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豪掷千亿大搞氢基建，中石化的氢能野望如何“解连环”？

华夏能源网 · 公众号 · · 2024-05-04 19:25

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作者 | 刘洋

编辑 | 杨亦

近期，瞄准“中国第一氢能公司”的中石化，在氢能基建方面取得了重大进展。

华夏能源网（公众号hxny3060）获悉，4月10日，中国石化宣布，其乌兰察布至燕山石化的“西氢东送”输氢管道纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》。该管道将经过内蒙古、河北、北京等3省（市）9个县区，全长400多公里。

与中石油天然气掺氢管道不同的是，中石化上述管道，建成后将是中国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。

中石化该管道还将在沿线多地预留端口，便于接入潜在氢源。也就是说， 乌兰察布至燕山石化输氢管道未来还将建设支线。

不仅仅是输氢管道，近年来中石化还在大刀阔斧上马加氢站。截至目前，中石化已建成氢燃料电池供氢中心11个、加氢站128座。在其“十四五”整体规划中，目标是建成加氢站1000座。

氢能管道和加氢站均属于基础设施建设，十分“烧钱”。粗略匡算，2030年左右，中石化砸向氢能基建网络的投资将达到上千亿元。

那么，中石化如此重金押注，氢能基建真的是一门好生意吗？

输氢管道面临两大难题

近年来，中国氢能行业快速发展。但是，绿氢项目多集中在风电、光伏丰富的西北、华北地区，在长距离输氢成本居高不下的情况下，如何将绿氢运送到京津冀甚至是长三角、珠三角地区是一大问题。

目前，长管拖车是长距离氢气运输的主要方式。但这种方式成本较高、效率较低，也是造成终端用氢成本高的主要原因之一，极大制约了氢能产业链的发展。

解决办法，一个是将用氢工业大户往氢能丰富的西北地区迁移，当然，这一过程注定漫长；另一个可行的方式是，建立长距离输氢管道，以实现较低成本的“西氢东送”、“北氢南送”。

氢气储运手段主要包括管道运氢、高压槽车运氢、液氢、合成氨运氢等几类。 管道输氢成本约为高压槽车运氢的1/10，可以将氢气每百公里运费降到0.5元/千克以下。

目前全球长距离输氢管道总里程超过5000公里。其中美国是2500多公里，欧洲是1700多公里。中国的输氢管道建设仍处于起步阶段，已建成的输氢管道共有400公里，几乎都是化石能源制氢的短距离输送管道。

初始投资成本格外昂贵，是中国输氢管道建设缓慢的主要原因。纯氢管道建设一般要500万元/公里，并且面临建成后能否收回投资成本的问题。

在化石能源制氢、输氢上，中石化早已积累了较丰富的经验。其旗下已有金陵—扬子氢气管道、巴陵—长岭氢气输送管线、济源—洛阳氢气管道，最长投运时间约16年。

在“中国第一氢能公司”战略指引下，近年来中石化的氢能管道建设在明显加速。

早在2022年，中石化拟投资200亿元建设京蒙输氢管道项目的消息就曾在业界流传开来。2022年12月，中石化正式立项并向主管部门做了申报。但是，由于涉及项目主体变更等原因，2022年所申报的项目被废止。

2024年1月11日，中石化重新申报并很快审批通过。该项目一期运力10万吨/年，并预留了50万吨/年的远期提升潜力。该项目还将在沿线多地预留端口，便于接入潜在氢源。这也意味着，未来，中国石化可依托“西氢东送”管道建设更多支线及加氢母站。

目前，管道输氢有两种选择，一是天然气掺氢管道输氢；一是纯氢管道输氢。

天然气掺氢技术是将氢气以一定体积比例掺入天然气中，利用现有天然气管道输送至终端用户，随后直接利用或将氢气提纯后单独使用。然而，掺氢天然气若要应用到燃料电池汽车等对氢气纯度要求较高的领域，就必须从天然气中提纯氢气，这将带来一笔代价高昂的成本账。

天然气掺氢管道输氢，可利用大量已有天然气管道，在前期成本占优，但是不利于后续的氢气多领域应用推广，这就有了纯氢管道输氢的方案。然而，纯氢管道初始投资成本十分高昂，此外，纯氢管道还要解决氢脆的问题。

管输氢气与油气管道因介质流动与燃爆特性不同，在工艺设计与安全控制等方面存在明显差异。在高压气态输送过程中，氢会逐步侵入并渗透钢材，引发钢材力学性能下降。

目前氢气在中国仍属于危化品管理范畴。考虑到氢脆以及为了达到防爆安全要求，长距离输氢管道的沿线设计和铺设就有了较大难度。

由此可见，中石化要想驾驭好“西氢东送”输氢管道，还是要比经营油气管道难了很多，成本与安全是两大难题。

加氢站建设难算“经济账”

中石化在纯氢管道建设上发力，内蒙古“西氢东送”到燕山石化，除了替代一部分用于炼化环节的灰氢之外，更主要的目的是要为氢车提供纯氢。

建加氢站，是中石化在氢能基建上的另一个发力点。4月17日，中石化正式公布了阶段性成果，目前已建成氢燃料电池供氢中心11个、加氢站128座，基本覆盖了“3+2”氢燃料电池示范城市群，成为全球运营加氢站最多的企业。

