瞻觀前沿
一項突破性的技術已經開發出來，能夠以更具成本效益和環境友好的方式生產綠色氫氣，通過取代昂貴的貴金屬催化劑使我們更接近碳中和社會。這項綠氫生產技術，由UNIST能源與化學工程學院Jungki Ryu教授和韓國科學技術院材料科學與工程系Dong-Hwa Seo教授領導的聯合研究小組成功開發了一種雙功能水電解催化劑，用於高效、節能的水電解催化劑。穩定生產高純度綠色氫氣。該研究發表在《先進材料》雜誌上。
即使在高度腐蝕性的酸性環境中，新開發的催化劑也表現出卓越的耐用性。通過利用釕、矽和鎢 (RuSiW)，與傳統的鉑 (Pt) 或銥 (Ir) 催化劑相比，該催化劑更具成本效益。此外，它排放的溫室氣體顯著減少，使其成為一種環保的替代品。
Ryu教授表示，這種三元素催化劑的開發意義重大，因為它有潛力同時替代昂貴的鉑和銥。它有望應用於高純度綠色制氫系統，例如質子交換膜電解槽，因為它即使在高腐蝕性的酸性條件下也可以輕鬆穩定地合成。
圖片來源：攝圖網
技術價值觀察
從氫能源行業產業鏈上下游來看，氫能源產業鏈上游為制氫，包含氫氣製取(主要技術方式包括煤制氫、工業副產氫、天然氣制氫、電解水制氫以及其他工藝制氫)、氫氣純化、氫氣液化等環節。氫能源產業鏈的中游就是儲存環節，主要儲運技術包括氣態儲運、液態儲運、固態儲運以及有機液態儲運等，涵蓋儲氫裝置、氫氣運輸等。氫能源產業鏈下游為加氫及氫的綜合應用，涉及到加氫站建設及設備，以及交通、工業、建築等領域的應用。
而這項利用水電解催化劑生產綠色氫氣的技術，處於氫能源產業鏈上游環節，主要對制氫技術有較大影響。
宏觀市場觀察
——全球氫能源發展情況
加氫站是通過將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加註氫氣的燃氣站，是氫燃料電池產業化、商業化的重要基礎設施。
加氫站作為氫能源產業下游應用發展的重要基礎設施，是各國建設布局的重點。截至2020年底，全球共有553個加氫站投入運營，全年新投運107座加氫站，再次刷新紀錄。
從區域分布來看，亞洲和歐洲是全球加氫站建設最為活躍的地區。截至2020年底，亞洲的加氫站數量最多，共計275座，占全球的50%;其次是歐洲，有200座加氫站，占比36%;北美僅有75座加氫站，占比14%。
——全國氫能源產業發展規模
我國是世界上最大的制氫國，根據中國氫能聯盟數據顯示，2019年，中國氫氣產量為3342萬噸，同比增長近60%。2021年，我國氫氣產量約3300萬噸，居全球第一，約占全球產量的30%。國家發展改革委高技術司副司長表示，我國氫氣產能約為4000萬噸/年，近年氫氣產量穩定在3300萬噸左右。
在「雙碳」背景下，由於氫能源的清潔環保、安全高效且便於運輸，市場需求不斷增長。根據中國氫能聯盟統計，自2010年以來中國氫氣消費量增長了30%，於2020年達到3300萬噸左右。根據《中國耦合CCUS制氫機遇》報告，中國氫能聯盟對國內市場需求的評估表明，到2030年，中國氫需求將增至3700萬噸，到2060年將增至1.3億噸，其中交通和工業領域中氫和氫基燃料的增長尤為顯著。
2019年兩會期間，氫能首次寫入我國政府工作報告。在「十四五」規劃期間，我國指出要在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業。2017年以來，我國布局氫能源的企業註冊量逐漸攀升，以廣東省、江蘇省、北京市為領頭。氫能產業大數據平台數據顯示，我國目前已建成加氫站358座，在運營加氫站245座，覆蓋28個省份，省份覆蓋率達82.35%。其中，廣東省以加氫站數量55座為首。2019年以來，我國在運營加氫站供給能力從3.614千克/天激增至18.88千克/天，供給能力大幅提升。隨著我國政策的傾斜力度逐漸加強，預計到2023年能夠實現供給能力25千克/天，在運營加氫站數量將達到300座。
——為實現「3060」碳目標 綠氫將快速發展
近年來，「碳達峰」和「碳中和」成為關注的熱點。為應對氣候變化，2020年我國在聯合國大會上明確提出，中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。「十四五」規劃也將加快推動綠色低碳發展列入其中。
為了實現「3060」碳目標，開發氫能源是重中之重。其中，綠氫的發展尤為重要。國家也大力推動綠氫的發展，《新時代的中國能源發展》白皮書便提到要加速發展綠氫製取、儲運和應用等氫能產業鏈技術裝備。包括中國石化在內的一眾氫能源行業巨頭都表示要發展綠氫，推動氫能源向綠氫的轉變。未來，綠氫在國內氫能源的占比將有所提升。
中國氫能源技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示，與氫能源關鍵技術強關聯的城市集群主要集中在華南和華中地區，並且以深圳、鄭州市為重點發展區域，未來布局氫能源技術及其他相關技術的發展路徑，極大可能性在於華南、華中優先導入，其中可重點關注廣東省深圳市福田區、河南省鄭州市管城回族區和海南省海口市龍華區所處氫能源的相關企業，以及該地方對於氫能源的產業發展投資環境、供給市場的潛力空間。
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