氫能，正在爆發(fā)前所未有的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。
資本正瘋狂入局，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2023年前4月，氫能企業(yè)已完成14起融資，累計(jì)融資金額超過(guò)21億元，涵蓋氫能產(chǎn)業(yè)鏈上中下游環(huán)節(jié)。
然而，氫能在真正坐實(shí)“21世紀(jì)終極能源”之前，還有一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)待打通。
2大萬(wàn)億市場(chǎng)，缺少一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)
從氫能產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，上游為制氫，市場(chǎng)規(guī)模萬(wàn)億級(jí)別；中游為儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在200億元；下游為加氫及氫的綜合應(yīng)用，涉及到加氫站建設(shè)及設(shè)備，以及交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用，市場(chǎng)規(guī)模同樣高達(dá)萬(wàn)億。
從技術(shù)上說(shuō)，儲(chǔ)運(yùn)仍然是氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，它決定了氫能能否輸送到下游應(yīng)用端，成為制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)徐文強(qiáng)認(rèn)為，“氫氣固有的物理化學(xué)性質(zhì)給大規(guī)模存儲(chǔ)和運(yùn)輸帶來(lái)諸多困難和挑戰(zhàn)。氫氣的單位體積能量密度極低且液化極其困難，而且容易引發(fā)燃燒和爆炸，導(dǎo)致儲(chǔ)運(yùn)成本高。因此，氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)突破在于提高儲(chǔ)氫密度和安全性，以及降低運(yùn)輸成本?！?/font>
而目前大規(guī)模清潔能源制氫多集中在距離城市較遠(yuǎn)的地區(qū)，因此需要安全高效的大規(guī)模氫儲(chǔ)運(yùn)方式，氫儲(chǔ)運(yùn)已成為制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
可以說(shuō)，解決了儲(chǔ)運(yùn)氫，氫能產(chǎn)業(yè)成熟了一半，“雙碳目標(biāo)”指日可待。
根據(jù)主流技術(shù)路線，儲(chǔ)運(yùn)氫氣主要有三種方式，分別為氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)和固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)，孰優(yōu)孰劣？
其中，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前最常用且發(fā)展較成熟的儲(chǔ)氫技術(shù)，采用高壓將氫氣壓縮到鋼瓶，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快，但存在泄露爆炸隱患。
目前，20MPa鋼質(zhì)氫瓶已得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用，但與此同時(shí)，全球儲(chǔ)氫罐安全事故頻發(fā)，例如，2019年6月，美國(guó)加州圣塔克拉拉一家化工廠發(fā)生儲(chǔ)氫罐泄露爆炸，氫氣輸送拖車泄漏高壓氣態(tài)氫氣，引發(fā)自燃導(dǎo)致連鎖爆炸。因此，未來(lái)氣態(tài)儲(chǔ)氫更大規(guī)模發(fā)展需依靠管道運(yùn)輸。
液氫儲(chǔ)運(yùn)憑借儲(chǔ)氫密度高、運(yùn)輸效率高、適用于遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸送、存儲(chǔ)體積小等優(yōu)點(diǎn)呼聲頗高，但難點(diǎn)在于把氣態(tài)的氫變?yōu)橐后w導(dǎo)致能耗大，且需要特殊容器，因此成本高，而一旦涉及容器，同樣有安全風(fēng)險(xiǎn)。
