項(xiàng)鴻
“雙碳”目標(biāo)對(duì)能源行業(yè)的供給、消費(fèi)、技術(shù)、體制、合作等方面有著深遠(yuǎn)的影響,未來(lái)的能源利用將是多維度、多能源的梯級(jí)利用,從而構(gòu)建能量效率最優(yōu)的能源體系,而綠色氫能是其中的重要組成,眼下“新能源+儲(chǔ)能+氫能”的多元協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)新模式亦被寄予厚望。
氫能發(fā)展熱潮的背后氫能產(chǎn)業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn),中國(guó)氫能聯(lián)盟專(zhuān)家委員會(huì)主任余卓平在“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)論壇上指出,“在低碳發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型的大背景下,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)全新機(jī)遇,‘脫碳成為本輪氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展第一驅(qū)動(dòng)力。”
實(shí)現(xiàn)“雙碳”的最優(yōu)途徑
國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì),2050年氫能將承擔(dān)全球18%的能源終端需求,創(chuàng)造超過(guò)2.5萬(wàn)億美元的市場(chǎng)價(jià)值。當(dāng)前全球各主要經(jīng)濟(jì)體均圍繞氫能“搶灘部署”,如歐洲在氫能項(xiàng)目數(shù)量方面處于領(lǐng)先地位,其涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈,于工業(yè)應(yīng)用和交通運(yùn)輸應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)布局,跨行業(yè)的綜合氫經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目尤為特色。日本、韓國(guó)則在交通運(yùn)輸應(yīng)用、綠色氨、液氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫項(xiàng)目方面表現(xiàn)不俗。但正如專(zhuān)家所說(shuō),“總體看來(lái),全球氫能產(chǎn)業(yè)處于全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)初期和商業(yè)模式探索階段,我國(guó)也大致如此?!睔淠茈m已被列入我國(guó)的“十四五”規(guī)劃,且有23個(gè)省市自治區(qū)相繼發(fā)布?xì)淠芤?guī)劃和指導(dǎo)意見(jiàn),但氫能的總體專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃尚未發(fā)布,可見(jiàn)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍將持續(xù)探索,甚至存在糾偏的可能。
國(guó)家能源局監(jiān)管總監(jiān)李冶明確指出,“發(fā)展氫能必須深刻認(rèn)識(shí)和把握能源革命的核心,從國(guó)情和能源發(fā)展的實(shí)際出發(fā),確定我國(guó)的氫能發(fā)展戰(zhàn)略?!薄吨袊?guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》的數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)氫氣產(chǎn)能約每年4100萬(wàn)噸,產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸,位居世界第一,其中,氫氣純度達(dá)到99%以上的工業(yè)氫氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)量約為1270萬(wàn)噸/年。而據(jù)測(cè)算,為實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo),我國(guó)氫氣的年需求量將從目前的3342萬(wàn)噸增加至1.3億噸左右,在終端能源體系中占比達(dá)到20%。
中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)會(huì)長(zhǎng)魏鎖表示,“氫能產(chǎn)業(yè)需要充分發(fā)揮我國(guó)規(guī)?;袌?chǎng)優(yōu)勢(shì)和內(nèi)需潛力,通過(guò)政策引導(dǎo),快速形成市場(chǎng)規(guī)模,加快產(chǎn)業(yè)鏈布局和科技研發(fā),形成強(qiáng)大的技術(shù)支撐體系,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!睒I(yè)界人士對(duì)此建議,“氫能產(chǎn)業(yè)要評(píng)估從原料采集、生產(chǎn)運(yùn)輸、使用、回收的全生命周期碳足跡,制定氫能發(fā)展的碳足跡標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量指標(biāo),引導(dǎo)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,逐步形成有中國(guó)特色的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。”
