(报告出品方:海通证券)
1. 交通用氢
氢长期以来一直被作为一种潜在的交通燃料,可以作为石油和天然气的替代品以及 电力和生物燃料的补充品。根据 IEA 2022 年《Global Hydrogen Review》,2021 年 全球交通用氢总需求量超 3 万吨,同比增长超 60%。但目前交通用氢量只占氢总需求量 的 0.03%,氢作为交通燃料仅占交通用能的 0.003%。至 2030 年交通用氢量有望达 800 万吨,其中需求最大的领域为汽车(50%)和船 舶(45%)。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,在碳中和(NZE)情境 下至 2030年交通部门用氢需求量将达到 800万吨,其中需求量最大的领域为汽车(50%) 和船舶(45%)。此外,还将有 800 万吨氢有望用于生产氨和其他可再生燃料,用于船 舶和航空领域。
1.1 汽车用氢
2022 年全球公路用氢需求量增长 45%,国内占比超过一半,因氢燃料重卡占主导。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,2022 年公路用氢需求量增长 45%, 国内主要聚焦于氢燃料重卡的推广,因此尽管 2022 年氢燃料汽车(FCEVs)数量占全 球的 20%,但汽车用氢需求量占全球逾半。根据 IEA,未来几年汽车仍将为交通用氢需 求的主要来源。
2023 年全球氢燃料车销售表现较为疲软,多次欧洲国家的氢燃料汽车的注册量稳 中有降。根据 Hydrogen Insight 统计的全球氢燃料车销量数据,尽管多个国家计划新建 氢燃料电池汽车加氢站(HRS),并且欧盟新立法规定到 2027 年必须新建数百个加氢 站,但 2023 年多数欧洲市场的氢燃料电池汽车(FCEV)注册量仍在下降,除三个国家 外其他欧洲国家的 FCEV 注册量都出现了停滞或下降,其中欧洲最大的氢能汽车市场德 国的 2023 年 FCEV 新注册量减少了近 70%。
1.1.1 小型汽车
2022 年全球氢燃料电池汽车保有量同比增长超 40%,韩国和美国为前两大市场, 中国主要集中在氢能重卡。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,2022 年 底全球氢燃料电池汽车保有量超过 5.8 万辆,同比增长超 40%,23H1 氢燃料电池汽车 保有量超 6.3 万辆。2022 年全球燃料电池汽车销量约 1.5 万多辆,其中韩国占增量的 2/3。目前韩国为氢燃料电池汽车第一大国家,截至 23H1 保有量达 3.2 万辆,但销量有 所放缓,23H1 销量约 3000 辆(22H1 为 4900 辆)。其次为美国,截至 23H1 保有量 约 1.6 万辆。国内主要集中在重卡领域,截至 23H1 已有超过 800 辆氢燃料重卡投入使 用,占全球超半。
1.1.2 公共汽车、卡车、叉车等
在重型汽车运输领域,中国始终占据着主导地位,且未来增速依旧强劲;欧洲、美 国的燃料电池卡车和公交车正在试验和初步部署阶段。卡车:2022 年全球氢燃料卡车保有量增长超 60%,其中中国较为领先,自 2021 年底至 23H1 增长超 5 倍。根据 IEA《Global Hydrogen Review 2023》,截至 2022 年 底,氢燃料电池卡车保有量超 7100 辆,同比增长超 60%,其中中国销量占比超 95%, 氢燃料重卡销量自 2021 年底至 23H1 增长超 5 倍。国外也在积极发展燃料电池卡车市场,主要集中在韩国和欧洲地区。国外的燃料电 池卡车市场也在积极发展,现代的 Xcient 产品自 2020 年起在瑞士的运行里程超过 500 万公里,目前在德国、韩国、新西兰均有布局。欧洲也有一些氢燃料卡车订单逐步落地, 德国能源公司 GP Joule 预定 100 辆 Nikola Tre 的氢燃料卡车,其中 30 辆在 2024 年交 付;挪威科技工业研究所(SINTEF)参与的 H2Accelerate 项目计划在欧洲部署 150 辆 氢燃料卡车;H2X Global 计划在瑞典哥德堡提供用于废物处理的氢燃料卡车。