美國(guó)、歐洲、日本從液氫的儲(chǔ)存到使用，包括加氫站全部都有了比較規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，液氫發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈比較完備。其中，美國(guó)作為全球最大、最成熟的液氫生產(chǎn)和應(yīng)用地區(qū)，年消耗液氫超過(guò)10萬(wàn)噸。
而國(guó)內(nèi)氫氣液化核心技術(shù)也還受制于人，如氫液化環(huán)節(jié)的氫氣壓縮機(jī)以及液氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的液氫儲(chǔ)罐、車載液氫系統(tǒng)等依賴于進(jìn)口。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)有國(guó)富氫能、嘉化能源、鴻達(dá)興業(yè)、嘉化能源等入局液氫領(lǐng)域。
固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)由于體積儲(chǔ)氫密度高、安全性更好等優(yōu)點(diǎn)，是三者之中最具前景的儲(chǔ)氫方式，也獲得了最高的技術(shù)研發(fā)熱度，主要工作集中在儲(chǔ)氫材料的研發(fā)與改性等方面。
據(jù)上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心副主任鄒建新表示，“固態(tài)儲(chǔ)氫通過(guò)將氫固化在材料中從而獲得較高的儲(chǔ)氫密度，同時(shí)，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中罐體內(nèi)的氣氫含量又相對(duì)較低，因此具有可逆性和安全性好的優(yōu)勢(shì)。”
而我國(guó)在固態(tài)儲(chǔ)氫方面可以說(shuō)走在了前列，甚至將實(shí)現(xiàn)彎道超車！
國(guó)內(nèi)有三條技術(shù)路線，一是上海交大丁文江院士、氫楓能源鄒建新為代表的鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫，二是西安交大成永紅、張錦英老師為代表的可控氫化物水解的石墨烯材料固態(tài)儲(chǔ)氫，另外還有利用碳納米管作為容器的固態(tài)儲(chǔ)氫思路。
其中，丁文江團(tuán)隊(duì)近年來(lái)取得了較大突破，成功落地低壓鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫容器制造，在山東規(guī)劃建設(shè)2座鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫示范站，在河南新鄉(xiāng)建成投產(chǎn)全球首條鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫裝置生產(chǎn)線。
就在上個(gè)月，丁文江團(tuán)隊(duì)、氫楓能源等相關(guān)企事業(yè)單位聯(lián)合研發(fā)的噸級(jí)鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車正式亮相。
這輛鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車長(zhǎng)13.3米，最大儲(chǔ)氫量可達(dá)1噸，車內(nèi)裝載了12個(gè)儲(chǔ)氫容器，每個(gè)容器里面都裝填了鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料，形狀一粒粒的像藥片一樣，可以像運(yùn)大米、運(yùn)面粉一樣。
作為對(duì)比，每立方米200個(gè)大氣壓的氣態(tài)氫氣大概只能存儲(chǔ)14.4公斤，液態(tài)氫在-253℃的時(shí)候每立方米只能存儲(chǔ)70公斤氫氣，而采用鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫，由于是常溫低壓，每立方米存儲(chǔ)氫氣110公斤，鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫的優(yōu)勢(shì)相當(dāng)顯著。
這意味著，將氫氣存儲(chǔ)在鎂合金材料里，從運(yùn)輸氣體變成運(yùn)輸固體，可實(shí)現(xiàn)氫氣的長(zhǎng)距離、常溫常壓安全儲(chǔ)運(yùn)，并具備大容量、高密度、可長(zhǎng)期循環(huán)儲(chǔ)放氫的能力。
