shù)應(yīng)用已相對(duì)廣闊,未來將遍及交通運(yùn)輸、儲(chǔ)能發(fā)電、工業(yè)冶金等領(lǐng)域[7-8]。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟舉辦的“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上發(fā)布的數(shù)據(jù),截至2020年底全球加氫站共有544座,中國建成加氫站128座,氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)保有量達(dá)7 000多輛。2020年中國氫氣消費(fèi)量已突破2 500×104t[5],主要消納途徑為化工企業(yè)氫氣自產(chǎn)自用,少部分用于交通領(lǐng)域示范,且已用于有色金屬冶煉等冶金領(lǐng)域。根據(jù)國際氫能委員會(huì)、中國氫能聯(lián)盟的公開資料[9]以及《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》[10]顯示,全球加氫站與氫燃料電池同步增長,到2050年,氫燃料電池汽車將占全球車輛的25%,氫能在中國終端能源體系中的占比將達(dá)到10%[11]。

1.2 中國氫能產(chǎn)業(yè)政策

自2019年氫能首次被寫入政府工作報(bào)告以來,國家各部委頻繁出臺(tái)支持政策,為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的政策環(huán)境、提供了強(qiáng)力支撐,相關(guān)支持政策見表1。

表1 中國氫能產(chǎn)業(yè)主要支持政策列表

在國家強(qiáng)力推進(jìn)下,地方政府也密集出臺(tái)了一系列發(fā)展規(guī)劃和指導(dǎo)政策[12]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前超過30個(gè)省、市、自治區(qū)出臺(tái)了支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃或政策,諸如北京、貴州、河北、寧夏、山東、四川、天津、浙江等出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃或指導(dǎo)意見,廣東、河南、江蘇、重慶、上海等出臺(tái)了支持氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策,安徽、福建、甘肅等20多個(gè)省、市、自治區(qū)在其“十四五”規(guī)劃或其他相關(guān)政策文件中明確提出推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè),為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)大的政策支撐與保障。

1.3 天然氣行業(yè)參與氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè)趨勢(shì)

當(dāng)前,全球正處于傳統(tǒng)化石能源向氫能等新能源過渡的第三次能源轉(zhuǎn)型期,天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入鼎盛期,預(yù)計(jì)天然氣消費(fèi)量將于2030年超越煤炭消費(fèi)量,2040年超過石油消費(fèi)量,全球?qū)⑦M(jìn)入天然氣時(shí)代;氫能作為清潔優(yōu)質(zhì)的可再生能源,全球氫工業(yè)發(fā)展初具規(guī)模,具有較大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用潛力[13],隨著技術(shù)革新和市場(chǎng)擴(kuò)展將有望成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的能源種類,又可通過天然氣等化石能源制取,未來一段時(shí)間將與天然氣形成競(jìng)合關(guān)系。

天然氣制氫是當(dāng)前和今后一段時(shí)期的主流制氫方式。目前,全球48%的氫氣來自于天然氣重整制氫,僅4%的氫氣來自于電解水制氫[14],天然氣重整制氫已經(jīng)存在一定的利潤空間,而電解水制氫遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)盈利。雖然電解水制氫極可能是氫能上游生產(chǎn)的最終答案,但天然氣制氫會(huì)是過渡時(shí)期的最現(xiàn)實(shí)選擇。

氫氣和天然氣同為氣體燃料,在本身屬性和產(chǎn)業(yè)鏈條上存在較高的相似性,一方面,氫能對(duì)天然氣在終端使用上有一定替代作用;另一方面,在天然氣產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)建成的大量輸氣管網(wǎng)、儲(chǔ)氣罐、加氣站、鍋爐等基礎(chǔ)設(shè)施很容易通過改造以便氫氣使用。氫氣可通過管道進(jìn)行大規(guī)模、長距離運(yùn)輸,但氫氣管道的造價(jià)約為天然氣管道造價(jià)的2倍。為了解決氫氣管道運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施不足的問題,部分先進(jìn)國家在嘗試一種新的氫儲(chǔ)運(yùn)手段——摻氫天然氣管道輸送,在天然氣管網(wǎng)中摻混氫氣(氫氣含量≤20%),運(yùn)輸結(jié)束后對(duì)混合氣體進(jìn)行氫氣提純,具有良好的經(jīng)濟(jì)性與安全性,是未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ牡统杀具\(yùn)氫方式。近期,歐洲多國啟動(dòng)富氫天然氣應(yīng)用計(jì)劃,利用現(xiàn)有天然氣燃?xì)庠O(shè)施,將氫氣與天然氣按一定比例混合作為家用燃?xì)馐褂谩?020年歐盟委員會(huì)發(fā)布的《歐盟氫能戰(zhàn)略》、2019年澳大利亞發(fā)布的《國家氫能戰(zhàn)略》、2020年德國發(fā)布的《國家氫能戰(zhàn)略》都明確了天然氣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)可再生氫能的作用,天然氣行業(yè)參與氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè)將成為趨勢(shì)。

