氫能,被視為21世紀(jì)最具潛力的清潔能源,正逐漸被約40個(gè)國(guó)家視為氣候友好型能源解決方案的重要選項(xiàng),是新能源轉(zhuǎn)型賽道上的技術(shù)路線之一。
日前,中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司發(fā)布了《氫能汽車藍(lán)皮書(shū):中國(guó)車用氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2022)》。
報(bào)告提到,氫能在工業(yè)、交通、能源等多個(gè)領(lǐng)域中的替代性應(yīng)用,是未來(lái)氫能發(fā)展的主要方向。隨著城市群燃料電池汽車示范應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)施,我國(guó)車用氫能源產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。在國(guó)家氫能規(guī)劃和各地氫能發(fā)展引導(dǎo)政策中,都明確指出要積極開(kāi)展氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景中的示范工作,因此,氫能源在調(diào)峰儲(chǔ)能和熱電聯(lián)供等領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
國(guó)家的政策引領(lǐng)支持
2022年3月,為促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序高質(zhì)量發(fā)展,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,明確了氫能是“未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分、用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向”,這是第一個(gè)從全國(guó)角度對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)與戰(zhàn)略部署,也是第一個(gè)國(guó)家對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行中長(zhǎng)期規(guī)劃,更是“1+N”政策體系的一項(xiàng)重點(diǎn)工作,它統(tǒng)一了氫能行業(yè)的發(fā)展思路,明確了未來(lái)的發(fā)展方向,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新階段。
到目前為止,我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入以頂層設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新階段。在國(guó)家的規(guī)劃中,對(duì)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要措施進(jìn)行了部署,將交通領(lǐng)域列為多元化示范應(yīng)用的重點(diǎn),并提出要對(duì)氫燃料電池中重型車輛的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)推薦,有序地?cái)U(kuò)大客車和貨車的市場(chǎng)應(yīng)用空間,并在此基礎(chǔ)上,逐漸構(gòu)建出燃料電池電動(dòng)汽車和鋰電池純電動(dòng)汽車之間的互補(bǔ)發(fā)展模式。
在“十四五”期間,我國(guó)工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃、能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新規(guī)劃、原材料行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃、綠色交通的發(fā)展規(guī)劃、現(xiàn)代能源系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃、新型儲(chǔ)能的發(fā)展規(guī)劃、鋼鐵行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃、石化行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃、可再生能源的發(fā)展規(guī)劃,以及工業(yè)領(lǐng)域的碳達(dá)峰規(guī)劃,都對(duì)氫能提出了更高的要求,不管是以原材料的身份,還是以能源的身份,氫能在促進(jìn)傳統(tǒng)高能耗、高排放產(chǎn)業(yè)的深度脫碳,實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,踐行“雙碳”的目標(biāo)中,具有全新的價(jià)值與意義,其潛在的應(yīng)用前景引起了人們的高度重視。
我國(guó)可再生能源制氫還不具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力
目前,我國(guó)的氫氣生產(chǎn)集中在化工工業(yè)和鋼鐵聯(lián)合制焦行業(yè)中,作為原料生產(chǎn)化學(xué)品,在鋼鐵冶金工業(yè)和電力工業(yè)中也有少量的氫氣被用來(lái)作為還原氣和廢氣的燃料。
2021年,國(guó)家每年生產(chǎn)氫氣4400萬(wàn)噸,較上年同期增長(zhǎng)3.3%;2021年,氫氣的生產(chǎn)將達(dá)到3470萬(wàn)噸,較上年同期增長(zhǎng)4.8%。從生產(chǎn)氫氣的原料組成來(lái)看,我國(guó)的氫源主要是煤,煤氣化制氫(含焦氣化制氫和油氣化制氫)的產(chǎn)量規(guī)模占到了64%;其次是以高溫焦化為焦炭、中低溫焦化為蘭炭、電解法生產(chǎn)堿液、輕烴制烯烴等副產(chǎn)氣體及排放物中的氫氣,占到了生產(chǎn)規(guī)模的19%;再次是天然氣和煉廠干氣制氫,在生產(chǎn)規(guī)模上占15%;剩下的有甲醇制氫、電解水制氫等,都有2%的產(chǎn)能規(guī)模。在可再生能源的制氫方面,中國(guó)還沒(méi)有形成強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力,電解水制氫的年產(chǎn)量,預(yù)計(jì)僅為1萬(wàn)~2萬(wàn)噸。
可再生能源制氫將成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要方向
2021年,國(guó)內(nèi)高純氫氣(大于4 N,大于99.99%)的產(chǎn)能達(dá)到了37萬(wàn)噸,較上年同期增加了21%,產(chǎn)量約25萬(wàn)噸,較上年同期增加了14%。高純氫氣的下游需求主要集中在電子,半導(dǎo)體,精細(xì)化工,醫(yī)藥中間體,冶金,玻璃,食品,航天,新能源等領(lǐng)域。
目前,在我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)中,使用的氫以車用燃料電池用氫為主,目前它還處在起步的初期示范階段,在將來(lái),它還會(huì)包含船用和無(wú)人機(jī)等交通燃料電池用氫以及燃料電池發(fā)電用氫。當(dāng)前,我國(guó)車用氫能的年消耗量在1萬(wàn)噸左右,且供氫形式多種多樣,以電解水制氫和化學(xué)副產(chǎn)氫為主。
因?yàn)橛旋嫶蟮幕鶖?shù),像化工這樣的傳統(tǒng)制造業(yè),在今后的幾年中,仍然是氫的主要消耗對(duì)象,而在化學(xué)工業(yè)中,其產(chǎn)品的總需求以及氫氣消耗都將維持在一個(gè)緩慢的增長(zhǎng)階段??稍偕茉粗茪涫菄?guó)家綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì),國(guó)內(nèi)各大能源公司紛紛布局可再生能源電解水制氫、綠氫制取化學(xué)品等工程,并積極探討儲(chǔ)氫與綠氫相融合的發(fā)展模式,寶武、河鋼等多家鋼鐵公司已經(jīng)開(kāi)展了氫冶煉的示范應(yīng)用研究。
在未來(lái),伴隨著風(fēng)力發(fā)電成本的不斷降低,以及碳排放成本的不斷提高,綠氫將逐漸顯示出其巨大的應(yīng)用價(jià)值。