韩国氢能经济,一场生死未卜的政府“赌局”

发布时间: 2020-08-19 10:06:41   来源:华高莱斯  作者:覃文奕

  政府“下注赌局”,已不是一件新鲜事。2007年,合肥“下注”京东方,以全市三分之一的财政收入“下注”面板,2011年“下注”长鑫半导体,拿出100多亿投入半导体产业。结果京东方赚了100多亿,长鑫上市浮盈更是超过1000亿,合肥也因此被网友戏称为“一个伪装成政府的投资银行”。2019年合肥又“下注”了蔚来,拿出100亿“赌”新能源。

  合肥并不是一个孤证,深圳也由政府“下注”,实现了科技引领。深圳一方面基于自身优势产业针对性“下注”。例如深圳早在2010年就提出“押宝”生物、互联网和新能源三大战略性新兴产业,并对重点领域、重点企业、产业发展关键环节等重点扶持。另一方面深圳更鼓励全社会研发、激发企业自主创新,从而培育更多优质企业和前沿产业。单从全社会研发投入资金这一指标来看,2017年深圳投入超过900亿元,2018年深圳投入首次超过1000亿元,其全社会研发投入占GDP比重继续保持全国领先。

  2019年,深圳财政科技专项资金更是增长近一倍,30%以上投向基础研究和应用基础研究。在定向引导和广泛培育的环境下,深圳在全球创新体系中的地位不断提升,高新技术产业发展成为全国的一面旗帜。据统计,2018年,深圳PCT(《专利合作条约》)国际专利申请量继续居全国各大中城市第一,专利授权量增长48.8%,深圳高新区综合实力排名跃居全国第二。

  韩国在产业发展中,同样有明显的政府“下注”特色。20世纪60年代,韩国政府看到看半导体迅速发展的趋势,纵然在美日技术封锁下,韩国只能承接低利润、低技术环节,韩国政府依然“下注”了电子和半导体工业。2019年,韩国政府又继续“下注”十一大技术领域:ICT 和软件、生命和健康医疗、能源和资源、材料和纳米、机械和制造、农林水产和食品、宇宙航天和海洋、建筑和交通、环境气象、基础设施以及灾难安全,并以20.5328万亿韩元研发投资(占总预算的 4.4%)进行资金支持。

  今天,本文要讲述的韩国氢能经济,正是韩国政府近期“下注”的重点产业之一。2018年8月韩国政府将“氢能经济”确定为与人工智能、大数据并列的三大创新增长战略投资领域之一,计划未来5年投入2.5万亿韩元。而根据韩国产业通商资源部(MOTIE) 披露的最新数字,作为韩国氢能经济重要指标的燃料电池汽车,2019年全球销售已经达到4987辆,问鼎世界第一。如此亮眼的数据,是否说明韩国政府已经取得了“赌局”的胜利呢?

  作者|覃文奕 产业咨询事业部

  简介|澳大利亚悉尼大学城市与区域规划专业硕士。对海洋科技、大视觉、农业科技、电子竞技等产业有深入研究。

  目录

  “赌局”或有风险,“下注”就要向前

  自身优势切入,定制突围道路

  示范城市发力,全域逐步推广

  考虑已然周全,前行仍有风险

“赌局”或有风险,“下注”就要向前

  事实上,韩国发展氢能,既无地利也缺人和,未来是否能够决胜“赌局”尚未可知。

  首先,韩国并非资源强国。如果是发展造船、汽车工业、电池和半导体等依靠工业基础的产业,韩国的工业体系尚有一定优势。但目前成熟稳定的制氢技术需要清洁煤、天然气、甲醇、石脑油、工业副产物等资源,韩国的资源储备是否能够支持氢能可持续发展还未可知。

  其次,韩国缺乏氢能强企。以韩国半导体产业发展为例,政府虽然功不可没,但三星、SK海力士的企业创新力和投资坚定性同样是产业崛起的关键要素。而韩国目前氢能发展的主导企业浦项制铁能源公司和斗山集团,其技术水平与欧美国家相去甚远,斗山集团采用第一代燃料电池磷酸燃料电池(PAFC),其发电效率约为43%,浦项制铁能源公司采用第二代燃料电池熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),其发电效率约为50%。而美国、日本相关企业已采用第三代燃料电池熔融碳酸盐燃料电池(SOFC),发电效率约为60%。