2 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)天然氣生產(chǎn)企業(yè)影響分析

2.1 SWOT分析模型

目前,中國氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成“東西南北中”五大發(fā)展區(qū)域,布局最廣泛的是東部區(qū)域,西部區(qū)域以川渝地區(qū)和陜西為代表。川渝地區(qū)是中國重要的天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)區(qū)域,2019年天然氣產(chǎn)量占全國天然氣產(chǎn)量近三成,消費(fèi)量占全國10.7%,天然氣占一次能源消費(fèi)比重超過15%，領(lǐng)先全國[15],中國石油、中國石化均將川渝地區(qū)視為其天然氣上產(chǎn)的主力區(qū)域,布局了一批重量級(jí)的天然氣生產(chǎn)企業(yè),有的企業(yè)還同時(shí)負(fù)責(zé)天然氣儲(chǔ)運(yùn)和銷售利用。川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)起步較晚,但基礎(chǔ)扎實(shí),政府重視,有望實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展,氫能產(chǎn)業(yè)在川渝地區(qū)的發(fā)展勢(shì)必對(duì)川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)帶來影響。基于此,以川渝地區(qū)為例,采用SWOT分析方法(又稱態(tài)勢(shì)分析法),從優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、機(jī)會(huì)和威脅四個(gè)維度進(jìn)行分析,構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)的影響模型,見圖3。

圖3 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展天然氣生產(chǎn)企業(yè)影響SWOT模型圖Fig.3 SWOT model of the influence of hydrogen energy industry development on natural gas producers

2.2 優(yōu)勢(shì)分析

2.2.1 區(qū)域資源稟賦良好

川渝地區(qū)水電資源豐富,以四川省為例,每年豐水期產(chǎn)生數(shù)十億乃至上百億千瓦時(shí)的富余水電,2019年富余水電已降至6年來最低,但仍高達(dá)92×108kW·h,可制備約17×104t氫氣,發(fā)展電解水制氫前景較好。川渝地區(qū)煉化、氯堿、合成氨等工業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí),工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富。同時(shí),四川盆地是常規(guī)氣、非常規(guī)氣“雙富集”氣區(qū),資源量分別占全國的23%和26%[16],目前,四川盆地天然氣產(chǎn)量占全國天然氣產(chǎn)量近三成,未來四川盆地天然氣產(chǎn)量占比將提至1/3[17],為天然氣制氫提供了潛在的氫源保障。

川渝地區(qū)制氫核心技術(shù)已經(jīng)取得突破。部分企業(yè)掌握的變壓吸附提純氫技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先,已有研究院所建成了天然氣等離子提裂解制氫副產(chǎn)炭黑中試裝置,四川大學(xué)、電子科技大學(xué)正與企業(yè)聯(lián)合開展電解水制氫研發(fā),重慶大學(xué)在碳?xì)淙剂现卣茪浼夹g(shù)方面已有一定的基礎(chǔ),多個(gè)工業(yè)氣體生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始規(guī)模生產(chǎn)氫氣。

2.2.2 制氫環(huán)節(jié)存在機(jī)遇

雖然中國氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)到2050年中國氫能換算熱值占終端能源總量的份額將由現(xiàn)在的2.7%提升到10%,但短期內(nèi)份額并不會(huì)迅速提升,并且氫能作為一種可承載其他形式能源轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能載體,天然氣可以轉(zhuǎn)換成氫能在能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整改革中繼續(xù)發(fā)揮作用。因此,短期內(nèi)氫能不會(huì)壓縮天然氣上游市場(chǎng)。制氫方面,與化工企業(yè)合作開展工業(yè)副產(chǎn)氣制氫、與電力公司合作開展棄水棄電制氫,以及潛在的天然氣制氫市場(chǎng)都有望成為天然氣生產(chǎn)企業(yè)新的業(yè)務(wù)拓展方向。