公交车:2022 年全球氢燃料公交车保有量增长约 40%,截至 23H1 全球保有量约 7000 辆,其中 85%都在国内。根据 IEA《Global Hydrogen Review 2023》,2022 年 氢燃料公交车保有量同比增长约 40%,截至 23H1 全球约 7000 辆氢燃料公交车,其中 85%都在国内,其次为欧洲、韩国和美国。2022 年中国氢燃料公交车增长约 1300 辆。
1.1.3 加氢站
从加氢站数量来看,根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,2022 年全 球加氢站数量超1000个,截至23H1全球共有约1100个加氢站(hydrogen refuelling stations,HRS),其中中国有超过 300 个,其次为欧洲(250)、韩国(180)和 日本(180)。从车站比来看,截至 23H1 美国(240)和韩国(180)的车站比较高,中国、日本 和欧洲仅不到 50。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,美国自 2019 年 以来加氢站数量增幅仅为 10%,并且由于燃料汽车的快速增长,车站比(燃料汽车 数量/加氢站数量)快速上升,截至 23H1 车站比达到 240。韩国自 2019 年至 23H1 的车站比则维持在 140 和 200 之间。包括中国、日本和欧洲在内的其他主要国家车 站比则不到 50。
2023 年 9 月 22 日欧盟将 AFIR 法案正式立为法律,强制要求到 2030 年在 TEN-T 核心网络沿线每 200 公里部署一个加氢站,有望加速加氢基础设施的建设。2023 年 3 月欧洲议会和欧盟理事会提出 AFIR(Alternative Fuels Infrastructure Regulation) 法案,将在欧盟主要交通走廊和枢纽增加公共充电站和加氢站的数量,并在 2023 年 9 月正式通过成为法律。该法案强制要求在在所有城市节点和 TEN-T 核心网络沿 线每 200 公里部署一个加氢站,以确保一个足够密集的加氢网络,允许氢燃料汽车 在整个欧盟范围内行驶。
各地纷纷布局加氢站的建设布局。欧洲地区,TotalEnergies 和 Air Liquide 成立合 资公司,计划在比荷卢法德部署超 100 个加氢站供重型汽车使用。H2 Mobility 计划 在现有 90 个加氢站的基础上在德国和奥地利增加 210 个加氢站。意大利则资助建 设 36 个加氢站。但在部分区域也有加氢站的退出,如壳牌在英国关闭 3 个加氢站。美国地区,氢燃料和电动卡车制造商 Nikola 在加州建立 6 个加氢站(获得政府资助 4200 万美元),可供 80-100 个卡车加氢,2023 年还推出一个 700bar 的移动加氢 站,可储存约 1 吨的氢气,计划至 2060 年建设超 60 个加氢站。亚洲地区,韩国 SK E&S和普拉格能源成立合资公司SK Plug Hyverse,计划在韩国建设约40个加氢站。
1.1.4 国家政策和支持项目
美国加州是首个和唯一通过约束性法规要求销售零排放重型车的地区。2020 年通 过的《先进清洁卡车法规》(Advanced Clean Trucks)要求制造商增加零排放货车的 销售占比:2024 年,2b-3 类卡车、4-8 类卡车和 7-8 类卡车新车中的零排放车辆占比分 别为 5%、9%和 5%,且该比例逐年上升。同时加州制定了一个非约束性目标,要求截 至 2035 年所有新出售的客车达到零排放标准、在 2045 年道路上行驶的所有重型车(包 括销售的新车和全部存量车)均实现零排放。在加州及美国 15 个州承诺协定基础上,26 届联合国气候变化大会达成全球谅解备 忘录,共同推动零排放中重型车辆的发展。2021 年 11 月,在第 26 届联合国气候变化 大会(COP26)上,《发展零排放中重型车辆:全球谅解备忘录》(Global Memorandum of Understanding on Zero Emission Medium- and Heavy-Duty Vehicles)签署,目标是 在 2030 年之前实现零排放中重型卡车的销售占比达到 30%,2040 年之前实现零排放中 重型卡车的销售占比达到 100%,以促进 2050 年实现零碳排放。