  与此同时,这些氢能公司的创新力与财力也难以和三星、SK匹敌,它们能否在政府支持下继续加大研发投入,追赶技术差距,助力韩国决胜氢能经济战场,同样难以确定。

  但韩国对于氢能的需求是确定的,氢能的未来也是确定的,韩国应当“下注”氢能。“下注”氢能,能够解决韩国的能源问题。

  韩国能源安全、能源结构、经济发展状况等内外部环境存在能源对外依存度高(93%)、化石能源使用量占比高(占总能源使用量的83%)以及经济增长减缓等问题,而发展氢能经济能够减少温室气体和细颗粒物排放,帮助实现能源多元化,降低海外能源依存度。

  同时,氢能源被认为是最有前途的零污染能源,万亿市场值得“下注”。据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》预测,2020/2030年氢能源产业链目标市场空间将分别达3000/10000 亿元。麦肯锡预估,到2050年,全球与氢有关的市场将以每年平均6%的速度增长,从2017年的1290亿美元增长至2.5万亿美元。

  更重要的是,氢能产业涉及制、储、运、注氢和下游应用,将是韩国新经济增长点。发展氢能,不仅能够在交通运输领域(汽车和船舶制造)和能源领域(氢能发电)创造新市场和新产业,还能在氢生产、存储、运输、加氢站等基础设施建设中带动其他相关产业,培育一批中小企业和骨干企业。

  一旦选择“下注”,就要坚定投入——这是韩国之所以能够在短时间内实现氢能经济发展,甚至在燃料电池汽车领域实现全球领先的关键因素。

  文在寅总统在蔚山市政府大楼发布“氢能经济发展路线图”时就明确表示,氢能经济将为韩国带来发展新机遇,政府建立氢能经济的决心是坚定的。2018年8月韩国政府将“氢能经济”确定为三大创新增长战略投资领域之一后,立即高密度出台了一系列政策保障氢能经济发展,不完全统计如下——

韩国2018.8-2020.6氢能经济相关政策梳理

  这些政策涉及法律法规修订、发展资金保障、技术路线指引等方方面面,全面为氢能发展保驾护航。其中,《氢能经济发展路线图》综合多方面,对韩国的氢能经济发展路径做出了详细的谋划。

  接下来,我们将以《氢能经济发展路线图》为基础,剖析韩国氢能经济的发展思路。

自身优势切入,定制突围道路

  世界各国氢能发展路线都是基于自身特点量身定制的,并没有统一的模型。

  资源富足的国家,将氢能发展的重点放在制氢产业。澳大利亚煤炭、天然气储量位居世界前列,是全球第四大煤炭出口国及第二大液化天然气出口国。理论上,无论是化石能源重整还是可再生能源制氢,澳大利亚都拥有大规模制氢所需的一切资源。因此,澳大利亚《国家氢能战略》发力上游制氢产业,系统化、理想化展开全面布局。

  氢能技术初步成熟的国家,重在降低成本。日本于2018年8月宣布在福岛部署全球最大10兆瓦级大型氢能源系统,每年使用可再生能源制氢900吨以上,预计2020年开始供应氢。而到了2019年3月,日本就发布了最新《氢能利用进度表》,把氢能应用的成本削减列为现阶段政府和企业的重点任务。

  氢能技术领先的国家,则将氢能发展的重点放在应用拓展上。英国2017年10月出台《清洁增长战略》,将燃气分配网络100%转化为氢气定为最可靠的大规模脱碳方案之一,并承诺投入2500万英镑以验证在建筑物的燃气管道中使用氢气的可行性。

  在法国,敦刻尔克已经开展向燃气网络注入20%氢气的试点项目。法国接下来还将在未接入法国本土电网的离岛、海外属地等孤立封闭地区,试点利用氢能为电网提供服务,包括发电、储能等项目。

