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从循环经济到碳中和:美锦能源的氢能实践

 大头说干货 2021-09-18

氢云链:氢能和燃料电池产业平台。微信:chencjn168,申请入群请附名片

7月底全国碳排放权交易市场正式打开,电力成为首个纳入交易的行业,预计还将纳入钢铁、石化、化工、建材、有色等行业——与焦炭主要消费行业钢铁、化工等高度重叠,再次引发焦炭行业热议。

“双碳”叠加碳排放交易,焦炭行业的压力倍增:未来10-20年,焦炭依旧承担主体能源地位和兜底保障责任,同时又承担最重的减排任务和逐步衰退的市场。

在这种情况下,“深化转型”成为焦炭行业的高频词汇。在政策倒逼下,国内焦炭企业进行了积极的探索,如深化焦炭循环经济发展、转型新能源业务等,在取得一定成效同时也有路径不清等问题。

由于焦化-氢的天然联系,氢能成为焦炭产业转型的重点方向。焦炭产业逐步探索出“焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢”单箭头路径之外,也通过“焦化-氢-应用”的循环经济实现碳中和的途径,美锦能源就是焦炭转型氢能的代表企业之一。

美锦能源构建的“煤焦板块与氢能板块的协同发展”+“燃料重卡产业链循环发展”双循环模式,为企业转型提供了更广阔的市场空间和想象空间,推动了氢能产业发展,对焦炭产业而言具备一定的可复制性,为焦炭产业实现双碳目标、产业转型升级提供了宝贵的参考。

01

碳中和加快推动焦炭企业的转型

焦炭是“冶金工业”的粮食,焦炭作为冶金炼钢的还原剂,短期内具备成本和技术优势,较难被其他工艺大规模取代,在冶金工艺转型中不应简单的“去焦炭化”。继续使用焦炭,同时强调节能减排,可能是一种既能兼顾能源安全又能合理实现减排的方式。

这就要求焦炭企业对焦炭业务实现技术升级的同时寻找业务转型的路径。美锦能源是国内焦炭企业转型成功的先行者之一。对于传统能源与新能源的转换,美锦能源董事长姚锦龙认为,在新一轮的能源变革中,传统能源会有两个方向可以走:一个是“吃干榨尽”,升级原有产业,让其变得更清洁;一个是转型探索与清洁能源的协同发展。

这实际是一条探索从循环经济向碳中和发展的路径。美锦能源主要从事煤炭、焦化、天然气、氢燃料电池汽车为主的新能源汽车等商品的生产销售。美锦能源具备“煤-焦-气-化”一体化的完整产业链,是全国最大的独立商品焦制造商之一,并在氢能产业链广泛布局。其控股子公司飞驰汽车是华南地区最具规模的氢燃料电池汽车生产基地之一,具备新能源客车5000台/年产能。作为美锦能源在渤海湾区布局的整车生产基地,青岛美锦新能源商用车整车制造中心项目于2021年1月在青岛西海岸新区实现投产,并成为青岛首家获得新能源商用车整车生产资质的企业,助力青岛成为全球最大新能源汽车生产基地。

无论是国家能源变革或企业转型均需要时间。我国能源消费格局演变呈现焦炭由基础能源→保障能源→支撑能源,新能源对应由补充能源→替代能源→主体能源的三个阶段,见表1。美锦能源通过强调循环经济与转型同步发展,平滑了产业转换周期,增强了业务稳定性,保障了不同板块业务的平稳过渡和协同发展。

表1 我国能源消费格局演变情况

02

焦化-氢循环:美锦能源对碳中和的探索

焦炭企业早已开始应对转型,注重新能源领域的投资,各大集团的方式大致可分为技术升级和业务转型两类:

技术升级包括通过加深焦化-气-化一体化,现代焦化化工和石油化工、可再生能源生产工艺融合,大力发展CCUS技术推动减排等。

业务转型,向清洁能源转型升级,主要包括:依托投资和矿场土地等方式进入光伏、风电等新能源领域;通过焦化业务进入氢能领域;采用综合能源利用模式等。

图1 焦炭企业持续探索转型

在实践中看,焦炭企业转型总体还处于探索阶段,尚未形成明确的转型路径,如智能矿场减排有限,风光电与焦炭业务关联不大,CCUS技术难度大、成本高等,完整的、可复制的转型模式更是稀缺。

其中氢能由于与焦炭关联度高、市场空间大,可形成新产业循环模式得到重点关注。为解决氢气成本偏高及用氢需求不足等问题,部分焦炭企业探索出“碳+氢”的综合能源循环经济模式,如焦炭化工+氢能电站、光伏制氢+焦炭化工等,其中美锦能源更走出拉动式发展、跨界氢能全产业链的模式。

美锦能源在氢能产业以全产业链布局闻名,可以侧面反映产业变化趋势,对焦炭企业发展氢能业务有重要参考。

氢云链认为,对比其他焦炭企业,美锦能源的氢能业务有三个特点:

1、双轮驱动理念

通常焦炭企业进入氢能领域,多数仅切入制氢端。美锦能源在焦化-氢循环外,还有从氢气延伸的氢能重卡产业闭环生态,并长期秉承传统能源和新能源双轮驱动的理念。这也是美锦能源最突出的特点。