2.2.3 摻氫天然氣管道帶來重大利好

天然氣管道摻氫技術(shù)已成德國、荷蘭等國的研究熱點(diǎn),國內(nèi)通過遼寧朝陽可再生能源摻氫示范項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)天然氣管道摻氫示范,成都市《關(guān)于促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干意見》《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019—2023年)》也明確提出要探索發(fā)展天然氣管道摻氫技術(shù)。川渝地區(qū)的天然氣生產(chǎn)企業(yè)配套建設(shè)了大批天然氣集輸配氣管道,已在四川盆地內(nèi)形成“三橫、三縱、三環(huán)”格局,集輸配氣管道45 400 km,一旦天然氣管道摻氫技術(shù)可行性得到充分論證肯定,天然氣生產(chǎn)企業(yè)可以利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)摻輸氫氣,快速形成發(fā)達(dá)的氫氣管輸體系。

2.3 劣勢(shì)分析

四川省擁有良好的制氫資源和較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),但目前全省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于起步階段。目前,四川省擁有一批涉足氫能產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè),已聚集從事氫氣制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注、燃料電池及整車研發(fā)制造等主要環(huán)節(jié)的企業(yè)及院所過百戶,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為扎實(shí),但仍面臨產(chǎn)業(yè)鏈有待打通完善、關(guān)鍵技術(shù)受制約、基礎(chǔ)設(shè)施不健全等主要問題。

重慶市氫能產(chǎn)業(yè)同樣處于起步階段。重慶市加快氫能產(chǎn)業(yè)招商引資,目前已有多個(gè)氫能及燃料電池汽車項(xiàng)目落地,中國氫能汽車工程研究院正在籌備,重慶氫能源產(chǎn)業(yè)布局覆蓋了制氫、燃料電池系統(tǒng)及關(guān)鍵配件、燃料電池汽車等多個(gè)環(huán)節(jié),整體框架已經(jīng)基本形成,發(fā)展亟待提速。

2.3.2 中游儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)瓶頸有待攻克

目前,川渝地區(qū)氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,少數(shù)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)掌握部分氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),僅能滿足現(xiàn)有小規(guī)模氫氣供需的基本要求。部分本土企業(yè)在高壓儲(chǔ)氫瓶、氫氣加注設(shè)備等方面具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),電子科技大學(xué)、四川大學(xué)、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院在釩鈦基儲(chǔ)氫合金技術(shù)等方面具備成果轉(zhuǎn)化能力。

2019年，成都市出臺(tái)的《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019—2023年)》在“發(fā)展重點(diǎn)”章節(jié)明確提出:“探索發(fā)展低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫及合金固態(tài)儲(chǔ)氫等材料、技術(shù)和設(shè)備,以及天然氣管道摻氫技術(shù)?！比欢?現(xiàn)有技術(shù)僅少數(shù)得到驗(yàn)證,科技成果轉(zhuǎn)化面臨困境,部分關(guān)鍵技術(shù)成為發(fā)展瓶頸,亟待攻克[18]。

2.4 機(jī)會(huì)分析

2.4.1 氫能產(chǎn)業(yè)支持政策頻頻出臺(tái)

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)提供機(jī)遇。2020年1月,中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第六次會(huì)議提出建設(shè)成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈,在西部形成高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極,有利于加速推動(dòng)川渝兩地氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。此外,川渝地方政府頻出政策,成都市是國內(nèi)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)出臺(tái)政策較為積極的城市之一,四川省、重慶市也于近期發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和一系列補(bǔ)貼政策[19],見表2。

