中国油气巨头中国石油化工集团有限公司(下称“中石化”)绿氢业务入不敷出,需求不足是最大因素,但其氢能大厦已打好地基。
氢能既用于炼化,也主要通过化石能源制备,鉴于此,中石化此前就是中国最大的用氢、产氢公司。但只有绿氢才具有低碳的环境属性,因此,转型中的中石化志在绿氢。
据《财经》不完全统计,中石化在绿氢上的投资已有数十项,覆盖氢能全产业链。其中最大的两笔投资:全球规模最大的绿氢项目新疆库车绿氢示范项目,和氢能产业链创业投资基金总投资近55亿元。
这些绿氢投资的回报如何?中石化没有披露。业内人士认为,绿氢尚未进入商业化阶段,全产业链均未实现盈利。同时,曾经高涨的氢能投资热潮逐渐消退,目前的项目要么依靠政府补贴,要么属于示范、科研项目。
尽管如此,中石化仍在继续发展绿氢。对于中石化未来的氢能发展规划,该司相关负责人告诉《财经》,中石化正着力实现氢能产业全链条覆盖,将继续发挥产业链优势,推动我国氢能产业链实现可持续发展。
在低碳转型的浪潮下,全球多地从2020年前后掀起了一股绿氢投资潮,将其视为实现碳中和的必选项,中石化在2021年年初锚定了建设“中国第一大氢能公司”的目标。
氢是重要的化工原料,目前主要通过化石能源制备,过程中会产生二氧化碳,寻找不产生碳排放的“绿氢”逐渐成为新的产业趋势。原料之外,在清洁电力尚难以替代的如航空、航海等领域的交通燃料,氢能作为二次能源,以绿氢为基础制备的绿甲醇、绿氨是另一大应用前景。
与化石能源制氢不同,通过电解槽、以风电、光伏发电等可再生能源电解水生产的氢气被称为“绿氢”,其全生命周期碳排放几乎为零,但成本高、技术不成熟。与之相对,化石能源直接制备的氢气被称为“灰氢”,其制备过程中会产生二氧化碳,但目前技术最成熟,成本最低。若对“灰氢”制备过程中产生的二氧化碳加装碳捕集装置,这类氢气被称为“蓝氢”,碳排放较“灰氢”更低。
氢能目前主要消费场景是工业生产,据国家能源局发布的《中国氢能发展报告2025》,2024年全球氢能生产消费规模约1.05亿吨,主要应用在炼化和冶金、合成氨、合成甲醇和供热等领域,消费量分别约为4300万吨、3200万吨、1750万吨和1300万吨。
根据该报告,氢能生产中化石能源制氢占比80%以上,其中加碳捕集装置的化石能源制氢年产量在百万吨左右。各类可再生能源电解水制氢项目累计产能超过25万吨/年,中国、欧洲引领全球绿氢产业,累计建成相关项目产能占比约51%和30%,2024年新建产能占比分别为63%和24%。
中石化集团经济技术研究院此前发布的《中国氢能产业发展报告》称,未来10-15年将是低碳氢从培育期走向商业化的关键阶段,打通瓶颈、探索场景、降低成本是关键;再用15年时间,低碳氢将在主要领域实现规模部署,成为助力中国碳中和的重要力量。
打下氢能大厦的地基
中石化是油气产业全产业链的巨无霸,其对氢能的发展战略亦是“制-储-运-加-用”全产业链部署。
在上游制与储环节,中石化拥有国内最大的制氢能力,年生产量达445万吨,不过其绿氢的产能规模数据不详。根据国家能源局发布的《中国氢能发展报告》,截至2024年底,全国已建成可再生能源电解水制氢产能约12.5万吨/年。
中石化旗下库车绿氢示范项目是目前全球建成最大的绿氢项目,于2023年8月30日投产,电解水制氢产能2万吨/年。中石化此前计划到2025年四季度,该项目可达到2万吨/年的产量。
库车项目为中石化以及整个中国的绿氢生产起到了先锋作用,其中一个关键挑战是,为了提高绿氢生成效率,电解槽需要与波动的光伏、风力发电兼容。