氫能技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，儲(chǔ)運(yùn)氫氣在建設(shè)材料及運(yùn)營(yíng)耗材上需要滿足規(guī)模化的需求。
大規(guī)模發(fā)展儲(chǔ)氫運(yùn)氫，采用資源稟賦不高的材料將大概率碰到材料短缺問(wèn)題，不僅會(huì)提高儲(chǔ)能成本，還容易受到貿(mào)易威脅。
因此我國(guó)發(fā)展長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需要考慮到國(guó)內(nèi)資源稟賦情況，結(jié)合材料稀缺性、易取性還有對(duì)外依賴性來(lái)判斷，盡量選擇有著豐富資源且獲取容易、能夠自給自足的材料。
而鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫中的關(guān)鍵原材料——鎂，我國(guó)擁有豐富的資源儲(chǔ)量，且鎂冶煉技術(shù)工藝不斷突破，鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展也走在了世界前列。
于是，一座小城，將憑借資源稟賦，迎來(lái)千年一遇的產(chǎn)業(yè)大機(jī)會(huì)。
爭(zhēng)奪中國(guó)“鎂都”，這座小城憑什么？
鎂，是十大常用有色金屬之一，地殼中含量達(dá)2.1%-2.7%，蘊(yùn)藏量豐富，在所有元素中排第六位，是僅次于鋁、鐵、鈣居第四位的金屬元素。
鎂在自然界中以化合態(tài)存在，主要來(lái)自海水、天然鹽湖水、白云巖、菱鎂礦、水鎂石和橄欖石等。目前全球已探明菱鎂礦儲(chǔ)量約126億噸，其中晶質(zhì)菱鎂礦116億噸，占菱鎂礦資源總量的92%。
我國(guó)已探明菱鎂礦總儲(chǔ)量約36億噸，占世界總儲(chǔ)量的29%，位居世界首位，其中，遼寧大石橋市擁有的儲(chǔ)量為16.2億噸，占全國(guó)儲(chǔ)量的45%，占世界儲(chǔ)量的13%，是世界“四大鎂礦產(chǎn)地”之一。
值得一提的是，大石橋的菱鎂礦還易于開(kāi)采，礦床巨大，礦體長(zhǎng)50km，寬2km-6km，埋藏淺，適合露天大規(guī)模機(jī)械化開(kāi)采，而礦帶處于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的遼南地區(qū)的丘陵地帶，公路、鐵路運(yùn)輸便捷。
從1918年開(kāi)始菱鎂礦工業(yè)開(kāi)采，中國(guó)的第一窯鎂砂、第一爐電熔、第一塊不燒磚、第一塊燒成磚均產(chǎn)于大石橋，為新中國(guó)工業(yè)發(fā)展做出了歷史性貢獻(xiàn)。
改革開(kāi)放后，依托于豐富的鎂質(zhì)資源，大石橋市形成了集勘查、開(kāi)采、選冶、加工、銷售于一體的產(chǎn)業(yè)體系，鎂質(zhì)產(chǎn)品占據(jù)60%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和40%的國(guó)際市場(chǎng)。
誕生了一批行業(yè)龍頭，如亞太地區(qū)最大堿性耐火材料生產(chǎn)企業(yè)營(yíng)口青花集團(tuán)、全國(guó)最大的重?zé)V砂生產(chǎn)企業(yè)嘉晨集團(tuán)、全國(guó)最大的電熔鎂砂生產(chǎn)企業(yè)遼寧新發(fā)展集團(tuán)，以及全國(guó)最大的鎂肥生產(chǎn)企業(yè)營(yíng)口菱鎂化工集團(tuán)等。
這里還擁有經(jīng)國(guó)家工商總局核準(zhǔn)的全國(guó)唯一一家以鎂質(zhì)材料及相關(guān)礦產(chǎn)品為交易品種的大宗現(xiàn)貨商品交易中心——東北亞鎂質(zhì)材料交易中心，為鎂制品企業(yè)搭建了網(wǎng)上交易平臺(tái)。
不過(guò)，大石橋市近年來(lái)發(fā)展平平，GDP在2013年達(dá)到500億巔峰后，一路下滑，從賽迪百?gòu)?qiáng)縣榜單53名到如今跌出榜單。
2022年大石橋市預(yù)計(jì)地區(qū)生產(chǎn)總值完成300億元，下降3.7%，金屬制造業(yè)與鎂制品及深加工業(yè)兩大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值預(yù)計(jì)分別為187億、123億元。
背后原因與鎂產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)單一有關(guān)，其主要產(chǎn)品是鎂質(zhì)耐火原料，且多中低檔產(chǎn)品，科技含量低，產(chǎn)品附加值低，而且依仗鎂資源豐富，廠家采富棄貧、采易棄難，導(dǎo)致鎂利用率低。
