自2015年《巴黎協(xié)定》簽訂以來，國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)受到的關(guān)注度不斷提升。2019年，氫能及燃料電池首次被寫入我國政府工作報告;2021年，氫能被正式寫入“十四五”規(guī)劃;今年全國兩會期間，氫能依然是代表委員們關(guān)注的熱點之一。
不久前，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)。總體來看，《規(guī)劃》更多關(guān)注的是未來市場化程度較高的制氫和用氫環(huán)節(jié)。但從氫能基礎設施先行的角度來看，有觀點認為政府應該更多地將研發(fā)和示范投向當前關(guān)注度較少的儲氫、運氫和加氫環(huán)節(jié)，這也將為打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈的供需奠定扎實基礎。
制氫低碳化，經(jīng)濟性是首位
目前，我國雖已具備了較大規(guī)模的氫能生產(chǎn)能力，但在氫能制備過程中二氧化碳的排放量較高，因此實現(xiàn)氫能制備從高碳向低碳轉(zhuǎn)變是未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
從當前國內(nèi)氫能的生產(chǎn)方式來看，主要有煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫。其中，工業(yè)副產(chǎn)氫的上游一次能源主要還是煤和天然氣，因此，國內(nèi)氫能的生產(chǎn)主要還是依靠化石能源，而電解水制氫僅占比 2%～4%。同時，我國氫能產(chǎn)業(yè)對煤炭依賴較大，二氧化碳和廢氣廢渣等污染物排放量較大。
今年全國兩會期間，不少代表委員提出的多種低碳制氫的技術(shù)路徑，充分體現(xiàn)了綠色循環(huán)低碳的新發(fā)展理念，彰顯了氫能連接各產(chǎn)業(yè)的紐帶作用，有助于形成低碳循環(huán)經(jīng)濟新模式。例如，天能集團董事長張?zhí)烊翁岢觯岣吖I(yè)副產(chǎn)氫利用率;民盟中央常委丁光宏建議上海加緊布局海洋制氫新賽道;中核集團科技與信息化部主任錢天林提出，要以高溫氣冷堆實現(xiàn)大規(guī)模、持續(xù)、穩(wěn)定的“綠氫”制取;SK集團顧問孫子強提出，可用垃圾氣化制氫，并用于無碳氫能調(diào)峰電站。除了代表委員們提出的多種制氫方式，《規(guī)劃》還提出了開展可再生能源制氫示范，探索季節(jié)性儲能和電網(wǎng)調(diào)峰，以及在氫能應用規(guī)模較大的地區(qū)設立制氫基地。
政策體系方面，考慮到當前綠氫的經(jīng)濟性優(yōu)勢不足，不少代表委員建議加大綠氫裝置建設補貼。
與代表委員們提到的經(jīng)濟性激勵措施不同，《規(guī)劃》提出：研究探索可再生能源發(fā)電制氫支持性電價政策，完善可再生能源制氫市場化機制，健全覆蓋氫儲能的儲能價格機制，探索氫儲能直接參與電力市場交易。相比較而言，《規(guī)劃》中的激勵手段側(cè)重針對氫能制取項目的長期運行，而代表委員的建議更多是對氫能制取設備的補貼激勵。從過去清潔能源發(fā)展的激勵措施效果來看，《規(guī)劃》提出的激勵方案更有利于氫能的健康發(fā)展。
儲運體系需找對路子，降本增效
在儲氫領(lǐng)域，我國以高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)為主。低溫液態(tài)儲氫技術(shù)則主要應用于我國航天航空領(lǐng)域，普及度不及高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)。固體儲氫技術(shù)難度大，但作為我國未來儲氫技術(shù)發(fā)展的重要方向，一直受到政府、企業(yè)和科研機構(gòu)等多方的重視。
在運氫領(lǐng)域，國內(nèi)現(xiàn)有的運氫技術(shù)主要包括高壓氣態(tài)運氫、低溫液態(tài)運氫和管道運氫三種。運氫技術(shù)的應用格局與當前氫能處于應用規(guī)模小、應用體系不發(fā)達的發(fā)展階段密切相關(guān)。