  韩国发展氢能经济也是审视自身、发掘优势后,制定了《氢能经济发展路线图》。

韩国氢能发展路线图

  1)做大做强氢燃料电池汽车,切入氢能经济

  交通领域是氢能产业发展重要突破口。氢燃料电池作为全球能源可持续发展和战略转型的重要技术路径,目前已明确为全球能源和交通领域发力的重要支撑。就韩国自身而言,预计2050年,交通领域氢能需求同样占比最高,达到32%,远远高于发电、工业用能、建筑供电供热和工业原料。切入交通领域,是大势所趋,也是韩国所需。

韩国5大板块氢能需求

  与此同时,韩国的汽车燃料电池技术世界领先,以此为切入点,可以更好的发挥韩国产业优势。

  1997年,现代汽车开始研发氢燃料电车技术,并于2006年推出了自主研发的第一代氢燃料电池车,成功组装了30辆SUV和4辆大巴。2009年,现代汽车第二代氢燃料电池车进化到示范运行阶段。2013年,现代推出了Tucson FCEV(途胜氢燃料电池电动汽车),成为全球首款大规模量产的氢燃料电池电动汽车之一。

  2018年,现代又推出了全新一代NEXO氢燃料电池车,代表了当今全球氢燃料电池车的最高水平。据现代汽车称,其首款FCV(氢燃料电池电动汽车)车型在2018年的累计销量达到1000辆。该公司希望其第二款FCV车型Nexo在2020年销售能够超过10000辆。

  因此,政府依托其世界领先的汽车燃料电池技术,首先做大做强氢燃料电池汽车。政府设定了2040年使氢燃料电池汽车累计产量达到620万辆的目标,主要包括:氢燃料电池轿车、氢燃料电池巴士、氢燃料电池出租车、氢燃料电池卡车等。

韩国政府氢燃料电池汽车发展计划

  数据来源:Current Status of the Korean Hydrogen Economy,wko.at/service

  为了保障氢燃料电池汽车能够顺利推广,政府大力推进加氢站的建设,计划从目前仅有的14座增至2022年的310座,到2040年还要进一步增至1200座。因为加氢的效率远远低于加油,加氢大约需要5-7分钟,之后还需继续等到储氢罐中形成足够的压力来供应氢,时长总计20分钟,在1000辆加油的同等时间内,只能为大约100辆氢燃料电池汽车提供服务。提供更多的加氢站能够一定程度上抵消加氢等待时间久的问题,让车主认为方便。如此,车主才可能入手氢燃料电池汽车,该行业才可能实现做大做强。

韩国政府加氢站布局扩张计划

  资料来源:wko.at

  韩国在燃料电池发电领域深耕已久,其技术已逐步得到世界认可。2020年,韩国政府表示会继续推进氢经济相关政策的落实,在氢燃料电池汽车、加氢站、燃料电池系统三大领域打造具有竞争力的产业生态系统。

  2)从汽车到城市,提振下游需求,驱动氢能经济

  氢燃料电池不仅适用于汽车,还可以用于电力、石化、航空、航天、航海、工业气体等各种领域。根据微信公众号氢云链的盘点,2019年,国际氢能应用已拓展至电动汽车充电器、家用氢能锅炉、燃油加氢、液氢运输船、海上风电制氢等领域,国内在储能电站、氢能自行车、氢能摩托车、氢能动力船舶、氢能炼钢、氢能轨道车、天然掺氢、氢能叉车、氢医疗仪器等方面同样取得了突破。

  不仅如此,丰田汽车公司将在日本富士山脚下建造一座175英亩的未来之城——“编织城市”(Woven City),这座城市将作为一个“活着的实验室”,用于测试包括氢动力基础设施在内的多项先进技术和城市理念。工程咨询公司Arcadis、概念开发商LiveFree和Hoogeveen市政府也宣布要建设荷兰第一个以氢能为基础能源的住宅区。氢能的应用,从汽车走向了整个城市。

  韩国发展氢能经济遵循世界发展趋势,从汽车走向城市。韩国政府通过鼓励下游多元应用,驱动企业进行氢能运用研发,以实现氢能经济向多元领域拓展。政府计划到2040年,普及发电用氢燃料电池装置,使其总发电量达到15吉瓦(相当于韩国2018年全年发电总量的7%~8%)。到2040年,普及家庭用及建筑用氢燃料电池发电装置,使其总发电量达到2.1吉瓦。韩国政府还考虑,强制要求公共机构和新商业建筑安装氢燃料电池发电装置。

  此外,韩国政府还瞄准细分领域发力,通过核心技术研发抢占全球标准认证的先机。2016年5月-2019年9月,磐汉工业联合韩国工程技术研究所、汉阳大学等单位联合完成了“2吨级建筑机械设备燃料电池动力系统”开发,韩国国立技术研究所计划就以此课题为基础,向国际电工委员会提交国际标准申请。

  而谁占领了标准,谁就将占领行业的先机。“2吨级建筑机械设备燃料电池动力系统”的标准如果属于韩国,这不仅将是全球建筑机械领域首个燃料电池应用标准,还可以拓展应用于农业机械、物流及采矿机械,使得韩国在燃料电池应用领域获得极大的发言权。

  除了磐汉工业之外,在政策牵引下,韩国多家公司均开始探索汽车以外的氢燃料电池应用和创新。Doosan Mobility Innovation(斗山创新)作为全球著名的移动用燃料电池厂商,开发了基于无人机、无人船及其它机器人应用的的氢动力系统,三星重工已开发出部分由燃料电池驱动的油轮,现代汽车公司燃料电池业务部门、现代重工建筑设备研究院与现代摩比斯也宣布联合开发燃料电池工程机械装备。

  3)强化生产运输,扩大上游供给,促进氢能经济

  氢能经济不仅要关注下游应用,也要注重上游环节的发展。从全球趋势来看,氢能产业化面临着用氢成本高的挑战,而终端用氢成本需要从制氢、储运、加氢等上游环节综合发力才能得以降低。

氢能产业链示意图

  资料来源:综合网络资料整理

  韩国同样看到了氢能上游的重要性。韩国《氢能经济发展路线图》明确提出,氢供应量要从2018年的13万吨/年提高到2040年的526万吨/年。2020年7月,韩国总理丁世均表示:“韩国目前在氢能利用领域具备全球最高水平,今后将以此为基础,在氢能生产、储存和运输方面推动取得更大发展,发挥韩作为全球“氢能中转站”的枢纽作用。”

  在氢能生产方面,韩国同时发力国内建设与国际贸易,以增加氢供应量。

  在国内建设中,氢能经济发展以“副产氢”和“氢提取”为主要方式制氢,并建设相关基础设施。政府计划在庆南、湖南、中部、江原4大地区设立中等规模生产基地,到2025年建立40个小规模生产基地,构建稳定的氢供给基础设施,到2030年构建100兆瓦级绿色氢能源量产体系,尽快实现绿色氢能源的使用。其中,政府尤为强调液氢生产基地的建设。液氢储氢密度高,储运成本低,储存压力低,更适合用于车载氢存储系统、氢输运和固定式储存系统,是面对大规模商业应用的必要选择。2020年4月,韩国领先的电力设施与工程商斗山重工(DOOSAN Heavy Industry & Construction)与韩国昌原市、韩国工业产业院和昌原产业振兴院完成签约,将建设运营日产量为5吨的“昌原国家产业园液氢示范项目”,这也是韩国目前规模最大的液氢制氢项目。

  国际贸易也是韩国氢能供应的一大措施。2020年7月6日,韩国总理丁世均表示,目前传统制氢方式只能维持韩2022年前发展需求,为提前做好准备,韩必须自现在起做好进口绿色氢能的准备。为此,韩将加大与澳大利亚、中东、欧盟等主要氢能生产国家的密切合作,推动氢能贸易发展。