為驗(yàn)證案例分析的準(zhǔn)確性，引用文獻(xiàn)[15]的方法對(duì)此案例進(jìn)行分析，得到故障模式重要度統(tǒng)計(jì)圖,如圖6所示。由圖6可得到6種故障模式重要度優(yōu)先級(jí)排序?yàn)椋糊X條斷齒、齒條移動(dòng)過位、齒面疲勞磨損、齒條移動(dòng)不平穩(wěn)、齒條移動(dòng)發(fā)出異響、漏油，其結(jié)果與本文所用方法得到的結(jié)論基本一致，而且本文所用方法避免了計(jì)算機(jī)仿真所帶來的誤差，能夠通過較少的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)快速地對(duì)故障模式等級(jí)進(jìn)行決策，所得結(jié)論更加明確且具有針對(duì)性，相較于實(shí)際工程應(yīng)用中許多企業(yè)采用RPN法或危害性矩陣圖法確定其數(shù)控機(jī)床故障等級(jí)而言，本文方法更加客觀、準(zhǔn)確且效率較高，便于企業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行重點(diǎn)分析、設(shè)計(jì)改進(jìn)以及維修過程控制。

表2 川渝地區(qū)地方政府氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與支持政策列表

2.4.2 交通領(lǐng)域是下游利用發(fā)展重點(diǎn)

川渝地區(qū)在汽車工業(yè)上有著良好的基礎(chǔ),氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈條基本打通,國家和地區(qū)規(guī)劃政策均將交通領(lǐng)域作為氫能示范應(yīng)用最重要的領(lǐng)域,川渝地區(qū)具備氫能交通領(lǐng)域應(yīng)用快速發(fā)展的條件,預(yù)計(jì)燃料電池產(chǎn)業(yè)將成為拉動(dòng)整個(gè)川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎。四川省高校、科研院所聯(lián)合省內(nèi)龍頭企業(yè)已對(duì)燃料電池及整車(機(jī))、加氫站等配套基礎(chǔ)設(shè)施研究多年,積累了大量研發(fā)和制造經(jīng)驗(yàn),氫燃料電池客車已進(jìn)入商業(yè)示范運(yùn)行。重慶市現(xiàn)代化汽車工業(yè)基礎(chǔ)較好,發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)具有先天優(yōu)勢(shì),多家本土車企早已布局氫能源的商用研發(fā),招商引資獲得成效,多個(gè)氫燃料電池汽車項(xiàng)目接連落地。

四川省本地企業(yè)已在氫能交通領(lǐng)域應(yīng)用方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。中國東方電氣集團(tuán)有限公司在燃料電池和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)等方面掌握多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),其聯(lián)合成都客車股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)的第一輛氫燃料電池客車已于2017年成功下線。2018年西南地區(qū)首個(gè)加氫站——成都市郫都區(qū)氫能源加注站在郫都區(qū)現(xiàn)代工業(yè)港揭幕；同年依托該加氫站的氫燃料電池客車示范線進(jìn)入商業(yè)示范運(yùn)行,整條線路共有10輛氫燃料電池公交車,此舉標(biāo)志著四川省成為全國第二個(gè)開展氫燃料電池客車商業(yè)示范運(yùn)行的省份。截至2020年8月,四川省共建成加氫站5座,氫燃料電池示范車輛220輛,示范規(guī)模西部第一[20]。

重慶市本地企業(yè)乘勢(shì)而上加快氫能源商用進(jìn)度,外地企業(yè)加緊布局重慶市場(chǎng)。重慶長安汽車股份有限公司持續(xù)開展氫燃料電池汽車研發(fā)已有10年,近年來長安新能源公司先后參與了3個(gè)國家級(jí)項(xiàng)目研究,目前正在研發(fā)增程式燃料電池SUV。此外,多個(gè)重慶本土車企透露,目前已著手或準(zhǔn)備氫能源汽車的研發(fā)。2019年以來,多個(gè)重磅項(xiàng)目落地,包括兩江新區(qū)的氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目,年產(chǎn)3 000套車用燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及核心零部件生產(chǎn)基地,以及擬在重慶忠縣新建的氫能源汽車產(chǎn)業(yè)園區(qū)。此外,國內(nèi)首個(gè)氫能共享汽車項(xiàng)目也落地重慶,中國氫能汽車工程研究院正在籌備當(dāng)中。