在當前階段，高壓氣態(tài)運氫技術(shù)的發(fā)展相對成熟且應用較廣，市場空間較大。液態(tài)運氫技術(shù)主要用于航空航天領(lǐng)域，因此其應用和推廣相對受限。目前我國運氫管道設施的發(fā)展較為緩慢，總里程數(shù)僅400千米左右。但管道運輸氫氣的降成本潛力顯著，發(fā)展管道運氫是未來氫能進入大規(guī)模應用階段的必然趨勢。
儲運氫企業(yè)目前也多側(cè)重改進和應用高壓氣態(tài)儲運氫技術(shù)。其他儲運氫技術(shù)成本更高且現(xiàn)有市場較小，商業(yè)效益也不足以支撐企業(yè)進行相關(guān)的技術(shù)研發(fā)和應用。
全國兩會期間，不少代表委員對我國儲氫、運氫領(lǐng)域的發(fā)展十分關(guān)注。其中，中國科學院理化技術(shù)研究所所長汪鵬飛提出，要大力發(fā)展液氫儲運技術(shù)及關(guān)鍵裝備;中國石化茂名石化執(zhí)行董事尹兆林提出，要實行氫能儲輸設備免稅政策。可以看出，高校等科研機構(gòu)更側(cè)重于技術(shù)本身的研發(fā)和升級，而氫能企業(yè)更關(guān)注儲氫、運氫技術(shù)和設備應用的經(jīng)濟性。如何從源頭改進技術(shù)并降低技術(shù)應用成本，將是企業(yè)和高校持續(xù)關(guān)注的重點和難點。
固、液和氣態(tài)氫能的儲運方式在不同的應用場景下差別較大，不能以某個標準對不同的技術(shù)路徑進行比較。為此，《規(guī)劃》提出了逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。另外，關(guān)于氫能儲運，《規(guī)劃》明確提出，要以安全可控為前提。
與制氫和用氫不同，儲氫和運氫具有公共屬性，社會資本對其關(guān)注度不高。建議國家層面設立專項資金支持研究所和高校開展相關(guān)研究，為氫能基礎設施的建立奠定扎實的發(fā)展基礎。
展望未來，氫能有可能成為替代石油、天然氣的綠色能源品種。氫能的儲運技術(shù)是實現(xiàn)全年能源貿(mào)易低碳化的關(guān)鍵一環(huán)。結(jié)合我國豐富的可再生能源資源條件，發(fā)展好氫能儲運技術(shù)有助于我國在新的能源貿(mào)易格局中占據(jù)先機，打造新的能源產(chǎn)業(yè)，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)態(tài)和競爭格局。
如何破解有站無氣?
早在“十三五”初期，我國氫能基礎設施的發(fā)展規(guī)劃就已“出爐”。2016年10月，中國標準化研究院資源與環(huán)境分院和中國電器工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(2016)》首次提出了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖，提出到2020年我國加氫站數(shù)量達100座。值得肯定的是，這一數(shù)字在今年翻了一番。
不久前，國家能源局科技司副司長劉亞芳在“中國國際經(jīng)濟交流中心—聯(lián)合國開發(fā)計劃署氫能產(chǎn)業(yè)高峰論壇”上表示，目前我國已累計建成加氫站超過250座。
從加氫站建設參與主體看，加氫企業(yè)遍布氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。上游以加氫站投資建設運營企業(yè)、氣體企業(yè)、化工企業(yè)和能源企業(yè)為主;中游以燃料電池系統(tǒng)(電堆)企業(yè)為主;下游以車企和車輛運營企業(yè)為主。相關(guān)企業(yè)在建設和運營加氫站的過程中，往往會遇到建設成本過高、建站土地獲取困難、建站技術(shù)標準不統(tǒng)一和建站技術(shù)儲備不足等問題。
另外，加氫站建成與否和能否“加上氫”是兩回事。
目前，我國已建成的加氫站以外供氫加氫站為主，且全為高壓氣加氫站，液氫加氫站建造技術(shù)尚在工程試驗階段。制氫加氫站建造技術(shù)處于商業(yè)化試驗和小規(guī)模應用階段，目前僅大連同濟—新源加氫站和北京永豐加氫站具備站內(nèi)制氫能力。也就是說，有了加氫站這個“皮”，如何在其中填滿“餡”，是當前氫能產(chǎn)業(yè)應用端建設的關(guān)鍵。
