1月17日電,近年來,在全球推動碳中和的強勁態(tài)勢下,氫能產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)深受青睞,獲得了長足的發(fā)展。
氫位于元素周期表的第一位,原子序數(shù)為1,常溫常壓下為氣態(tài),超低溫高壓下為液態(tài)。氫能作為一種理想的新型含能體能源,具有極具競爭力的優(yōu)勢:一是環(huán)境友好。與傳統(tǒng)的化石燃料不同,氫氣和氧氣可以通過燃燒產(chǎn)生熱能,也可以通過燃料電池轉(zhuǎn)化為電能。但在氫轉(zhuǎn)化為電和熱的過程中,只產(chǎn)生水,不產(chǎn)生溫室氣體;二是利用效率高。氫氣不僅來源廣泛,而且具有導(dǎo)熱性好、清潔無毒、單位熱量高的優(yōu)點。氫在相同質(zhì)量下的熱量約為汽油的三倍,是石化工業(yè)的重要原料和航天火箭的動力燃料;最后,儲運方式靈活方便。與化石燃料不同,氫能是二次能源,可以通過分解天然氣、石油、煤和水來制造。除氣態(tài)外,氫還可以通過液態(tài)或固態(tài)氫化物出現(xiàn)。在-263℃液化時,氫的體積會縮小到原來的1/800,在高壓罐中壓縮,便于儲存和運輸。
氫能根據(jù)不同的制備方法和碳排放量分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。
灰氫是化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣。這類氫氣約占全球氫氣產(chǎn)量的95%,碳排放量最高。
藍(lán)氫以灰氫為基礎(chǔ),采用碳捕捉、碳封存技術(shù),實現(xiàn)低碳制氫。
世界能源理事會發(fā)布的《氫能—工業(yè)催化劑:加速世界經(jīng)濟在2030年前實現(xiàn)低碳目標(biāo)》報告認(rèn)為,藍(lán)氫可以減少排放,促進氫經(jīng)濟的建立。通過捕獲和儲存制造過程中排放的二氧化碳,獲得藍(lán)氫提供了更可行的減排方法。
藍(lán)氫不是綠氫的替代品,而是必不可少的技術(shù)過渡,可以加速社會向綠氫的過渡。為了使藍(lán)氫的生產(chǎn)更加實用,許多國家政府制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略,明確了其社會可接受性,制定了運輸和儲存價格體系,并提供了相應(yīng)的財政資金。
綠氫是通過光電、風(fēng)電太陽能等可再生能源電解水制氫,在制氫過程中基本不會產(chǎn)生溫室氣體,因此被稱為“零碳?xì)錃狻薄?/span>
目前,雖然綠氫缺乏成本競爭力,但未來無疑是一個不斷增長的市場。雖然近年來綠氫市場規(guī)模較小、成本較高,但未來在國際投資的推動下,市場規(guī)模將大幅增長。隨著一些重點、試點項目的實施和未來項目規(guī)模的發(fā)展,綠氫成本將有助于降低,氫能可能完全挑戰(zhàn)現(xiàn)有傳統(tǒng)能源的主導(dǎo)地位。
氫能的發(fā)展?jié)摿υ絹碓降玫絿H社會的認(rèn)可,歐美日韓等地區(qū)和國家積極制定支持氫能的投資政策。截至目前,已有18個國家先后制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略,約50項政策直接支持氫能發(fā)展。自2010年以來,美國每年向氫能和燃料電池資助1~2.8億美元。2019年2月,歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織發(fā)布了《歐洲氫能路線圖》研究報告,提出了2030年和2050年歐盟氫能發(fā)展路線圖;2020年3月,歐盟委員會宣布成立清潔氫能聯(lián)盟;日本將氫能社會納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。自2014年以來,先后制定了《第四次能源基本計劃》、《氫能基本戰(zhàn)略》和《第五次能源基本計劃》,計劃到2025年,氫能電池汽車達到20萬輛,2030年增加到80萬輛,建立了900座加氫站。川崎重工還建造了世界上第一艘液氫運輸船,裝載了褐煤生產(chǎn)的液氫,這是世界上第一次嘗試。
中國發(fā)展綠氫具有良好的資源稟賦。隨著近年來技術(shù)的進步,可再生能源的發(fā)電成本越來越具有競爭力。同時,中國具有較強的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力,為綠氫的發(fā)展提供了獨特的優(yōu)勢。