我國(guó)在氫的生產(chǎn)與使用上,主力仍在工業(yè)領(lǐng)域,來(lái)源仍是高碳的化石能源,中國(guó)工程院院士曹湘洪以重工業(yè)為例解析發(fā)展氫能可顯著減少化石能源的碳排放,提高化石能源使用效率,“在鋼鐵生產(chǎn)中,氫可以替代焦炭作為還原劑,實(shí)現(xiàn)從碳冶金到氫冶金的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)顯示,全球平均每生產(chǎn)1噸鋼會(huì)排放1.8噸二氧化碳,相比傳統(tǒng)的碳冶金,氫冶金最高可減少85%以上的二氧化碳排放?!敝袊?guó)氫能聯(lián)盟專(zhuān)家委員會(huì)主任余卓平認(rèn)為氫能將在重工業(yè)等難以脫碳的行業(yè)發(fā)揮重要作用,他將氫能在碳中和目標(biāo)中的作用劃分為三個(gè)層次,“第一是脫碳,實(shí)現(xiàn)交通、工業(yè)領(lǐng)域的脫碳,這是氫能能夠發(fā)揮的重要作用;第二是固碳作用,將碳捕捉與制氫相結(jié)合;第三,將生物質(zhì)制氫與碳捕捉相結(jié)合,可形成負(fù)碳的概念。”
“氫”裝上陣,技術(shù)為要
去年年末,中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布《低碳?xì)?、清潔氫與可再生能源氫的標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)》,對(duì)氫的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化。我國(guó)氫氣主要來(lái)源是灰氫,即化石能源制氫,主要是工業(yè)副產(chǎn)氫,處于發(fā)展第二階段的藍(lán)氫和可再生能源制氫的綠氫占比需進(jìn)一步提升。
激發(fā)下游市場(chǎng)需求、促進(jìn)氫產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展,讓氫能的應(yīng)用規(guī)模獲得質(zhì)的飛躍,是我國(guó)氫能行業(yè)需要持續(xù)面對(duì)的挑戰(zhàn)。氫能具有能源強(qiáng)度高、能源轉(zhuǎn)化率高、碳排放量低的“兩高一低”優(yōu)勢(shì),卻也存在技術(shù)難度高、生產(chǎn)成本高、儲(chǔ)存和運(yùn)輸困難大的“兩高一大”難題,這讓對(duì)其的普及應(yīng)用需要政策的扶持以及相當(dāng)?shù)募夹g(shù)支撐與精妙的場(chǎng)景營(yíng)造。
隨著深度脫碳的需求增加和低碳清潔氫經(jīng)濟(jì)性的提升,氫能在工業(yè)、交通、建筑與發(fā)電等領(lǐng)域逐步滲透,相關(guān)行業(yè)各方已據(jù)此積極應(yīng)對(duì)。于全國(guó)碳交易開(kāi)市首日,據(jù)國(guó)資委透露,已有超過(guò)三分之一的央企在制定包括制氫、儲(chǔ)氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈布局,并取得了一批技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用成果。
今年上半年,有近40個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目公布落地,各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的跨界布局屢屢出現(xiàn),可再生能源制氫(碳中和目標(biāo))、液氫及液氫裝備(液氫標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布)、燃料電池及汽車(chē)(示范城市群推動(dòng))、加氫站(合建站、綜合站加速布局)等項(xiàng)目備受推崇,氫能發(fā)展路線(xiàn)圖更顯清晰的同時(shí),行業(yè)層面的監(jiān)管明確也在某種程度上助推了氫能投資的加速。
在北京大興區(qū),占地20萬(wàn)平方米的國(guó)際氫能示范區(qū)正在加緊建設(shè),示范區(qū)內(nèi)全球規(guī)模最大的加氫站已進(jìn)入試運(yùn)行階段,每天約有10輛測(cè)試車(chē)在此加氫。大興區(qū)將依托大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)、京東“亞洲一號(hào)”倉(cāng)庫(kù)等豐富的氫燃料電池車(chē)輛應(yīng)用場(chǎng)景,不斷探索商業(yè)化應(yīng)用,全力構(gòu)建氫能生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)年初科技部與山東省簽署的“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范工程,其將通過(guò)純氫管道輸送的方式,開(kāi)展工業(yè)園區(qū)、社區(qū)樓宇和交通移動(dòng)用能等多場(chǎng)景氫能應(yīng)用示范,打造全國(guó)首條氫能高速走廊、全國(guó)首個(gè)萬(wàn)臺(tái)套氫能綜合供能裝置示范基地。
在最受關(guān)注的氫能和燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,財(cái)政部等5部門(mén)也下發(fā)通知,擬將京滬粵冀豫等地納入燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用城市群;上海市與蘇州、南通、嘉興、淄博、鄂爾多斯等6座城市簽訂了燃料電池汽車(chē)城市群項(xiàng)目合作協(xié)議;在政策及市場(chǎng)因素施力情況下,氫能汽車(chē)、氫能重卡正迎來(lái)又一輪發(fā)展契機(jī)。