彭博新能源财经发布的报告称,衡量电解槽性能的一个关键指标是最小负荷,即系统不能低于此负荷运行。最小负荷值越低,代表其对风光发电波动性适应能力更强。槽体可以通过高电流密度实现理想的低最小负荷,但往往成本较高,效率较低。
中石化库车项目最大的挑战是如何拓宽电解槽运行负荷波动范围。据《财经》了解,库车项目是以系统化手段应对电解槽低负荷运行难题,已较大地提升了整个项目功率波动适配性。目前,技术上的挑战已基本解决。
在中游运输和加注环节,中石化已建成氢燃料电池供氢中心11个、加氢站144座,建成西部陆海新通道、京沪、京津、成渝、沪嘉甬、济青和汉宜高速7条“氢走廊”,是全球运营加氢站最多的企业。
《中国氢能发展报告》显示,中国建成加氢站约540座,氢燃料电池汽车约2.4万辆。全球在营加氢站总数超1200座,主要国家氢燃料电池汽车保有量超过9万辆。
在设备制造端,中石化已投资入股涵盖制氢技术、氢燃料电池、氢能装备制造、质子交换膜、加氢站建设等细分领域的13家企业,其中,重塑能源、国富氢能两家企业已在港股上市。
据《财经》整理,中石化在绿氢领域最大的一笔是建设库车项目,总投资29.62亿元;其次是2025年5月29,中石化宣布发起设立氢能基金,该基金首期规模50亿元,中石化出资25亿元,将对氢能“制储运用研”全产业链环节有较大发展潜力的关键材料、核心装备和原创技术进行前瞻性布局和培育孵化。
氢能大厦施工放缓
由于绿氢的技术、经济,以及安全性上仍存在挑战,全球氢能热潮在近两年逐渐褪去,投资方更加理性。一些想获得短期回报的投资人黯然退场,一些着眼于长期的投资主体,也放缓了节奏。
中石化打下了氢能大厦的地基,但对氢能大厦的施工节奏有所放缓。据《财经》了解,这其中有技术上的挑战,也有经济成本上的考量,更重要的原因是绿氢需求不足。业内认为,当前中国尚无直接激励绿氢消费的政策,导致绿氢需求不足,进而又使绿氢成本难以下降。
中石化库车项目本计划到2025年四季度达到2万吨/年的产量,但预计届时不会满产。接近该项目人士告诉《财经》,库车项目的绿氢产量主要根据中石化塔河炼化公司实际用氢需求动态调整。由于没有其他大的绿氢买家,并且生产成本较高,该项目的绿氢产量暂时不会很高。如能拓展当地其他绿氢应用场景,即可提高项目产能释放率。
该人士称,绿氢市场尚未形成完善的价格机制和交易体系,碳排放、碳定价、碳税等政策尚未完全落地,产品绿色属性无法得到商业价值体现。另一方面,新疆的电力政策不允许绿电制绿氢项目所发绿电上网,而有的地方(如内蒙等省份)则允许绿电制绿氢项目部分绿电上网,实现以电补氢。所以,在目前库车项目产能未完全释放时,存在绿电弃电的现象,带来了一定的经营压力。
中石化此前计划在库车项目之后再建一个更大规模的绿氢项目,即鄂尔多斯乌审旗风光制氢一体化项目,总投资50余亿元,主要包括风力光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五部分,绿氢生产规模3万吨/年。
但综合考虑之后,中石化将该项目出售给了合资公司中天合创。中天合创的股东包括:中石化集团、中煤集团、申能集团和内蒙古满世煤炭集团,持股分别约为:38.75%、38.75%、12.5%和10%。2025年3月26日,该项目制氢工程动工。
在中游储运环节,由于氢气分子量小、易导致材料氢脆的特性,对氢气输送用钢管、宽工况波动的大排量输氢压缩机等关键装备提出了更高的要求,还对管道的应力水平、焊接质量带来了挑战。因此,输氢管道的建设也难以加速。
中石化已建成的输氢管道具体里程没有公开数据。据业内人士介绍,管道输氢是长距离气氢输送的最经济方式,但输氢管道各项审批手续办理复杂、一次性投资高,在设计阶段需要适当考虑未来一段时间内的用氢发展场景。输氢管道的经济性高度依赖氢气实际输送量,因此中石化要加快拓展落实下游氢气用户,提高氢气输送量,才能降低输氢成本。