此外，鎂產(chǎn)業(yè)造成的能源消耗大、污染高，2017年起監(jiān)管出手，一系列嚴(yán)格環(huán)保政策相繼施行，淘汰落后產(chǎn)能，大石橋菱鎂企業(yè)大面積停產(chǎn)，關(guān)停鎂砂企業(yè)近70家。
大石橋從高峰時(shí)期涉鎂生產(chǎn)企業(yè)534家，從業(yè)人員7萬(wàn)余人，規(guī)上企業(yè)157家，固定資產(chǎn)總值近320億元，到如今在產(chǎn)涉鎂企業(yè)323家。
轉(zhuǎn)型是所有資源型城市的命題，與其它因資源枯竭而發(fā)展停滯的城市不同，大石橋的煩惱是如何利用好鎂資源。
基于資源優(yōu)勢(shì)，大石橋確定了“2+3+2”產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，大力做好鎂制品及深加工業(yè)的改造升級(jí)，依托金龍集團(tuán)、三華集團(tuán)等龍頭企業(yè)，力爭(zhēng)用3年至5年時(shí)間建成產(chǎn)值500億元的鎂制品及深加工產(chǎn)業(yè)集群，打造世界級(jí)鎂制品加工基地。
全力提升精細(xì)化工、農(nóng)產(chǎn)品深加工、紡織服裝作為三大“傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，全力培育新材料、新能源兩大“新興產(chǎn)業(yè)”。新材料產(chǎn)業(yè)將以開(kāi)發(fā)氣凝膠高級(jí)絕熱產(chǎn)品等為導(dǎo)向，引導(dǎo)企業(yè)研發(fā)制造高附加值產(chǎn)品；新能源產(chǎn)業(yè)將引進(jìn)一批國(guó)內(nèi)外光伏電池、裝備、材料等龍頭企業(yè)，開(kāi)辟新能源市場(chǎng)。
可以看出，大石橋的重點(diǎn)依然是鎂制品及深加工，新能源產(chǎn)業(yè)還在開(kāi)疆?dāng)U土階段，本著吸引龍頭企業(yè)借此帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈，方向也是不算新的光伏電池領(lǐng)域。
其實(shí)，大石橋不如看向氫能產(chǎn)業(yè)，瞄準(zhǔn)儲(chǔ)運(yùn)氫環(huán)節(jié)，尤其是當(dāng)前鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)不斷取得突破，此時(shí)搶先布局，從而拓寬鎂產(chǎn)業(yè)鏈。
而大石橋發(fā)展鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫優(yōu)勢(shì)明顯，豐富的鎂資源，作為國(guó)家級(jí)鎂質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)化基地、全國(guó)新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地，技術(shù)裝備和產(chǎn)能居全國(guó)首位，工業(yè)基礎(chǔ)深厚。
更重要的是，大石橋若還不行動(dòng)起來(lái)，已經(jīng)有別的地方看上了“鎂都”稱號(hào)，圍繞“鎂”大做文章。
例如，安徽池州在去年召開(kāi)的全國(guó)鎂業(yè)大會(huì)上，喊出了建設(shè)“中國(guó)鎂都”的目標(biāo)，招引了長(zhǎng)三角一體化安徽寶鎂年產(chǎn)30萬(wàn)噸高性能鎂基輕合金及深加工項(xiàng)目，以鎂合金助力新能源汽車輕量化。
“紡織大市”蘭溪提出要打造“鎂好蘭溪科創(chuàng)地”，努力成為輻射長(zhǎng)三角、引領(lǐng)全國(guó)的鎂材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新高地。
而且國(guó)際鎂學(xué)會(huì)主席、中國(guó)工程院院士、重慶市科協(xié)主席潘復(fù)生是蘭溪鄉(xiāng)賢，在其幫助下，蘭溪吸引重慶大學(xué)長(zhǎng)三角（蘭溪）鎂材料研究院落戶，鎂基儲(chǔ)氫材料就是主攻方向之一。
此外，還有陜西省榆林市府谷縣、山西省運(yùn)城市聞喜縣等地也摩拳擦掌，聚力發(fā)展鎂基新材料等產(chǎn)業(yè)，打造鎂業(yè)生態(tài)圈。
產(chǎn)業(yè)之機(jī)瞬息萬(wàn)變，一旦抓住直接起飛，留給“中國(guó)鎂都”大石橋的時(shí)間不多了！
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://www.xa-space.com/) | Powered by Discuz! X3.5 |