欧洲地区,建立 H2Accelerate 合作组织,分阶段部署目标在 2030s 实现燃料电池 卡车的全面工业化。2020 年底欧洲建立 H2Accelerate 合作组织,旨在通过氢生产商、 基础设施运营商和汽车制造商之间的合作,实现和推广氢在欧洲长途重型卡车运输中的 应用。2023 年 5 月 30 日,H2Accelerate 合作组织发布最新白皮书,支持在欧洲长途卡 车运输中使用氢气,通过三个阶段的研发和部署为 2030s 实现燃料电池卡车的全面工业 化作准备。
戴姆勒、依维柯和沃尔沃率先在欧洲 9 个城市部署 150 辆重型氢燃料卡车,通过 H2Accelerate 为期六年的项目实现最终的批量制造。通过 H2Accelerate 合作组织,领 先制造商戴姆勒卡车、依维柯集团和沃尔沃集团获得清洁氢伙伴关系(Clean Hydrogen Partnership)的资助资金,将在 9 个欧洲国家率先部署 150 辆燃料电池卡车,并且均选 取续航里程至少 400 公里的最重车型,通过为期六年的项目推动高性能氢燃料卡车的批 量制造。
亚洲国家中,日本和韩国均提出包括燃料电池车发展目标。日本政府计划到 2030 年,将小型商用车新车中,纯电动车和氢燃料电池车的比例提升至 20%~30%;到 2040 年,小型商用车新车销量将 100%来自纯电动车、氢燃料电池车,以及合成燃料车。韩 国目标到 2040 年公共部门的氢燃料公交、出租车、货运卡车分别达到 4 万辆、8 万辆 和 3 万辆;商用氢燃料汽车到 2025 年实现商业化量产和 100%本土化,到 2025 年产量 达 10 万辆,到 2040 年实现氢燃料汽车国内消费量和出口量分别为 290 万辆和 330 万 辆;到 2040 年加氢站数量扩大至 1200 座。
1.1.5 成本来源及成本降低的潜力
燃料电池系统成本
我们认为未来燃料电池成本下降主要由规模提升和技术进步驱动,从而能够降低氢 燃料汽车使用的综合成本。规模经济方面,通过规模化生产包括膜电极在内的核心零部件实现成本降低。燃料 电池的系统成本约一半在双极板、膜、催化剂和气体扩散层,其中膜电极为最主要的成 本部件。据未势能源的数据,以当前技术条件下 100 万片/年的产量,膜电极量产成本约 350 元/片(约 850 元/W),当年产规模达到 1000 万片时,量产成本约 200 元/片(约 500 元/kW),成本降幅达到 43%,其中由规模化生产带来的成本降幅占比达到 58%。根据 IEA 数据,通过将核心零部件生产规模从年产 1000 台增加到 10 万台,燃料电池系统总 成本可以降低 65%到 50 美元/kW;当规模继续增加到 50 万台时,燃料电池系统成本可 以继续下降 10%至 45 美元/kW。随着燃料电池需求不断增长,产能规模效应有望提速。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,2023 年现代汽车在中国广州开设了韩国以外的第一家氢燃料电 池工厂。全球氢燃料电池零部件制造产能也相应扩大,如德国 EKPO 在接到大额双极板 订单后将投资建设新的生产基地;Hexagon Purus 在美国开设了一家新的储氢瓶工厂, 并在加拿大准备建设一家新的小型工厂;巴拉德目标通过投资加拿大工厂,将下一代双 极板的成本降低至高 70%,同时还计划在上海建立膜电极组装厂供货给西门子等客户。2022 年燃料电池的产能继续增加,与到 2030 年 NZE 情景的差距继续缩小,目前燃料 电池制造商可以在 2030 年满足其 70%的需求。