韩国-澳大利亚氢能进口价格

  在储存和运输环节,韩国着力构建稳定且经济可行的氢流通体系。韩国一方面采取技术手段,通过多样化存储方法(如高压气体、液体、固体)提高储氢效率,加大对管式拖车及输氢管道的利用降低运输成本。

  另一方面,韩国更采用管理手段,以监管改革提升氢运输效率及经济性。2020年4月23日,韩国政府召开了国务检查及协调会议,提出“在环保车领域率先打破限制的发展蓝图”。“监管突破”的要点是:到2024年,将运氢管束拖车的压力和容积标准限制从韩国现行《高压气体安全管理法》(KGS AC419)的45MPa和450升,提高到70MPa和1,400升水平,以增加单次运氢量来降低氢供应价格,从而提高运营效率。乐天、韩国全州市碳汇聚技术研究所和韩国天然气安全公司均参与其中,该研究有望将氢输运成本降低63%。

  4)优化发展环境,制定多方政策,保障氢能经济

  氢能经济的发展绝不仅仅是技术问题,更是体系化的系统工程。为了确保韩国氢能经济能够顺利发展,韩国从完善法规体系、强化管理科普、培育核心企业等多方努力,才为氢能经济提供了良好的发展环境。

  完善法规体系,保障健康发展

  名不正则言不顺,政府“下注”产业更要率先明确其法律依据及主管部门。对此,韩国2019年制定《氢能经济法》,通过立法健全氢能安全标准法规、提高安全技术及装备水平,推动氢能产业健康可持续发展。

  同时,组建了“氢能经济促进委员会” 作为韩国氢经济的指挥机构。由国务总理担任委员长,产业部、企划财政部、行政安全部等8个有关部门和产业界、学界、市民团体等各领域专家组成,首次会议审议并通过了培育氢能企业等6项主要议案。同时,还成立了氢能经济专业振兴机构,明确行业主管部门,以建立更高效的统筹协调机制。

  强化管理科普,提高国民信赖

  国民对于氢能安全的担忧往往会使其对氢能相关项目产生抵触情绪,而导致项目建设滞缓。政府在氢能生产、存储、运输、使用的全过程构建切实有效的安全管理体系,期望提高国民信赖度。2020年02月04日,韩国发布全球首个《促进氢经济和氢安全管理法》(2020年第16942号法令),系统、有效地促进氢工业发展,为氢能供应和氢设施的安全管理提供必要的支持。此外,政府还将根据国际标准修订加氢站安全标准、设立氢能安全评估中心,从技术上提高国民信赖度;出版氢能安全指导,向国民精准科普制氢安全。从认知上提高国民信赖度。

  培育核心企业,提供持续动力

  能否持续培育人才、企业,是氢能经济是否能够长远发展的保障。为此,韩国政府提出培养氢能安全管理和核心技术开发专业人才,并对氢能中小企业和中型企业增加相关设备投资与维护费用支持。

  在氢产业生态系统竞争力的方案中,政府决定到2030年培育500家氢能企业,到2040年培育1000家。为此,政府将集中扶持氢能移动出行、燃料电池、液态氢、氢充电站、水电解5大领域的材料、零部件和设备研发。政府还计划建立规模达340亿韩元的氢经济基金,鼓励各类企业参与氢经济。

  最终,韩国政府从自身优势的氢燃料电池汽车出发,提振下游需求,扩大上游供给,完善自身氢能产业链,制定了具有韩国特色的氢能经济发展路线。

  那么,韩国又是如何将这一体系庞杂的氢能经济发展路线逐步落实的呢?

  华高莱斯版权所有,转载请注明出处及作者姓名和作品名称。

  不得擅自修改、歪曲或篡改,侵权必究。

中国电力网官方微信

      关键词: 氢能
评论
用户名:匿名发表  
密码:  
验证码:
最新评论0

主办单位:中国电力发展促进会
网站运营:北京中电创智科技有限公司  国网信通亿力科技有限责任公司
服务热线:400-007-1585      在线投稿
《 中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证 》编号:京ICP证140522号 京ICP备14013100号