一是煤焦板块与氢能板块的协同发展模式:建设制氢工厂,仅在清徐美锦能源华盛化工循环产业园内二期项目达产后高纯氢总产能达到20000吨;建设加氢站网络,形成制、储、运、加完整的氢能供应链;建设氢能产业园,生产大功率高效能氢燃料电池电堆及系统、氢燃料商用车;建设氢能科技创新中心与检测中心,通过自主研发推动关键核心零部件国产化,形成产学研联动。

图2 煤焦-氢能协同发展

二是氢燃料重卡产业链循环发展模式:在应用端,山西是重卡应用的重镇,仅美锦能源的焦化块就有大量需求,氢能重卡不仅将副产氢“变废为宝”,更实现了零碳排放;在生产端,美锦旗下飞驰汽车拥有国内领先的氢能重卡研发和生产能力;在产业链生态上,焦炉煤气具备大规模、低成本、高效率制氢优势,并在同步开展绿氢项目,加氢网络提供配套保障,智能货运物流平台形成重卡网络化运营,构建“上游氢能制储运加——中游氢燃料重卡研发生产销售——下游示范运营管理”的生态闭环。

图3 美锦氢能重卡

2、全产业链布局

美锦能源通过控股、参股、创建等多种方式,根据“一点(整车制造)、一线(燃料电池上下游产业链)、一网(加氢站网络)”的总体规划形成完整的氢能-燃料电池产业布局,这也是美锦能源双轮驱动的基础。

同时,在不同的环节美锦能源使用了不同的方式:汽车-控股,电堆-参股,MEA-创建,加氢站建设-投资合建,制氢、加氢站运营-自有业务或合作,汽车应用-合作。美锦能源没有追求对产业链全环节的掌控,而是根据产业发展特点与企业自身情况有的放矢,尽量使资源利用(杠杆)达到最大化,一方面有利于控制发展节奏与风险,另一方面也有利于形成生态联盟,共同将蛋糕做大。

点-线-网的规划,使美锦能源逐步形成了“产业链+区域+综合能源站网络”的三维格局,也形成了美锦能源独有的氢能产业发展模式。

3、模式复制,全国布局

此前美锦能源主要在渤海湾(以青岛为主)、长三角(以嘉兴为主)、粤港澳大湾区(以佛山/云浮、广州为主)、山西省等四个区域进行产业布局,以“车-站-示范线-产业园”模式持续推进地区氢能产业建设。该模式是美锦能源多年耕耘产业获得的宝贵经验,也是美锦能源在争取市场与发展合作伙伴过程中的重要优势。

随着产业进一步发展,美锦能源针开始布局全国市场,进军北京、重庆、唐山、宁东、包头等地,开展“能源金三角战略”和“京津冀战略”。

相关资料显示,2021年以来,美锦能源先后联合国家能源集团旗下国华投资、华电集团运营公司、京能集团等,共同推进可再生能源、氢能源等领域合作,深度实现可再生能源、绿色氢能发展,同时也在探讨更多的新能源合作方案,特别是在绿电、绿氢的开发等方面。

图4 宁东可再生氢生态碳中和示范区合作框架协议签约仪式

美锦能源能够通过“模式复制”进行扩张的关键,在于其能够为地方提供全套产业发展方案,根据合作伙伴业务特点提供针对性的合作方案。

因此氢能源在全国发展方兴未艾之时,美锦能源似乎已经先人一步进入收获季节:通过复制产业发展模式与产业经验,快速在全国范围进行扩张。

03

小结

氢云链认为,焦炭市场的衰退也许无法避免,但20年的过渡期也留下了转型升级的机遇:借助平缓变化的焦炭业务的协同发展优势、现金流优势进行业务转向。

这要求焦炭企业完成四大转变任务:粗放式发展向高质量发展转变,燃料向原料转变,劳动密集型向技术密集型转变,污染型向绿色环保型转变。焦炭企业必须抓住机遇,危中寻机。

在焦化-氢循环经济等一系列新技术、新模式推动下,碳达峰碳中和进程也将是焦炭行业转型升级乃至颠覆式发展的过程。在以美锦能源为代表的企业积极探索下,焦炭产业有望展现新的面貌:

(1)焦炭企业转为科技型企业。一系列低碳、零碳技术对企业技术能力提出了新要求,行业门槛从资源变为技术能力。

(2)焦炭价值提升。需求降低,价格回归绿色焦炭的本真价值。

(3)焦化厂区成为零碳/负碳清洁能源生产基地和应用场景。地面可再生能源利用,平抑可再生能源波动,零碳排放;厂区植被形成碳汇,负碳排放;运输车辆完全零碳排放。

(4)焦炭企业成为清洁能源和高端材料供应商。焦炭企业将成为新能源开发的主阵地、焦化基地高端碳材料的引领者。

总而言之,应对“双碳”,焦炭企业不应过于乐观或悲观,应当注意:稳住心态、高度重视、控制成本、识别风险、把握节奏、转型升级。

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