技术进步方面,可以通过降低催化剂含铂量、优化膜电极设计等方式降低燃料电池 成本,比如增加催化剂活性降低铂含量,或者开发无铂催化剂等。此外可以优化膜电极 组件的设计、降低双极板成本、BOP 辅助设施的成本等。
储氢系统成本
储氢系统的成本下降速度可能低于燃料电池系统。根据 IEA 数据,当产量规模在 1 万套时氢燃料汽车的储氢系统(包括配件、阀门和调节器)的成本约为 23 美元/kWh, 当规模提升至 50 万套时成本能够降低至 14-18 美元/kWh。美国能源部的最终目标是 8 美元/kWh,对于运行里程 600km 的氢燃料乘用车而言,这意味着储能 225kWh 的氢罐 成本要从目前的 3400 美元下降到 1800 美元;对于运行里程 700km 的氢燃料重卡而言, 这意味着储能 1800kWh 的氢罐成本要从目前的 2.77 万美元下降到 1.67 万美元。
全生命周期成本
现阶段国内氢燃料电池汽车尚不具备成本优势,短期还需要政府支持来促进市场竞 争力的提升。根据中国电动汽车百人会 2020 年联合发布的《氢燃料电池汽车全生命周 期经济性分析》,氢燃料电池汽车的全生命周期成本包括车辆购臵成本、能源使用成本、 维修养护成本、车辆报废残值,以氢燃料电池客车、物流车和重卡为例(以下成本数据 均来自《氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析》),目前国内氢燃料电池汽车的全生 命周期成本较电动车仍然相对较高,主要由于燃料电池的部分零部件还需要进口、年销 量仅在千辆级别规模效应尚未体现、氢气终端销售价格较高造成能源使用成本较高。我 们认为未来仍然需要政府和行业合作规划氢能产业链和加氢站网络,通过对氢气销售端 给予支持、设立零部件的补贴激励机制等方式来鼓励发展。
氢燃料电池客车
以某 10.5 米级氢燃料电池客车为例,2020 年该款氢燃料电池客车的整车购臵成本 为 195 万元。其能源转换与储存系统由 46 kW 燃料电池系统、109 kWh 磷酸铁锂蓄电 池系统、6 个水容积 140L 储氢罐组成。其中,燃料电池系统/蓄电池系统/储氢系统的成 本分别为 103/16/23 万元,占比分别为 52.8%/8.2%/11.8%。
在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时,按照车辆氢耗 7kg/100km、年运行 里程 7.2 万公里、运营使用期限 8 年计算,其全生命周期的能源使用成本分别为 121 万 元和 242 万元,对应的全生命周期成本分别为 327 万元和 448 万元。
氢燃料电池物流车
以某 9 吨氢燃料电池物流车为例,2020 年该款氢燃料电池物流车的整车成本为 130 万元。其能源转换与储存系统由 32kW 燃料电池系统、26.63kWh(锰酸锂电池)蓄电 池系统、3 个水容积 140L 储氢罐组成。其中,燃料电池系统、蓄电池系统、储氢系统的 成本分别为 75/6/14 万元,占比分别为 57.7%/4.6%/10.8%。
在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时,按照车辆氢耗 2.8kg/100km、日运 行里程 150km 年运行 300 天、运营使用期限 8 年计算,其全生命周期的能源使用成本 分别为 30.2 万元和 60.5 万元,对应的全生命周期成本分别为 170 万元和 200 万元。
氢燃料电池重卡
以某42吨级港口牵引重卡车型为例,2020年该款氢燃料电池重卡的整车成本为150 万元。其能源转换与储存系统由 80kW 燃料电池系统、100 kWh 磷酸铁锂蓄电池系统、 10 个容积 140L 储氢罐组成。其中,燃料电池系统/蓄电池系统/储氢系统的成本分别为 80/15/25 万元,占比分别为 53.3%/10%/16.7%。