在下游加注环节,中石化曾计划“十四五”期间规划建设加氢站(油氢合建站)1000座。截至2024年年底,中石化已建成142座加氢站,同期全国已建成加氢站为540座。对于中石化来说,建设加氢站并没有问题,难题在于加氢站运营如何盈利。这就需要整个行业的发展才能解决这一问题了。
中石化在氢能领域投资的公司也几乎没能对其分红。其中,在港股上市的两家公司近四年来连连亏损,重塑能源2024年亏损7.373亿元,同年国富氢能亏损2.1亿元。
两位曾经投资氢能领域的投资人告诉《财经》,这不是中石化投资失误,是整个氢能行业都处于亏损的状态。现在投资氢能的资金比前两年已大幅减少。
氢能大厦何时现曙光
《财经》采访的多位业内人士认为,绿氢生产的技术和设备挑战已大幅降低,现阶段最需要的是政策鼓励绿氢消费,拓展应用场景。而下游绿氢消费不足的关键是绿氢成本太高。
当前,绿氢的成本约为化石能源制氢的三倍左右。如何迈过绿氢大规模发展的经济拐点,是中石化氢能战略成败的关键。业内乐观者认为,中石化的绿氢大厦会在“十五五”期间迎来盈利的曙光。
绿氢电解槽设备制造商中电丰业公司董事长王德军告诉《财经》,核心设备电解槽的单价在这两年价格大概下跌了40%,从早期5兆瓦的电解槽大多1000万元/套,现在最便宜的只要600万元/套,甚至更低。现在电解槽性能指标也有大幅度提高,与两年前比有了质的飞跃。中石化库车项目的建设和运营,为全行业积累了宝贵的经验。
绿氢生产成本里,设备折旧、运营维护等大概占三成,七成的成本来自能耗,即绿电的成本。王德军说,除非有颠覆性的技术出现,现有技术路线上设备成本已经很难再大幅降低了。绿电的成本如果能降至1.5毛/度,绿氢即可实现与化石燃料制氢同样的经济性。但是算上过网费等其他费用,中国90%以上的绿电目前都没有降到1.5毛/度的水平。
随着绿电市场化交易的推进和电力市场改革提速,新能源未来将全面入市,业界认为绿氢的用电成本将在“十五五”期间大幅下降。
中国中央政府已出台多项规划鼓励支持氢能产业发展,最直接的补贴给了氢燃料电池车。根据财政部此前发布的《关于提前下达2025年节能减排补助资金预算的通知》,燃料电池汽车示范应用第二年度奖励资金共16.25亿元。前两示范年度,中央财政已累计下达燃料电池汽车示范应用奖励资金约27.67亿元。
中国各地方政府也在不同程度地支持氢能产业发展。据《中国氢能发展报告》统计,共有22个省级行政区将氢能写入2024年政府工作报告。山东、陕西、吉林、四川等地相继出台氢能车辆高速通行费减免支持措施;海南、内蒙古、安徽、湖南等提出了允许在非化工园区探索建设可再生能源电解水制氢和制氢加氢一体站项目;上海发布了《上海市推动国际航运燃料绿色转型工作方案》,将积极构建绿色氢基燃料供应、交易与认证体系。
另一方面,绿氢与化工之间的连接是中石化为绿氢谋出路的一个重要路径。石油炼化是目前氢气的最大应用,约占氢总消费的四成,工业用氢的第二大户是合成氨,氨可用来生产化肥以及其他化工产品原料。中国合成氨的使用量约占世界总产量一半。
中国氮肥工业协会理事长顾宗勤在“绿色能源化工生态链技术研讨大会”上表示,合成氨和甲醇占中国化工行业碳排放量的50%。随着“双碳”战略的不断推进,化工行业必须大力推广绿色低碳的氨和甲醇产品,这其中有很大一部分将由绿氢生产。中石化作为石化龙头企业,有带领行业先试先行的责任。只有将大规模的工程项目落地运营,才能真正推动行业绿色氢氨醇的商业化发展。