2.5 威脅分析

2.5.1 氫氣終端市場(chǎng)對(duì)天然氣生產(chǎn)企業(yè)影響較大

川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)布局了數(shù)量較多的CNG加氣站、LNG加氣站。隨著氫氣終端市場(chǎng)的發(fā)展，如加氫站的建設(shè)、燃料電池汽車數(shù)量的增多,首當(dāng)其沖的是CNG的市場(chǎng)。多個(gè)網(wǎng)約車公司對(duì)車輛進(jìn)駐平臺(tái)提出了新規(guī)定,用3年時(shí)間淘汰所有非新能源車輛,此舉將阻斷CNG和汽油車輛在共享汽車市場(chǎng)領(lǐng)域的增長可能性。預(yù)計(jì)近3年內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)CNG市場(chǎng)壓縮的現(xiàn)象,LNG在長途客車和載重卡車等車輛上相比燃料電池仍具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),近期內(nèi)影響不大,但遠(yuǎn)期存在潛在影響。

2.5.2 加氫站建設(shè)管理相對(duì)薄弱

川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于起步階段,加氫站建設(shè)管理相對(duì)薄弱,主要體現(xiàn)為歸口管理不清,審批過程復(fù)雜,加氫站建設(shè)制度化進(jìn)程有待提升，加氫站建設(shè)用地困難,加氫站多擬址重點(diǎn)工業(yè)園區(qū)和都市核心區(qū),土地成本高昂,安全環(huán)保要求高,審批困難。另外,加氫站建設(shè)所涉及的壓縮機(jī)、加氣機(jī)等核心設(shè)備和關(guān)鍵零部件多數(shù)依賴進(jìn)口,國產(chǎn)化程度低,同時(shí)氫氣制備和運(yùn)輸成本高,導(dǎo)致加氫站建設(shè)和氫氣加注成本居高不下。

3 天然氣生產(chǎn)企業(yè)參與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策

3.1 參與戰(zhàn)略規(guī)劃與頂層設(shè)計(jì)

結(jié)合川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈的建設(shè)等內(nèi)在需求,進(jìn)一步分析川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì),川渝地區(qū)政府應(yīng)當(dāng)共同出臺(tái)政策措施和創(chuàng)造有利條件,圍繞氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,強(qiáng)化招商引資和本土培育力度,對(duì)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)針對(duì)性進(jìn)行補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈[21],完善產(chǎn)業(yè)鏈布局。天然氣生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極參與區(qū)域氫能發(fā)展規(guī)劃,明確發(fā)展目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)路徑,充分發(fā)揮天然氣生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源,重點(diǎn)參與發(fā)展氫氣的制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注環(huán)節(jié),與地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展互為配套,共同推進(jìn)川渝地區(qū)天然氣產(chǎn)業(yè)和氫能產(chǎn)業(yè)共同快速發(fā)展。

3.2 與相關(guān)企業(yè)協(xié)同合作

川渝地區(qū)天然氣生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極主動(dòng),與相關(guān)企業(yè)合作棄水棄電制氫和工業(yè)副產(chǎn)氣制氫,儲(chǔ)備天然氣制氫技術(shù),搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)上游市場(chǎng)。

首先,積極與相關(guān)企業(yè)合作棄水棄電制氫和工業(yè)副產(chǎn)氣制氫。根據(jù)川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)政策解讀,目前川渝地區(qū)上游制氫將以棄水棄電電解水制氫為首選,氯堿工業(yè)為主的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫和天然氣制氫也是重要選擇。在這種背景下,天然氣企業(yè)可以利用自身在中游運(yùn)輸和下游終端銷售環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì),與川渝地區(qū)的水電企業(yè)合作棄水棄電制氫,與四川石化有限責(zé)任公司等化工企業(yè)合作工業(yè)副產(chǎn)氣制氫,以搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)上游市場(chǎng)。