在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时,按照车辆氢耗 8.7kg/100km 计算, 其全生命周期的能源使用成本分别为 190 万元和 381 万元,对应的全生命周期成本分别 为 344 万元和 535 万元。
我们认为综合来看在重卡等领域以及低温、续驶里程要求长等特定场景下,氢燃料 电池汽车相对更具竞争力。氢燃料电池相对更适合特定场景如低温环境无法接受长时间 充电、续驶里程要求长的场景等。并且我们认为随着燃料电池技术的不断进步和规模的 不断提升,氢燃料电池汽车全生命周期成本有望快速下降。根据《氢燃料电池汽车全生 命周期经济性分析》援引捷氢科技的预测,到 2025 年和 2030 年,在 18 吨重卡领域, 氢燃料电池汽车(FCV)相比纯电动汽车(BEV)和燃油汽车(ICE)均具备经济性。
根据《氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析》援引捷氢科技的预测,到 2025 年 氢气价格下降到约 25 元/kg 时,氢燃料电池汽车在 18 吨重卡领域相比纯电动汽车和燃 油车均具备竞争力。到 2030 年氢气价格下降到 20 元/kg 时,氢燃料电池汽车和燃油车 相比在中卡领域也相对具备竞争力。
对乘用车而言,氢燃料汽车可能更适合对续航里程要求高的消费者。目前氢燃料电 池汽车相较电动汽车的成本较高,主因燃料电池和储罐成本仍相对较高。根据 IEA 2019 年的测算,当燃料电池成本下降到 50 美元/kW 时,续航里程 400km 的氢燃料汽车使用 成本相较电动汽车才具备竞争力;当燃料电池成本下降到 75 美元/kW 时,续航里程 500km 的氢燃料汽车使用成本相较电动汽车才具备竞争力,因此我们认为氢燃料汽车可 能更适合对续航里程要求高的消费者。
对中重型车辆而言,氢燃料汽车的经济性主要取决于使用里程以及终端氢气价格。根据美国能源署援引美国能源部 2019 年的测算,当产量达到 10 万辆时,氢燃料重型卡 车的燃料电池系统成本可以降低至 95 美元/kW,在终端氢气价格在 7 美元/kg 时,续航 里程 600km 的氢燃料重卡成本相较电动汽车具备竞争力;在终端氢气价格下降至 5 美 元/kg 时,续航里程 600km 的氢燃料重卡成本相较柴油车才具备竞争力。
1.2 船舶用氢
海运为降低碳排放的重要部门,全球海事论坛确定的降碳技术包括氨、甲醇、氢作 为船运燃料。根据 IEA《The Future of Hydrogen》,海运贸易约占全球石油需求的 5%。根据 IEA 援引 IMO 在 2014 年的估计,全球实物贸易的 90%通过海运,而其中运输的 1/3 为包括原油在内的能源产品。国际船舶碳排放量占全球碳排放量的约 2.5%。全球海 事论坛(Global Maritime Forum)已经确定了零排放船舶技术的试点和示范项目,其中 50 多个项目侧重于氨燃烧和氢燃料电池,30 个项目侧重于甲醇,25 个项目侧重于氢燃 烧。
1.2.1 当前使用现状
目前海运中使用氢燃料相对有限,根据 IEA 2022 年和 2023 年《Global Hydrogen Review》,主要的示范项目集中在挪威、荷兰、美国等海运较为发达的国家,使用液 氢或氢燃料电池提供动力。挪威:挪威政府计划到 2030 年将国内航运的排放量减少 50%,将通过建造 5 个生 产氢的氢枢纽,并为 35-40 艘船舶提供基础设施。2023 年 3 月,第一艘使用零碳 液氢的渡轮 MFHydra 开始在挪威运营,PowerCell 签署了一项协议,为挪威另外两 艘渡轮提供氢燃料电池系统,预计将于 2024 年底交付。德国:一艘氢燃料推压船已经开始测试,预计将于 2023 年投入使用。加拿大:计划推出第一艘氢燃料娱乐用港口游轮。美国:2023 年 3 月,氢燃料渡轮 SeaChange 成为美国第一艘由氢燃料电池提供动 力的商业渡轮。荷兰:2023 年 5 月荷兰 FPS(Future Proof Shipping)公司的首艘氢燃料驳船 H2 Barge 1 在鹿特丹成功下水,并且计划进行第二次改造;Damen 造船厂还将生产两 艘用于海上风电场建设的氢动力船舶,预计将于 2025 年交付。
