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一提到氢能只想到燃料电池?落伍了

作者:姚金楠 仲蕊 来源:中国能源报 发布时间:2022-03-28 浏览:

中国储能网讯:3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》(以下简称《规划》)。《规划》首次明确了氢能的战略定位,指出“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分”“氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体”“氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向”。

“等了很久,‘靴子’终于落地了!氢能企业已经蓄势待发,无论是对专业企业还是整个行业而言,《规划》的出台都是重大利好。”“行业发展有了纲领性文件,期待氢能会像中国的光伏、风电一样,在政策和市场的双重发力下,成为全球领先行业。”国内氢能企业普遍表示,在氢能产业发展的关键“窗口期”,《规划》明确了氢能的能源属性、产业定位及应用领域等关键问题,将进一步激活市场潜力,为企业创造良好的政策环境,为氢能产业高质量发展注入前所未有的强心剂。

(文丨本报记者 姚金楠 仲蕊)

01

明确氢能能源属性和产业定位

“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。”《规划》明确了氢的能源属性。对此,国家发改委高技术司副司长王翔指出,氢能与电能都是常见的二次能源,需要通过一次能源转化获得。“不同之处在于,氢能能量密度高、储存方式简单,是大规模、长周期储能的理想选择,为可再生能源规模化消纳提供了解决方案。随着燃料电池等氢能利用技术逐渐成熟,氢能—热能—电能将实现灵活转化、耦合发展。”

“多年来,我们一直就氢能发展向主管部门提出各方面建议,其中最主要的一条就是明确氢的能源属性。”液化空气(中国)投资有限公司(以下简称“液化空气集团”)董事会主席路跃兵告诉记者,此前,受制于氢能危化品属性,上游生产项目大多只能局限在化工园区内。“化工园区大多建在郊区,人口稀疏,氢能项目落地后恰恰会脱离真正的消费和需求群体,长距离的氢气储运无形中提高了终端客户用氢成本,进而影响氢能的推广应用。”路跃兵表示,《规划》正式认可氢的能源属性,对相关企业将是重大利好。

国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强指出,明确氢的能源属性,能够让加氢站、合建站及其它制氢项目走出化工园区,加快推进氢能项目建设速度。“当然,能源属性虽已明确,但氢本身的危化品性质不会变,因此对用氢安全的管理不能放松,运输、加气等环节都必须符合安全要求。”

“从企业层面而言,更需要格外关注氢能的安全生产、储运、使用和管理。”申能(集团)有限公司董事长黄迪南表示,随着氢的能源属性得到认可,氢能的应用场景会进一步扩大。“走出化工园区,更加贴近终端用户,意味着将有更多人接触到氢能。一旦放松管理,可能带来无法估量的损失。所以,氢能企业要比从前更加重视安全问题。”

02

因地制宜发展多元制氢

《规划》指出,要构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系,重点发展可再生能源制氢,严格控制化石能源制氢。到2025年,初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。可再生能源制氢量达到10万吨/年-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分。到2035年,可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升,对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。

路跃兵表示,《规划》提出的多元制氢体系及相应时间节点,是结合国内现实情况提出的有效转型路径。“现阶段,可再生能源制氢规模还很小,要推动氢能广泛应用,在制氢方式上也需循序渐进。而且,在氢能制备过程中,即便是化石能源制氢和工业副产制氢,也已经呈现出从高排放向低排放发展的态势,这本身也是巨大的进步。”他介绍,根据相关部署,液化空气集团将在低碳氢供应链方面投资约80亿欧元,到2030年,计划将水电解制氢总产能增至300万千瓦。

记者注意到,今年3月初,液化空气集团和申能集团旗下申能能创能源发展有限公司、上海化学工业区投资实业有限公司签署投资协议,成立三方合资公司,将分期建设上海规模最大的气氢和液氢充装中心。液化空气(中国)投资有限公司总裁兼首席执行官柏昊天表示,上海化学工业区内落户了几乎所有国际化工巨头企业,利用园区丰富的工业副产氢资源,能够生产更清洁的低碳氢产品,开拓中国化工行业的低碳发展路径。

国家能源局科技司副司长刘亚芳指出,我国将结合资源禀赋特点和产业布局,因地制宜选择和发展制氢技术。“在焦化、氯碱、丙烷脱氢等行业集聚地区,优先利用工业副产氢;在可再生资源丰富地区,优先开展可再生能源制氢示范,逐步扩大应用规模;同时,将推进固体氧化物电解池制氢、光解水制氢、海水制氢、核能制氢等技术研发。”

针对可再生能源制氢,隆基氢能科技有限公司副总经理王英歌表示,当前,与煤制氢相比,可再生能源制氢成本还偏高。“煤价平稳时,国内煤制氢成本普遍在0.7元/方-0.8元/方左右,而光伏制氢则达2元/方-3元/方,即便在光照资源条件较好的地区,成本也在1.5元/方左右。”王英歌指出,可再生能源制氢的主要成本来自于电价、电耗和相应设备投资,相信随着“十四五”期间可再生能源电价不断下降和制氢技术升级带来的电耗降低,电能成本会得到持续优化。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高团队在张家口示范区尝试开展从可再生能源制氢到终端应用的全链条工程验证。欧阳明高表示,当可再生能源电价低于0.15元/千瓦时,就能保障其制氢的经济性。王英歌同时指出,随着制氢设备供应链和配套装备的完善成熟,系统投资也会下行,相信可再生能源制氢成本在“十四五”末期能够更具竞争力。

“从长远发展看,可再生能源制氢规模潜力更大,更加清洁可持续,随着成本下降,将成为重要氢源。”王翔表示。

03

以燃料电池为突破口拓展应用场景

根据《规划》设定的发展目标,到2025年,燃料电池车辆保有量将达到约50000辆,并同步部署建设一批加氢站。《规划》同时强调,要有序推进氢能在交通领域的示范应用,拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用,推动规模化发展,加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。

针对“2025年保有50000辆”的发展目标,毛宗强认为,按照现行的燃料电池汽车示范城市群规划,2024年燃料电池汽车就将达到数万辆,叠加目前已有的氢能汽车保有量,届时燃料电池汽车总量大概率会突破50000辆。

当前,我国燃料电池汽车发展尚处于起步阶段,但一些氢能企业已进行了诸多有益尝试。美锦能源副总裁姚锦丽告诉记者,公司在5年前就着手布局氢燃料电池行业,公司旗下的氢燃料电池商用车已安全行驶超过4200万公里。“作为国内氢能发展的见证者和践行者,我们已经看到国内燃料电池行业的持续进步。核心零部件不断创新,具有自主知识产权的技术正通过一件件产品实现商业化和产业化。氢燃料电池汽车的成本相比5年前已明显下降。”姚锦丽还透露,未来5年,美锦能源将在氢能的制、储、运、加、用等环节持续发力,争取推广5000辆以上燃料电池车。“对于2025年保有50000辆的目标,应该是国家基于多方面考虑设定的最基本要求,相信最终实际保有量会超过该数值。”

欧阳明高表示,在我国的北部、东北部、西北部地区,冬季气温普遍偏低,动力电池出力受限,纯电动汽车的保有量相对较低。“相比之下,燃料电池受温度影响较小,电池余热可灵活转化利用,而且这些地区可再生能源资源相对丰富,通过可再生能源制氢的能力强,燃料电池汽车应用潜能巨大。”

对于氢能应用,路跃兵指出,燃料电池汽车仅仅是一个突破口,要打破“一提到氢能就想到燃料电池,一想到燃料电池就想到汽车”的思维定式。“即便在交通系统中,除燃料电池车外,国际上对于氢能在船舶、航空飞行器等领域的应用已经作出了积极探索和尝试。”他还介绍,在电力、化工、冶金等领域,氢能都拥有丰富的应用空间和发展潜力,企业也有相对应的技术储备和战略布局。“让氢能成为分布式的电源,成为煤化工、石油化工等碳基化工的替代品,成为绿色无碳的冶金还原剂,在这些场景下,氢能都将大展拳脚。”

黄迪南也表示,申能集团目前以燃料电池汽车示范应用为主的“制-储-运-加-用”氢能全产业链布局已初步构建成型。未来,在能源、交通、工业和建筑等领域,氢能也将拥有更广阔的应用空间。“例如,现在家庭中广泛使用的天然气,未来很可能也将引入氢气作为替代补充,通过天然气掺氢再到纯氢逐步实现过渡。再如,随着技术进步,高纯度氢在芯片制造、清洁发电、航空航天等领域也会有更多用武之地。公司对氢能在这些领域的应用一直保持跟踪研究并做好技术储备。”

中国能源汽车传播集团党委书记、董事长谭介辉说,氢是宇宙中最常见的元素之一,氢能具有来源丰富、质量轻、能量密度高、绿色低碳、储存方式与利用形式多样等特点。全世界很多发达国家和地区,普遍把氢能作为推动能源创新发展的重要方向。我国氢能发展具有较好的基础,但也存在一些比较明显的短板和不足,《规划》的出台,对于加快氢能产业发展、促进氢能在绿色低碳能源体系中发挥更重要的作用、服务碳达峰碳中和目标等方面具有十分重要的意义。氢能的春天来了!

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