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        如何邁進“氫能社會”

        2021-04-02 10:36:38劉芷溪
        中國石油石化 2021年6期
        關(guān)鍵詞:氫能制氫燃料電池

        文/劉芷溪

        日本氫能發(fā)展世界領(lǐng)先,我國應(yīng)在制定氫能標準和規(guī)劃、人才隊伍和國際合作方面進一步加強。

        由于化石能源幾乎完全依靠進口,多年以來,發(fā)展氫能是日本能源轉(zhuǎn)型的首選,福島核事故以后更是加快了氫能替代的步伐。目前已經(jīng)在燃料電池汽車、家庭熱電聯(lián)供等領(lǐng)域取得一定的成效,并首次推出了“氫能社會”的概念。如今,日本的氫能源車已經(jīng)到了量產(chǎn)的階段,加氫站目前已建成160 座,計劃到2030 年建成900 座加氫站,實現(xiàn)氫能發(fā)電商業(yè)化。

        日本氫能的快速發(fā)展得益于完善的法律法規(guī)、政府的資金扶持及廣泛的國際合作,但也存在成本過高、高度依賴政府補貼等問題。中國應(yīng)該通過完善氫能標準和規(guī)劃、擴大氫能人才隊伍和加強國際合作等方式促進氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

        國家出臺更多政策

        日本的氫能源,是從上世紀90 年代開始研發(fā)的,直到2014 年生產(chǎn)出了第一代氫能源實驗車,于2016 年正式推出了第一代氫能源車“MIRAI”。到目前為止,在日本和美國等市場已經(jīng)銷售了1.6 萬多輛。

        日本實現(xiàn)氫能快速發(fā)展,與之將氫能發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面分不開。2013年,日本推出《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》把發(fā)展氫能提升為國策,并啟動加氫站建設(shè)前期工作,并提出建設(shè)“氫能社會”愿景,以擺脫能源困境,確保能源安全。2014年成立氫能/燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會,公布《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》,詳細描述了氫能研發(fā)推廣的三大階段及戰(zhàn)略目標。2017 年12 月出臺《氫能基本戰(zhàn)略》,2019 年3 月公布《氫能利用進度表》,均明確2025 年前快速擴大氫能使用范圍,使氫燃料電池汽車價格降至與混合動力汽車持平。2019 年9 月出臺《氫能和燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》,重點發(fā)展燃料電池、氫能供應(yīng)鏈和電解水三大領(lǐng)域。并提出,到2030 年建成900 座加氫站,實現(xiàn)氫能發(fā)電商業(yè)化。到2050 年燃料電池汽車全面普及、燃油汽車全面停售的“氫能社會”國家戰(zhàn)略及其具體行動計劃。

        經(jīng)過短短幾年的實踐與再認識,日本就將發(fā)展氫能由首選提升為國策,進而提升為國家戰(zhàn)略,努力實現(xiàn)“氫能社會”。在中國,發(fā)展氫能雖然也越來越受到重視,但重視程度與日本比還有差距。誠然,日本是化石能源極度匱乏的國家,這也是其格外重視發(fā)展氫能的重要原因。但中國油氣能源對外依賴程度比日本好不到哪兒去,沒有質(zhì)的區(qū)別。雖然2019年我國已將氫能發(fā)展寫入《政府工作報告》,已在即將出臺的《能源法》中將其列為一類能源,相關(guān)規(guī)劃和標準也在陸續(xù)出臺,不少地區(qū)都踴躍比肩發(fā)展氫能,但從重視程度、整體規(guī)劃、投入力量、發(fā)展程度、技術(shù)先進性看,與日本相比均有差距。因此我國應(yīng)在國家層面對發(fā)展氫能的更加重視,應(yīng)將其上升到國家戰(zhàn)略層面,進一步出臺相關(guān)政策,如政府補貼,碳稅征收、發(fā)展交易等,以刺激促進氫能發(fā)展。

        激勵和人才很重要

        日本的燃料電池在商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先,特別是燃料電池汽車,豐田、本田在全球燃料電池車市場占比最高,是全球燃料電池車的重要推動者。

        燃料電池車的普及離不開加氫站的投資建設(shè),加氫站密度目前世界排名第一。截至2020 年底,日本公共加氫站數(shù)量為160 座,2025 年計劃達到320 座,2030 年要增加到900 座,到2050 年加氫站的經(jīng)濟效益將超過加油站,并逐步替代加油站。

        日本主要通過政府高額補貼和企業(yè)聯(lián)合開發(fā)兩種方式來加快加氫站戰(zhàn)略布局。為了推進加氫站建設(shè),日本的基礎(chǔ)設(shè)施公司負責(zé)加氫站的投資和建設(shè)成本,同時,中央政府也將進行補貼,在加氫站實現(xiàn)獨立運營之前籌集所需資金,減輕基礎(chǔ)設(shè)施公司的初期投資負擔(dān),以此促進更多公司更加廣泛地參與加氫站業(yè)務(wù)。

        其實不僅是加氫站,為了促進燃料電池普及使用,日本對燃料電池車購買、家庭用燃料電池系統(tǒng)均進行補貼。不得不說,日本的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開政府補貼,但高度依賴公共財政支持,尚不具有競爭力。我國在促進氫能發(fā)展的同時,應(yīng)多制定一些激勵扶持政策,促進私營投資,擴大氫能發(fā)展的資金來源,由此加強在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的投資。除激勵政策以外,我國在氫能發(fā)展的人力資源方面比較匱乏,沒有足夠的燃料電池專家,也很少有大學(xué)提供相關(guān)課程。加氫站的維護、運營、氫燃料電池技術(shù)的安裝和運行均需要高度先進的基礎(chǔ)設(shè)施和熟練的技術(shù)人員。氫能專業(yè)人才的欠缺,會阻礙我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

        綠氫放國內(nèi),棕氫放海外

        日本氫能發(fā)展的最終目標是走向無CO2排放制氫,特別是通過可再生能源制氫,形成整個生命周期的零碳排放。但由于日本的氣象條件和地形的復(fù)雜,其可再生能源成本遠高于世界平均水平。因此,應(yīng)用碳捕獲和儲存(CCS)技術(shù)開發(fā)海外低成本化石能源制氫,以及利用海外可再生能源獲得氫能,是日本氫能戰(zhàn)略的主要目標之一,也是日本實現(xiàn)氫能社會的關(guān)鍵。為了從海外獲得低價、無污染的氫能,日本已經(jīng)開始與澳大利亞進行全球首家褐煤制氫試點項目。在澳大利亞建立基地,這是氫商業(yè)化過程的關(guān)鍵一步,將澳大利亞的褐煤氣化,再液化,并制造大型液氫運輸船,將液氫運回日本。

        ●供圖/視覺中國

        可見,為凈零排放計劃,日本布局將綠氫制備置于國內(nèi),將棕氫制備置于海外;將藍天和凈零留在國內(nèi),將大量CO2埋藏在海外。我國雖然是氫氣生產(chǎn)大國,產(chǎn)能達到2500 萬噸/年,但大多數(shù)氫為藍氫,且主要用于煉油各個工藝過程的加氫改制;或少量煤制棕氫,更多地不是用于能源轉(zhuǎn)型。由此,僅靠國內(nèi)自產(chǎn)綠氫、藍氫,肯定不夠用,也需要兩種資源并行利用。當(dāng)然我們發(fā)展氫能不能刻意將CO2留在海外,綠氫、藍氫和棕氫均可利用、以補足國內(nèi)的不足。

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