氨作为燃料比氢更适合大型、深海、长途船舶,目前欧洲技术发展较为领先。根据 IEA 2022 年《Global Hydrogen Review》,目前开发氨动力船舶的主要项目包括:Enova 资助 Yara 清洁氨公司(Yara Clean Ammonia)和北海集装箱航运公司(North Sea Container Line)进行深海氨动力油轮的开发。NoGAPS 项目正在试验生产一种氨动力 的船舶,而 ITOCHU 和合作伙伴也启动了一项关于氨作为补充燃料的联合研究。ShipFC 项目计划于 2023 年在近海船舶安装氨燃料电池系统,并将对在其他类型船舶的适用性 进行研究,并获得了欧盟的资助。
甲醇在运输方面比氢或氨具有更高的技术准备水平,适用于大型远洋船舶作燃料, 可能率先进入大规模应用。根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,甲醇作为 一种碳氢化合物燃料能量密度较高,非常适合长途航行。包括马士基(Maersk)在内的 公司正在积极努力开发大型长途集装箱船,马士基计划在 2024 年推出 8 艘能够使用碳 中和的甲醇航行的大型远洋集装箱船。
1.2.2 未来需求潜力
国际航运量的增加可能造成碳排放上升,为此国际海事组织和部分国家已制定降碳 减排的战略,并且从 2024 年起航运将纳入欧盟的碳排放交易系统。根据 IEA《The Future of Hydrogen》,到 2050 年国际航运量预计有望增加两倍以上,可能导致海运部门对石 油产品的日需求增加 50%。为减少与石油使用相关的排放,国际海事组织(IMO)已经 制定减少硫和温室气体排放的战略。包括瑞典和挪威在内的一些国家也制定了国内航运 中的低碳替代目标。此外,欧盟的排放交易系统(The EU Emissions Trading System, ETS)规定从 2024 年起,航运将会被纳入管理。欧盟通过新法规 FuelEU Maritime 对船舶用低碳氢提供特别激励。2023 年 7 月, 欧盟通过了一项新法规 FuelEU Maritime,以增加航运中低碳燃料的使用,提出到 2025 年和 2050 年航运部门的碳排放量分别降低 2%和 80%,并对低碳氢等可再生非生物燃 料(renewable fuels of non biological origin,RFNBO)提供特别激励计划。
1.2.3 成本来源及降低成本的潜力
考虑到基础设施建设成本,目前氢基燃料的船舶运行成本相对较高,因此未来发展 离不开碳税、低碳燃料标准等政策的支持。Taljegard 等人(2014)测算液氢基础设施 比液化天然气贵 30%,并且是在没有考虑前期开发氢相关基础设施成本的情况下。成本 结构中主要为存储成本和储存设备成本,可能需要和用氢的船舶数量相匹配。目前氢基 燃料中,氨已经开始全球贸易和相关基础设施的陆续建设中,但储氨设备和氨的规模化 生产还需要进一步建立和配套。从长期来看,满足现有的航运需求需要 5 亿吨氨,这是 目前全球氨产量的 3 倍、氨贸易量的 30 倍。因此我们认为未来发展船舶用氢离不开政 策的支持,不管是通过碳税的直接方式还是低碳燃料标准(low-carbon fuel standards, LCFS)等间接方式。目前从经济性角度看发展前景较好的为长途航运用氢,因为其燃料系统成本和存储 成本可以更好地被长距离平摊,但氢燃料电池或者燃料储存空间相对较大。另外的问题 是燃料电池的空间需求,特别是对于较小的船舶(<2MW),氢燃料电池的体积几乎为 传统 ICE 空间的两倍。此外,液氢的储存空间至少要比传统的油基燃料多 5 倍,氨的储 存空间则比传统的油基燃料要多 3 倍。