其次,天然氣生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極發(fā)展天然氣制氫技術(shù)作為技術(shù)儲(chǔ)備。目前川渝地區(qū)主張棄水棄電制氫,并給予電價(jià)優(yōu)惠和政府補(bǔ)貼,現(xiàn)階段若棄水棄電制氫發(fā)展成熟,可以完全滿足市場(chǎng)需要。但隨著氫能下游市場(chǎng)做大做強(qiáng),氫能需求量會(huì)大幅上漲,并且隨著政府補(bǔ)貼的逐漸退出,以及枯水期的影響,現(xiàn)有模式可能出現(xiàn)供氫不足的情況。目前制約天然氣制氫在川渝地區(qū)發(fā)展的主要因素是價(jià)格劣勢(shì),但在將來出現(xiàn)供氫不足的情況時(shí),天然氣制氫可以作為一種很好的填谷方式和戰(zhàn)略替代。從另一角度考慮,四川盆地現(xiàn)在處于天然氣快速上產(chǎn)階段,根據(jù)川渝兩地政府規(guī)劃,預(yù)計(jì)到2035年川渝地區(qū)天然氣年產(chǎn)量將超過1 000×108m3。隨著能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整,未來天然氣可能出現(xiàn)供大于求的情況,轉(zhuǎn)換成氫能使用將會(huì)是天然氣消納的一個(gè)重要途徑。再者,發(fā)展天然氣制氫可以緩解天然氣調(diào)峰保供問題,在天然氣需求量較小的時(shí)間段,天然氣生產(chǎn)企業(yè)可以將生產(chǎn)的過量天然氣制取氫氣,并將氫氣儲(chǔ)存或銷售,或通過燃料電池轉(zhuǎn)換成電能并入電網(wǎng),緩解淡季天然氣供大于求的問題,減小儲(chǔ)氣庫建設(shè)壓力,為天然氣調(diào)峰保供提供更多解決方案。

3.3 充分利用天然氣管網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

川渝地區(qū)的天然氣生產(chǎn)企業(yè)可利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)發(fā)展摻氫天然氣管道。多家天然氣生產(chǎn)企業(yè)已在川渝地區(qū)建立了比較發(fā)達(dá)的天然氣管網(wǎng),并與全國管網(wǎng)連接。摻氫天然氣管道輸送是在天然氣管網(wǎng)中摻混氫氣,運(yùn)輸結(jié)束后對(duì)混合氣體進(jìn)行氫氣提純,具有良好的經(jīng)濟(jì)性與安全性,是未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ牡统杀具\(yùn)氫方式。一旦天然氣管道摻氫技術(shù)可行性得到充分論證肯定,天然氣生產(chǎn)企業(yè)可以利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng),積極發(fā)展摻氫天然氣管道,將生產(chǎn)的氫氣輸送到川渝地區(qū)乃至全國各地,搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)中游運(yùn)輸市場(chǎng)。同樣的,天然氣生產(chǎn)企業(yè)可以利用天然氣管網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),組織建設(shè)專門的輸氫管道,成為為數(shù)不多有能力組織氫氣管道運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)。

3.4 穩(wěn)步探索加氣加氫合建站及加氫站

川渝地區(qū)的天然氣生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)采用天然氣產(chǎn)運(yùn)儲(chǔ)銷一體化運(yùn)營模式,在發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)時(shí)有望復(fù)制這一模式。天然氣生產(chǎn)企業(yè)依托終端銷售平臺(tái)在川渝地區(qū)布局了相當(dāng)數(shù)量的CNG加氣站、LNG加氣站,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)銷售業(yè)務(wù)時(shí),可依托現(xiàn)有CNG加氣站、LNG加氣站建立加氣加氫合建站,或?qū)⒅饾u淘汰的CNG加氣站逐步改建為加氫站,在縮減建造成本的同時(shí)迅速占領(lǐng)川渝地區(qū)氫氣銷售市場(chǎng)。并可根據(jù)氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)考慮新建加氫站,加密氫氣銷售網(wǎng)點(diǎn)。至此,天然氣生產(chǎn)企業(yè)可以形成氫能產(chǎn)運(yùn)儲(chǔ)銷一體化發(fā)展模式,在川渝地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中掌握主動(dòng)權(quán)。

4 結(jié)論

當(dāng)前,不論從資源儲(chǔ)量還是從環(huán)境友好的角度考慮,全球發(fā)達(dá)國家都十分重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)向規(guī)?；l(fā)展大跨步前進(jìn),氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在政策引領(lǐng)下,川渝地區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展期,氫能產(chǎn)業(yè)對(duì)天然氣生產(chǎn)企業(yè)會(huì)帶來一定的影響,但總體上機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。天然氣生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),制定相關(guān)應(yīng)對(duì)措施,積極融入氫能產(chǎn)業(yè),在能源轉(zhuǎn)型的總體趨勢(shì)下持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。