早在2021年中期业绩会上，中石化掌门人马永生就明确提出了公司“十四五”期间氢能发展思路：一是规划建设加氢站1000座，加氢服务能力达到20万吨/年；二是大力发展可再生能源制氢，规划累计制氢产量超百万吨；三是聚焦氢能交通领域和绿氢炼化。

虽然，目前中石化距其1000座加氢站的“野望”还很遥远，但坐拥128座加氢站已经稳居第一了。目前，中国国内加氢站数量总共也才400多座。

中石化加氢站进展不如预期，并非能力不足，应是有意控制投资节奏。就如同纯氢管道之于油气管道，加氢站的建设成本也要比加油站高了好几个量级——一座加氢站大约要2000万元的投资成本。

在国家推动建设氢走廊的规划中，中石化扮演了关键角色，目前着力打造的包括渝万、京津唐、沪嘉甬、济青、郑汴洛濮、呼包鄂乌、粤港澳大湾区7个氢走廊重点区域中，前4个走廊已经初步打通，后3个走廊也已有加氢站布局。

中石化氢走廊的建设策略，是要依托高速公路（国道、省道）建设加氢站并连点成线建成加氢干线，以此联通、激活氢能产业。

今年3月，山东宣布氢能车免收高速费，被视为氢车行业一大利好。

山东氢能高速背后，中石化即为大玩家。早在2021年11月，中石化与山东高速服务开发集团合作，在济青高速北线淄博南服务区投建了一座加氢站，设计供氢能力500千克/12小时，可满足50辆氢燃料车加注，这也是国内高速公路服务区首座建成运营的加氢站。

济青氢走廊之外，截至2023年底，中石化已在浙江已建成10座加氢站，实现“氢能走廊”“连点成线”，上海、宁波、嘉兴、杭州跨区域氢能物流干线常态化规模化运行具备了条件。

当然，中石化耗资不菲建设起来的加氢站，也面临着利用率低的严酷局面。 由于氢燃料汽车普及率较低，国内加氢站的使用率一直非常低，并普遍亏损。

中国氢能联盟数据显示，截至2023年末，全国已经建成加氢站428座，主要分布在广东、山东、河南、河北和浙江。不过，处于运营状态的加氢站只有274座，占比64%。

有业内人士算过一笔账，氢气成本约占加氢站运营成本的70%以上，如果氢源较远，那么氢气到站成本高昂，经济账肯定算不过来。一个日供氢能力为500公斤的加氢站使用饱和率需达到60%以上，才有可能达到盈亏平衡。

2023年全国两会期间，亿华通董事长张国强披露称，已获批的5大城市群、41座城市在四年示范期内， 合计计划推广约3.5万辆燃料电池汽车，年均推广量不足万台。

由于过于依赖产业政策的氢能车推不开，加氢站也日子就不好过——缺少需求支撑。未来，无论是中石化已建成的128座加氢站，还是未来计划建成的1000座加氢站，都要直面严酷的经营压力。

“ 鸡生蛋，还是蛋生鸡 ”的困局

从“西氢东送”输氢管道，到下游加氢站连点成线建成氢走廊、加氢干线，中石化已经布好一盘大棋。最终要有效盘活这套围绕氢能的基建网络，有一个先决条件，那就是要有绿氢。

因为只有绿氢才是未来，如果耗资巨大最终用的还是灰氢就意义大不。“西氢东送”本身，就是旨在利用西北华北丰富、优质的风光资源去制绿氢。

与纯氢输氢管道相配套，中石化乌兰察布10万吨/年风光制氢一体化项目（制氢厂部分）也已经获批。

该制氢项目总投资59.4亿元，主要包括新建25个制氢厂房，每个厂房各配置8套电解槽，共计200套1000Nm3/h碱液电解槽电解水制氢装置、1座6000立方水容积的低压缓冲罐和约47.6千米中水输送管线（起点位于商都县七台镇污水处理厂，终点为制氢工厂）。

中石化规划，“十四五”期内可再生能源制氢产量超百万吨，这也意味着年绿氢产能至少要达到20万吨。除了乌兰察布制绿氢项目，中石化已在新疆库车建成我国首个年产2万吨光伏绿氢示范项目，在内蒙古鄂尔多斯正在启动建设3万吨/年绿氢项目。

西北绿电制绿氢-输氢管道“西氢东送”-千座加氢站“连点成线”建成加氢干线、氢走廊，从上至下、环环相扣，这就是中石化完整的“氢能野望”。

这一套完整的氢能战略，需要巨量的投资。即使不去计算绿氢制造，光是输氢管道和加氢站建设，其初始投资就将超千亿。而既然是环环相扣，那么，如果氢能产业链的某一个环节不够成熟的话，都会影响到其他环节的效益。

其中最关键的环节——绿氢制备环节还不够成熟，是最大难题。

目前氢能仍处于发展初期阶段，仍面临着“鸡生蛋、蛋生鸡”的困局。绿氢在中国每年4000多万吨的氢能总产能中，占比尚不足0.1%，35元/公斤的绿氢制备成本还远不具备经济性，这就导致绿氢的需求潜力释放不出来。而没有绿氢的规模化的应用，就难以降低绿氢的生产成本。

氢能基建也一样面临“鸡生蛋、蛋生鸡”困局。没有大规模的氢能基建，推广氢能应用无从谈起；可是氢能管道和加氢站又都造价高昂，其能否有效收回成本要看输氢量与加氢量，而用氢规模还要取决于绿氢制备的成本。

豪掷千亿大搞氢基建，中石化的氢能野望如何“解连环”？

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