目前低碳燃料价格与原油和液化天然气相比相对高昂,因此基础设施的成本份额比 其他燃料低得多。根据 IEA 2019 年发布的《The Future of Hydrogen》,按照 10 美元 /kg 用氢总成本,基础设施成本约占总成本的 3%,当氢气价格下降到 2 美元/kg,这一 比例将上升到 17%,而当存储设备未得到充分利用时,这一比例至高能上升到 40%。
1.3 铁路用氢
氢燃料电池列车为铁路脱碳提供了解决方案,目前德国较为领先。德国在 2022 年 8 月在萨克森州首次部署第一批氢燃料电池列车,2023 年 6 月 Alstom 的 36 列氢燃料列 车率先投入使用,2022 年 9 月已经实现单程成功行驶 1175km。西门子也收到 7 列氢燃 料火车的订单,其于 23 年开始测试,计划于 24 年 Q3/Q4 交付。根据 IEA2023 年《Global Hydrogen Review》,目前全球最大的非汽车交通用氢的订单之一在意大利,在氢燃料 列车投入 2400 万欧元,氢气生产和供应投入 2.76 亿欧元,计划项目在 2026 年 6 月完 成。此外,加拿大、西班牙和日本均有开展氢燃料乘用列车示范项目;加拿大和中国在 氢燃料货运列车方面有所突破。
1.4 航空用氢
航空领域用氢主要为生产可持续航空燃料以及开发短中途氢动力飞机,目前氢基燃 料的可持续航空燃料技术水平较为领先,但生产成本较高限制其规模扩大。根据 IEA 2022 年和 2023 年《Global Hydrogen Review》,目前包括合成煤油(synthetic kerosene)在内的低排放氢基燃料可持续航空燃料(SAF)领域技术水平较为领先。其 中合成煤油无需任何技术转换可以直接替代化石燃料进行使用,因此技术壁垒较小,并 且航空公司已经签订了一些承购协议,如汉莎航空公司和 Atmosfair 签署了一项年产 2.5 万升合成煤油的协议,荷兰皇家航空公司已经开始在从阿姆斯特丹起飞的航班上使用0.5%的 SAF。然而其较高的生产成本是限制其规模扩大的重要障碍。氢动力飞机的开发 则更具挑战性,目前还处于相对早期阶段,因为氢的低能量密度和对低温储存的需求使 得飞机设计和加油储存设施需要重新设计和建设。2022 年欧盟提升航空可持续再生燃料使用份额目标,计划到 2030 年航空用 SAF 比例为 2%,目前计划项目的比例仅 0.5%。2022 年 7 月,欧盟议会修订其关于航空脱 碳 的 预 算 , 将使用可持续再生燃料的最低份额提升至 2025/30/40/50 年 的 0.04%/2%/13%/50%,而最初 ReFuelEU 计划中的比例分别为 0%/0.7%/8%/28%。2023 年 4 月,欧盟暂时同意实施旨在实现航空业脱碳的 ReFuelEU 计划,以推广包括合成煤 油在内的可持续航空燃料的使用。如果目前欧盟开发中的所有项目能够实现,到 2030 年将生产 3.3 亿升合成煤油,对应可再生燃料份额为 0.5%,仍低于计划的 2%可再生份 额。此外,欧盟推广 TakeOff 项目,旨在将可再生氢基 SAF 的成本降低 36%。荷兰的 Zenid 项目旨在降低 SAF 的成本,并在现有的大型煤油贸易区附近生产。
在商业协议方面,根据 IEA 2023 年《Global Hydrogen Review》,汉堡和鹿特丹 之间建立“氢飞行走廊”(hydrogen flight corridor)谅解备忘录(MoU),为最早在 2026 年进行氢动力飞行奠定基础。无人驾驶货运飞机公司 Dymond Aero space 签署了 一份谅解备忘录,为 Duxion Motors 提供 200 架氢动力电机。Zero Avia 收到位于加州 的美国航空公司 Air Cahana 250 套氢动力系统订单。
2. 建筑用氢
文琳编辑
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