全國兩會期間，代表委員們更多是從加氫站的布局和配合全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建角度提出加快加氫領(lǐng)域建設，未涉及技術(shù)標準和技術(shù)儲備等問題。
與制氫、儲氫和運氫領(lǐng)域類似，資金支持力度不足是限制相關(guān)企業(yè)發(fā)展的重要因素之一。我國目前氫氣管道長度僅約400千米，最長的輸氫管道為“巴陵—長嶺”氫氣管道，全長約42千米，壓力為4兆帕。2021年6月9日，中國石油天然氣管道工程有限公司成功中標河北定州至高碑店氫氣長輸管道項目，該管道全長約145千米，管徑508毫米，設計輸量10萬噸/年，是目前國內(nèi)規(guī)劃建設的最長氫氣管道。加大資金支持將給未來加氫企業(yè)帶來更直接、更快速的發(fā)展動力。
氫能應用需多元化
當前的氫能應用多集中于交通領(lǐng)域，而工業(yè)、建筑等難以降碳的領(lǐng)域也是氫能發(fā)揮減排作用的重要方向，而且這些領(lǐng)域較難實施電能替代。多元化的氫能應用將有助于電能和氫能協(xié)同助力高比例可再生能源電力的發(fā)展。
《規(guī)劃》提出，未來我國氫能示范應用將逐步向工業(yè)、能源、建筑三個領(lǐng)域推進。目前，氫能在交通領(lǐng)域的應用最為普遍，主要為乘用車、商用車、有軌電車、船舶和飛機的氫能燃料電池應用。工業(yè)及能源領(lǐng)域的應用主要包括氫能冶金和固定式電源/電站等。建筑領(lǐng)域的應用主要包括天然氣摻氫和微型熱電聯(lián)供等。
從氫能應用場景開發(fā)看，人們更多關(guān)注氫能汽車、氫冶金、氫化工和氫能建筑四個方面。
四川省資陽市商務局局長李發(fā)剛提出，要加快氫能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;華北理工大學校長張福成提出，要加快氫冶金技術(shù)研發(fā);國家能源集團包頭煤化工有限責任公司董事長賈潤安提出，要利用綠電、綠氫等新能源與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展;SK集團顧問孫子強提出，要推動氫能在新型建筑冷、熱、電三聯(lián)供試點。
初步分析，代表們的關(guān)注點多集中于當前技術(shù)相對成熟的氫能汽車領(lǐng)域。然而，氫能的定位應該是服務未來更深層次的碳減排，當前應從多個角度開展應用場景的探索，如果僅局限于氫能汽車領(lǐng)域則難以充分發(fā)揮其多領(lǐng)域應用的優(yōu)勢，也不符合氫能從需求側(cè)驅(qū)動發(fā)展的行業(yè)特征。
從區(qū)域氫能示范發(fā)展看，自從國家提升對氫能的關(guān)注度，各地方紛紛提出了發(fā)展氫能的想法，希望依托氫能打造相關(guān)產(chǎn)業(yè)。然而，各地方需科學論證氫能當前的實際需求規(guī)模，避免政府資源的浪費以及跑馬圈地行為。
從《規(guī)劃》的總體內(nèi)容來看，唯一以專欄形式呈現(xiàn)的內(nèi)容是針對氫能交通、儲能、發(fā)電、工業(yè)的創(chuàng)新應用示范工程，由此也可以看出國家主管部門對于其應用以及示范工程的重視。
近期來看，交通領(lǐng)域的重點是氫燃料電池貨車的示范應用以及70兆帕儲氫瓶的應用驗證;儲能領(lǐng)域的重點在可再生能源資源富集、氫氣需求量大的地區(qū)，開展集中式可再生能源制氫示范工程;發(fā)電領(lǐng)域的重點是結(jié)合增量配電改革和綜合能源服務試點，開展氫電融合的微電網(wǎng)示范，推動燃料電池熱電聯(lián)供應用實踐，驗證電氫熱冷等不同形式能源的耦合應用。考慮到工業(yè)應用氫氣的前期基礎研究和小規(guī)模實驗驗證準備不足，近期工業(yè)領(lǐng)域的應用相對比較保守，主要是結(jié)合國內(nèi)冶金和化工行業(yè)市場環(huán)境和產(chǎn)業(yè)基礎，探索氫能冶金示范應用，探索開展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業(yè)替代化石能源的示范。
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