中國政府也高度重視氫能的發(fā)展,氫能逐漸進入中央和地方政府的中長期規(guī)劃視野。在《中國制造2025》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》、《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》等多項國家規(guī)劃中,明確提出以氫能與燃料電池為戰(zhàn)略重點,氫能首次被列入《能源法(征求意見稿)》。2019年和2020年的政府工作報告涉及氫能。
中國是世界上最大的氫能生產(chǎn)國和消費國。全球投入運營的煤氣化工廠有130家,其中80%位于中國。國家能源集團擁有80座煤氣化爐,年產(chǎn)氫氣800萬噸,約占全球氫氣總產(chǎn)量的12%。自2017年以來,中國氫能和燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展迅速。截至2021年7月1日,中國已建成165座加氫站,其中當(dāng)年上半年已建成27座。目前,京津冀、長三角、珠三角、華中、西北、西南、東北已形成7個氫能產(chǎn)業(yè)集群。相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施和商業(yè)應(yīng)用體系也在探索和完善中。氫燃料電池汽車的生產(chǎn)、銷售和商業(yè)示范應(yīng)用規(guī)模位居世界前列。鄭州、張家口、張家港等城市已實現(xiàn)氫能汽車客運。截至2021年9月底,中國已經(jīng)運營了3390輛氫能汽車。2016-2019年,中國氫燃料汽車產(chǎn)量從629輛增加到2737輛,年均增長率為63%,預(yù)計到2025年再增加到10萬輛。
即將到來的北京冬奧會將由816輛氫燃料電池汽車提供服務(wù)。除了豐田提供的247輛考斯特和mirai,其余都是中國汽車公司開發(fā)生產(chǎn)的,是目前世界上最大的氫燃料電池汽車示范應(yīng)用。
此前,上海還出臺了氫燃料汽車財政獎勵政策,對加氫站給予財政補貼,將有效降低氫能汽車的運營成本。氫能汽車加氫快,續(xù)航里程長,可與電動汽車形成良性互補。
2018年2月,國家能源集團牽頭成立了中國氫能聯(lián)盟、國家電網(wǎng)、東方電氣、航太科技、中船重工、寶武鋼鐵等多家央企。當(dāng)時申請加盟的單位有50多家,主要是能源生產(chǎn)、設(shè)備制造、運輸、冶金材料等行業(yè)的大型企業(yè)、科研機構(gòu)、高校和投資機構(gòu),陣容強大,實力雄厚。
11月30日,成渝氫走廊正式啟動。川渝氫能燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游重點企業(yè)成立了成渝氫走廊技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟和成渝氫走廊物流專線聯(lián)盟,建立了成渝氫能產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺,簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。同日,中石化新疆綠氫示范項目開工建設(shè),年產(chǎn)綠氫2萬噸。
雖然中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有一定的基礎(chǔ),但中國在全球氫能發(fā)展領(lǐng)域的地位遠(yuǎn)不如風(fēng)電、光電等領(lǐng)域,這是一個更有前途的重要領(lǐng)域。中國許多氫相關(guān)企業(yè)的主營業(yè)務(wù)仍然是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),氫能產(chǎn)值所占比例很小,遠(yuǎn)未達到商業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)環(huán)境。為了解決中國氫能發(fā)展的問題,充分發(fā)揮其在中國能源轉(zhuǎn)型中的巨大潛力,仍有許多實際問題需要解決。
中國是世界上最大的能源消費國。能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)主要是化石能源,面臨著應(yīng)對氣候變化和保護生態(tài)環(huán)境的巨大壓力和挑戰(zhàn)。氫能的巨大發(fā)展?jié)摿榻鉀Q中國能源發(fā)展問題提供了新的可能性。鑒于氫能技術(shù)要求高、產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜、投資需求大,政府、企業(yè)和行業(yè)組織需要共同努力,抓住未來氫能經(jīng)濟發(fā)展的機遇,確保中國在氫能發(fā)展領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。
往期精選回顧: