李躍娟, 趙梓茗, 姚占輝, 張?bào)汨矗?李建威, 王 佳
(1.北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部, 北京 100124; 2.中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司, 天津 300300;3.北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院, 北京 100081)
氫能作為一種零排放、來源廣、可持續(xù)的能源,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?,是人類發(fā)展的“終極能源”. 在“碳中和”發(fā)展目標(biāo)框架下,氫能有望成為下一個(gè)“主體能源”. 世界上主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均把發(fā)展氫能作為未來新能源技術(shù)創(chuàng)新的重大戰(zhàn)略方向[1-4]. 美國(guó)是最早將氫能作為能源戰(zhàn)略的國(guó)家,1970年便提出了“氫經(jīng)濟(jì)”概念[5],《氫能項(xiàng)目計(jì)劃2020》指出美國(guó)政府將致力于氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研發(fā),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?050年氫能占能源需求總量的14%[6]. 德國(guó)在2020年出臺(tái)了《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》,將“綠氫”作為未來氫能戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)[7]. 歐盟提出2050年“零碳?xì)W洲”的目標(biāo),大規(guī)模發(fā)展氫能是歐洲實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必由之路,到2050年氫能占能源需求總量的25%,交通和供熱是氫能未來重要的應(yīng)用場(chǎng)景[8-10]. 日本由于自身能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在氫能方面比歐美決心更大. 日本政府欲在全球率先實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì),將氫能與電力、熱力共同構(gòu)成二次能源的三大支柱,廣泛應(yīng)用于日常生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,實(shí)現(xiàn)低碳化社會(huì),預(yù)計(jì)到2050年甚至更早實(shí)現(xiàn)零碳排放[11-12]. 2021年日本開始從澳大利亞運(yùn)輸液態(tài)氫,這是日本氫能商業(yè)化的關(guān)鍵一步,意味著日本將進(jìn)入氫能發(fā)展新時(shí)代.
2020年年底,我國(guó)向世界提出了2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的承諾. 美國(guó)、歐盟和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)分別于2007年、1979年和2008年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰,并計(jì)劃在2050年前實(shí)現(xiàn)碳中和,所以它們分別有43、71和42 a轉(zhuǎn)型時(shí)間. 而我國(guó)從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間僅有30 a,這意味著減碳任務(wù)異常艱巨. 參考發(fā)達(dá)國(guó)家的減排戰(zhàn)略路線,發(fā)展氫能是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳承諾”的重要手段. 氫能作為可同時(shí)用于交通、儲(chǔ)能、發(fā)電等領(lǐng)域的新能源有利于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整. 我國(guó)自“十三五”以來出臺(tái)了一系列支持氫能技術(shù)開展的政策, 2021年3月13日,在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中,氫能被列為國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要,成為前瞻謀劃的六大未來產(chǎn)業(yè)之一. 當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì),2030年中國(guó)氫氣需求量將達(dá)到3 500萬t/a,在終端能源體系中占比5%. 2050年氫能將在終端能源體系中占比超過10%,并與電力協(xié)同互補(bǔ)成為我國(guó)終端能源體系的消費(fèi)主體之一[1]. 未來氫氣消費(fèi)需求預(yù)測(cè)如圖1所示,交通領(lǐng)域是氫能需求的主要增量源,也是實(shí)現(xiàn)氫能向其他領(lǐng)域大規(guī)模拓展的突破口,預(yù)計(jì)2050年氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用為2 458萬t,占比41%[13]. 氫燃料電池汽車是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)氫能在交通領(lǐng)域推廣和應(yīng)用的切入點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),是未來構(gòu)建以清潔能源為主的多元能源體系的重要載體,也是氫能產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向. 在國(guó)家和地方有關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)政策及規(guī)劃方面,在氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究方面,大部分聚焦在氫燃料電池在交通領(lǐng)域的應(yīng)用[14-19]. 根據(jù)《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》預(yù)計(jì)到2025年燃料電池汽車保有量為10萬輛,到2050年要比2025年翻300倍,各種車型的滲透率如表1所示. 截止到2021年5月,我國(guó)燃料電池汽車?yán)塾?jì)上險(xiǎn)量為7 259輛. 其中珠三角、長(zhǎng)三角和京津冀地區(qū)分別為2 872、1 908和913輛,約占燃料電池總保有量的80%. 這些區(qū)域的氫能產(chǎn)業(yè)很大程度上反映了我國(guó)車用氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[20].
圖1 未來氫氣消費(fèi)需求預(yù)測(cè)Fig.1 Prediction of future hydrogen consumption
表1 我國(guó)氫燃料電池車輛發(fā)展路徑
本文從氫氣制取、儲(chǔ)運(yùn)和加注3個(gè)方面,對(duì)我國(guó)珠三角、長(zhǎng)三角和京津冀這3個(gè)氫燃料電池汽車主要推廣區(qū)域的氫能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行分析. 通過重點(diǎn)區(qū)域的車用氫能源產(chǎn)業(yè)及其經(jīng)濟(jì)性分析,對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行思考并提出建議.
氫能價(jià)格與氫能的制、儲(chǔ)、運(yùn)、加四大關(guān)鍵環(huán)節(jié)相關(guān),其中制氫環(huán)節(jié)是首要環(huán)節(jié). 我國(guó)是世界最大的制氫國(guó),也是氫能產(chǎn)量增速最快的國(guó)家之一,2020年我國(guó)氫氣產(chǎn)量約3 343萬t,比2019年增產(chǎn)將近40%. 目前,氫的制取工藝主要有以下幾種方式:化石原料制氫、電解水制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫.
化石原料制氫是指以煤炭、天然氣為原料制取氫氣的方式. 煤制氫方式以煤的氣化為主,其工藝流程是煤經(jīng)過高溫加熱氣化生成混合型氣體,經(jīng)過水煤氣變化分離處理后提純得到高濃度氫氣. 煤制氫原料豐富成本低廉,但具有工藝流程較長(zhǎng)、設(shè)備裝置數(shù)量多、投資成本大、碳排放量大的劣勢(shì)[21]. 天然氣制氫的主要技術(shù)有蒸汽重整制氫、部分氧化制氫、自熱重整制氫和化學(xué)鏈重整制氫[22]. 天然氣蒸汽重整制氫是指天然氣經(jīng)過脫硫預(yù)處理后,在催化劑的作用下與水蒸氣重整生成氫氣和二氧化碳,經(jīng)提純后得到氫氣,該技術(shù)具有工藝成熟、裝置簡(jiǎn)單可靠、轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn),但是建設(shè)地點(diǎn)受限于天然氣供應(yīng)[23-24]. 目前煤制氫的氫氣價(jià)格約為10~15元/kg;天然氣制氫的氫氣價(jià)格約為15~20元/kg[25].
電解水制氫根據(jù)電解質(zhì)種類的不同,分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水[26]. 堿性電解水制氫結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟,不需使用貴金屬. 質(zhì)子交換膜電解水與堿水制氫相比,效率和能耗得到了改善,但是催化劑采用了貴金屬,成本較高. 固體氧化物電解水通過高溫電解,產(chǎn)氫效率得到了提高,但技術(shù)發(fā)展還不成熟. 電解水制氫方法綠色環(huán)保,生產(chǎn)的氫氣純度高,但能耗較高,電解水制氫的氫氣價(jià)格在30~40元/kg. 將風(fēng)能和太陽能發(fā)電與電解水制氫相結(jié)合,可使制氫成本大大降低[27].
工業(yè)副產(chǎn)氫是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中生成的氫氣,這種氫氣通過變壓吸附(pressure swing adsorption,PSA)提純?yōu)楦咂焚|(zhì)的氫氣用于燃料電池汽車運(yùn)行[28-29]. 工業(yè)副產(chǎn)氫主要包括氯堿副產(chǎn)物制氫、焦?fàn)t煤氣制氫和輕烴裂解制氫. 氯堿副產(chǎn)物制氫是指在電解飽和NaCl溶液制取NaOH時(shí)產(chǎn)生氫氣,純度約達(dá)到98.5%,適用于車用燃料電池所需的氫氣原料[30]. 焦?fàn)t煤氣制氫是指煤炭經(jīng)高溫干餾后生成焦炭和焦油的同時(shí)得到的氫氣,這種制氫方式投資低生產(chǎn)效率高,適用于大規(guī)模氫氣的制取. 輕烴裂解制氫方法主要有丙烷脫氫和乙烷裂解制氫,輕烴裂解的氫氣純度較高,雜質(zhì)含量低. 副產(chǎn)焦?fàn)t氣制氫價(jià)格一般不高于12元/kg,燒堿副產(chǎn)物制氫等價(jià)格一般不高于18元/kg.
除了上述的制氫方式之外,還有生物質(zhì)制氫、熱化學(xué)制氫和光化學(xué)制氫[31-32]. 生物質(zhì)制氫原料獲取來源廣泛、節(jié)能環(huán)保、成本低廉,但存在原料處理困難、制氫純度低等缺陷. 熱化學(xué)制氫發(fā)展?jié)摿Υ?,?jīng)濟(jì)性好,但當(dāng)前存在技術(shù)不成熟、能耗大等劣勢(shì). 太陽能光催化制氫效率低,但通過光電化學(xué)- 光伏(photoelectrochemical-photovoltaic,PEC- PV)耦合光化學(xué)轉(zhuǎn)化方法可提高轉(zhuǎn)化效率,有望成為光解水制氫工業(yè)化的重要發(fā)展方向[33].
京津冀地區(qū)以北京為中心,輻射天津、河北各市以及鄭州和淄博等周邊城市,是我國(guó)北方經(jīng)濟(jì)版圖的核心區(qū)域,政治經(jīng)濟(jì)地位突出,科研力量強(qiáng)大,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)力雄厚,燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈完整[34]. 截止到2020年末,京津冀地區(qū)已推廣燃料電池車輛913輛(北京370輛、河北220輛、鄭州223輛、淄博100輛). 由于京津冀自身的地理位置以及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn),氫氣來源途徑眾多,不僅擁有雄厚的副產(chǎn)制氫基礎(chǔ),還擁有豐富的石化產(chǎn)業(yè)和可再生能源資源. 氫能來源以工業(yè)副產(chǎn)氫和天然氣重整制氫為主,在確保氫氣供給充足的基礎(chǔ)上,將進(jìn)一步挖掘可再生能源制氫. 北京市根據(jù)房山、順義地區(qū)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)發(fā)展天然氣重整制氫和工業(yè)副產(chǎn)物制氫,唐山市依靠鋼鐵焦化產(chǎn)業(yè)工業(yè)副產(chǎn)物制氫優(yōu)勢(shì)明顯,張家口市與保定市依靠豐富的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電以及生物能等多種可再生能源發(fā)電制氫. 京津冀地區(qū)能源、電力及汽車企業(yè)云集,車用氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局全面,參與氫氣供應(yīng)的核心企業(yè)眾多,主要制氫企業(yè)有北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司、天津渤海化工集團(tuán)、河鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司、張家口海珀?duì)栃履茉纯萍加邢薰镜燃s23個(gè),各個(gè)企業(yè)制氫方式如表2所示. 2020年京津冀地區(qū)車用氫氣產(chǎn)能5 508 t,其中北京市3 513 t、河北省唐山市和保定市530 t、山東省淄博市和濱州市1 465 t,整體可再生能源制氫產(chǎn)能547 t. 隨著國(guó)家政策支持力度的增強(qiáng),燃料電池的推廣使氫能產(chǎn)量將進(jìn)一步提升,到2025年預(yù)計(jì)到達(dá)15萬t,如圖2所示. 氫能產(chǎn)量的提升、國(guó)家政策的支撐將進(jìn)一步提升公眾用氫的信心,氫燃料使用規(guī)模必然進(jìn)一步提升,車用氫能價(jià)格將持續(xù)下降,制氫價(jià)格趨勢(shì)如圖3所示,價(jià)格的下降有利于長(zhǎng)期的氫氣成本維持與產(chǎn)業(yè)推廣.
表2 京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)主要產(chǎn)氫企業(yè)
長(zhǎng)三角地區(qū)以上海為中心,輻射蘇州、嘉興、南通等周邊城市,構(gòu)成了我國(guó)最發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)地帶. 燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的整車技術(shù)和關(guān)鍵基礎(chǔ)部件性能指標(biāo)領(lǐng)先[35]. 截至2020年,已推廣燃料電池車輛1 908輛(上海1 483輛、蘇州255輛、南通70輛、嘉興100輛). 長(zhǎng)三角地區(qū)已初步形成較為完整的制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫的供給體系. 氫氣資源豐富,供應(yīng)保障充足,氫源以化工副產(chǎn)氫為主,同時(shí)在發(fā)展天然氣重整以及可再生能源制氫等技術(shù). 上海市依托雄厚的化工基礎(chǔ)發(fā)展天然氣重整制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫,蘇州主要在張家港等地開展工業(yè)副產(chǎn)氫,嘉興依托國(guó)家級(jí)化工新材料園區(qū)大力開展工業(yè)副產(chǎn)氫. 長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),企業(yè)聚集,主要供氫企業(yè)有浙江嘉化能源化工股份有限公司、蘇州理文化工有限公司等約13個(gè)(見表2). 2020年長(zhǎng)三角地區(qū)車用氫氣產(chǎn)能5 700 t,其中上海4 000 t、蘇州700 t、嘉興1 000 t,預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到7萬t,如圖2所示. 如圖3所示,制氫價(jià)格將從當(dāng)前的20~30元降低到13~16元.
圖3 京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)制氫價(jià)格預(yù)測(cè)Fig.3 Price prediction for hydrogen production in the Beijing-Tianjin-Hebei region, Yangtze River Delta and Pearl River Delta
珠三角地區(qū)以廣州為中心,輻射深圳、珠海、佛山、東莞等廣東省主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市. 廣東省是我國(guó)汽車制造業(yè)大省,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和推廣應(yīng)用在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位. 廣州市擁有國(guó)內(nèi)首條氫燃料電池公交運(yùn)營(yíng)示范線,佛山市擁有目前我國(guó)唯一氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地,深圳市現(xiàn)有超60家與氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè). 珠三角地區(qū)已經(jīng)初步完成氫能全方位布局,具有燃料電池汽車應(yīng)用推廣的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和條件. 截至2020年,累計(jì)推廣2 872輛燃料電池汽車,其中佛山市推廣燃料電池車輛1 457輛. 珠三角地區(qū)已初步形成較為完整的制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫的供給體系,具有強(qiáng)大的供氫能力,氫氣資源豐富,供應(yīng)保障充足. 目前車用氫氣供給主要依托化石能源制氫,同時(shí)在積極開展天然氣重整以及可再生能源制氫技術(shù),并探索利用低成本蓄冷電價(jià)開展電解水制氫. 東莞市依托雄厚的化工基礎(chǔ)發(fā)展工業(yè)副產(chǎn)氫,珠海市依托豐富的化石能源開展石腦油重整制氫,深圳陽江發(fā)揮富裕核電和海上風(fēng)電資源優(yōu)勢(shì),推進(jìn)核電電解水制氫和海上風(fēng)電可再生能源電解水制氫. 珠三角地區(qū)正在努力打造完整的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈,其中氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)很多,主要供氫企業(yè)有巨正源股份有限公司、珠海長(zhǎng)煉石化有限公司、廣州廣鋼氣體能源股份有限公司等約11家(見表2). 廣東省現(xiàn)有制氫能力為30萬t/a,具備制氫潛力達(dá)71萬t/a. 到2025年車用氫能預(yù)計(jì)達(dá)到12萬t(見圖2). 到2025年初,珠三角地區(qū)制氫價(jià)格從當(dāng)前的15~23元降低到11~16元,如圖3所示,價(jià)格的下降有利于長(zhǎng)期的氫氣成本維持與產(chǎn)業(yè)推廣.
氫氣的儲(chǔ)存技術(shù)分為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫及固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)存等三大類[36]. 高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)難度低、成本低、應(yīng)用范圍最廣;低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在國(guó)外應(yīng)用較多,國(guó)內(nèi)只用于航空領(lǐng)域;儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫技術(shù)目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)化極少,基本處在小規(guī)模實(shí)驗(yàn)階段.
針對(duì)氫氣的儲(chǔ)存方式,氫氣運(yùn)輸方式主要是3種:氣態(tài)氫氣輸送、液態(tài)氫氣輸送和固態(tài)氫氣輸送,其中氣氫運(yùn)輸和液氫運(yùn)輸是目前主流的輸送方式. 氣態(tài)氫氣輸送需先經(jīng)過加壓處理后通過交通工具運(yùn)輸,根據(jù)交通工具的不同分為集裝格運(yùn)輸、長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸和管道運(yùn)輸. 集裝格運(yùn)輸是將多個(gè)高壓氫氣鋼瓶通過金屬框架固定在一起進(jìn)行運(yùn)輸?shù)姆绞剑\(yùn)輸效率低,每次運(yùn)輸氫氣質(zhì)量?jī)H占鋼瓶質(zhì)量的0.067%,一次運(yùn)輸量小于10 kg[37]. 長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸是通過若干個(gè)高壓氣瓶及相應(yīng)的管道閥門組裝設(shè)置在汽車拖車上實(shí)現(xiàn)氣氫運(yùn)輸?shù)姆绞?,運(yùn)輸氫氣質(zhì)量?jī)H占鋼瓶質(zhì)量的5%,運(yùn)輸效率依舊不高[38]. 氣氫管道運(yùn)輸通過在地下建設(shè)運(yùn)輸管道實(shí)現(xiàn)氣氫運(yùn)輸,對(duì)管道的材料及工藝要求高,受運(yùn)能利用率的影響顯著,運(yùn)輸成本昂貴. 利用現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行混氫天然氣輸氫能夠降低運(yùn)輸成本[39]. 液態(tài)氫氣輸送時(shí)需先經(jīng)過液化處理再通過不同途徑運(yùn)輸,根據(jù)運(yùn)輸途徑的不同可分為陸運(yùn)、海運(yùn)和管道運(yùn)輸. 陸運(yùn)液態(tài)氫氣采用槽罐車作為運(yùn)輸工具,通過公路或鐵路運(yùn)輸. 液氫槽罐車運(yùn)輸?shù)姆绞叫矢?,單次運(yùn)輸量大約為氣氫拖車單車運(yùn)量的10倍以上,但對(duì)設(shè)備材料性能要求很嚴(yán)格[16, 40]. 海運(yùn)液態(tài)氫氣通常采用在船舶上裝在大容量液態(tài)儲(chǔ)氫罐進(jìn)行運(yùn)輸,適用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸. 液氫管道運(yùn)輸通過管道輸送液態(tài)氫氣,對(duì)液氫輸送管路的低溫性能和絕熱性能要求較高,運(yùn)輸成本較高.
我國(guó)氫氣存儲(chǔ)和運(yùn)輸企業(yè)較少,技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平有待提高. 京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)主要儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)如表3所示. 氫氣運(yùn)輸方式主要有氣氫長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸、氣氫管道運(yùn)輸和液氫槽罐車運(yùn)輸. 目前300 km以下的短距離運(yùn)輸,液氫管道運(yùn)輸成本和氣氫拖車擁有成本優(yōu)勢(shì),400 km以上的長(zhǎng)距離運(yùn)輸則液氫罐車更具優(yōu)勢(shì). 長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸雖然存在高壓氫氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn),但仍是我國(guó)最常見的氫氣運(yùn)輸方式. 我國(guó)長(zhǎng)管拖車產(chǎn)量和保有量均居世界第一,目前大多采用氫氣運(yùn)輸壓力20 MPa,單車運(yùn)輸量約300 kg[41],運(yùn)輸效率僅為1%~2%,適用于200 km內(nèi)的小規(guī)模短途運(yùn)輸. 當(dāng)運(yùn)輸距離為100 km時(shí),運(yùn)輸成本為8.66元/kg,隨著距離增加運(yùn)輸成本顯著上升,當(dāng)距離為500 km時(shí)運(yùn)輸成本將增加到22元/kg,在天然氣制氫、輸運(yùn)壓力為20 MPa時(shí),不同運(yùn)輸距離氫氣各部分成本占比如圖4所示. 所以提高運(yùn)輸壓力能夠很大程度上降低運(yùn)輸成本,若國(guó)內(nèi)運(yùn)輸壓力標(biāo)準(zhǔn)由20 MPa提升至50 MPa,100 km的運(yùn)輸成本可降至5.60元/kg[42]. 我國(guó)氣氫管道運(yùn)輸仍處于起步階段,氫氣輸送系統(tǒng)建設(shè)較為滯后,與美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)仍有較大差距[43],輸氫管道主要分布在環(huán)渤海灣、長(zhǎng)三角地區(qū). 現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)有2個(gè)代表性的管道項(xiàng)目,巴陵—長(zhǎng)嶺輸送管道于2014年建成,全長(zhǎng)42 kg,是我國(guó)長(zhǎng)度最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間最久的輸氫管道. 河南濟(jì)源市化工園區(qū)—洛陽市吉利區(qū)管道輸送項(xiàng)目于2015年建成,全長(zhǎng)25 km[44]. 2021年6月9日,河北定州至高碑店氫氣長(zhǎng)輸管道可行性研究全面啟動(dòng),管道全長(zhǎng)145 km,是國(guó)內(nèi)目前規(guī)劃建設(shè)的最長(zhǎng)氫氣管道. 氣氫管道運(yùn)輸初始投資較大,每千米管道投資額約584萬元,但運(yùn)輸成本低,在正常運(yùn)能利用率下當(dāng)運(yùn)輸距離為100 km時(shí),運(yùn)輸成本僅為1.20元/kg[42]. 我國(guó)液氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展起步較晚且關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口受限,導(dǎo)致液氫運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)薄弱,液氫槽罐車運(yùn)輸現(xiàn)階段僅用于軍事領(lǐng)域及航天領(lǐng)域.
表3 京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)主要儲(chǔ)運(yùn)氫企業(yè)
圖4 隨運(yùn)輸距離變化氫氣成本構(gòu)成占比Fig.4 Ratio of cost for hydrogen production, storage and filling with transportation distance
氫氣儲(chǔ)運(yùn)方面,京津冀地區(qū)采用“擇優(yōu)組合、就近供應(yīng)、區(qū)域協(xié)同、開放互補(bǔ)”的原則,鼓勵(lì)加氫站企業(yè)優(yōu)先選擇質(zhì)量好、距離近、成本低的氫源. 目前車用氫能的主要儲(chǔ)運(yùn)方式為長(zhǎng)管拖車20 MPa氣氫運(yùn)輸方式. 首先滿足區(qū)域內(nèi)用氫,然后供給周邊用戶,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)短距離供氫,例如可再生能源制氫豐富的房山區(qū)氫源質(zhì)量高,在滿足自身用氫外,同時(shí)還供應(yīng)北京其他區(qū)縣,運(yùn)輸距離均小于100 km,實(shí)現(xiàn)了擇優(yōu)組合、就近供應(yīng). 同時(shí)從供氫穩(wěn)定性出發(fā),北京市積極尋求與周邊近距離氫源合作,除大興區(qū)的其他6個(gè)區(qū)的氫能供給可由北京市房山區(qū)、延慶區(qū)和順義區(qū)保障;大興區(qū)氫能供給可利用河北省保定市氫源進(jìn)行雙重保障,運(yùn)輸距離小于200 km. 河北張家口市車用氫能從2018年起由北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司、河北欣國(guó)氫能科技有限公司提供,通過20 MPa長(zhǎng)管拖車從北京和滄州運(yùn)輸至張家口. 河北省唐山市、保定市則通過租用具有運(yùn)輸資質(zhì)企業(yè)的氫氣運(yùn)輸車輛滿足運(yùn)氫需求. 天津市與林德氣體合作實(shí)現(xiàn)氫氣運(yùn)輸. 京津冀地區(qū)基本形成相對(duì)完善、穩(wěn)定、高效的氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),并且擁有一批優(yōu)質(zhì)的工程研究中心以及儲(chǔ)運(yùn)氫企業(yè)(見表2). 位于邯鄲市的氫能源儲(chǔ)運(yùn)裝備河北省工程研究中心(新興能源裝備)擁有世界領(lǐng)先的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備. 北京環(huán)宇京輝是華北地區(qū)首屈一指的具有氫氣運(yùn)輸資質(zhì)車隊(duì)的企業(yè),擁有150多輛20 MPa氫氣運(yùn)輸車輛,每車載氫量350 kg,長(zhǎng)期為北京市、張家口市和周邊地區(qū)供應(yīng)氫氣,運(yùn)輸及安全管理經(jīng)驗(yàn)豐富. 未來公司將配置載氫量更高的運(yùn)輸車. 京津冀地區(qū)依托創(chuàng)新平臺(tái)和優(yōu)質(zhì)企業(yè),運(yùn)氫能力將會(huì)大幅度提高,運(yùn)氫成本也會(huì)大幅度降低. 預(yù)計(jì)到2025年北京市運(yùn)氫成本將會(huì)降低到每千米氫氣百千米4元左右,津冀地區(qū)將會(huì)降低到7元左右.
在氫能儲(chǔ)運(yùn)方面,長(zhǎng)三角地區(qū)在全國(guó)處于領(lǐng)先地位,尤其氣氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,這里有國(guó)內(nèi)主要的高壓儲(chǔ)氫瓶企業(yè)中材科技股份有限公司和中集安瑞科控股有限公司. 中材生產(chǎn)的氫氣瓶規(guī)格覆蓋1.5~385 L,2020年公司氫氣瓶市場(chǎng)占有率約25%. 其中車用氫氣瓶產(chǎn)能為3萬只/a,同時(shí)生產(chǎn)加氫站站用固定式儲(chǔ)運(yùn)裝備、運(yùn)氫長(zhǎng)管拖車、車用70 MPa Ⅳ型瓶等裝置. 中集安瑞科在我國(guó)清潔能源裝備智能制造領(lǐng)域是頭部企業(yè),從2006年開展氫能業(yè)務(wù),產(chǎn)品涉及范圍包括氫氣管束運(yùn)輸車、加氫車、液氫儲(chǔ)罐、加氫站儲(chǔ)氫瓶組等. 2021年5月,中集安瑞科和全球Ⅳ型高壓氣瓶生產(chǎn)商Hexagon簽署戰(zhàn)略合作意向書,共同拓展中國(guó)氫氣儲(chǔ)運(yùn)裝備市場(chǎng). 在全面開展氣氫儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)的同時(shí),長(zhǎng)三角地區(qū)也在努力改變國(guó)內(nèi)液氫技術(shù)和裝備相對(duì)落后的局面,國(guó)富氫能作為我國(guó)領(lǐng)先的氫能裝備解決方案供應(yīng)商,已經(jīng)掌握了成熟的氫液化設(shè)計(jì)流程,2021年2月,與佛燃能源集團(tuán)股份有限公司、上海重塑能源集團(tuán)股份有限公司、廣東泰極動(dòng)力科技有限公司三大企業(yè)簽署合作協(xié)議,旨在共同推動(dòng)建設(shè)液氫儲(chǔ)氫型加注站,為長(zhǎng)續(xù)航的燃料電池汽車提供快速加氫服務(wù). 為加速氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,長(zhǎng)三角生態(tài)圈產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢(shì),寶武吳淞氫能產(chǎn)業(yè)園在上海寶山區(qū)成立,中集安瑞科控股有限公司、氫儲(chǔ)(上海)能源科技有限公司、寶武清潔能源有限公司、林德氣體(上海)有限公司、航天氫能(上海)科技有限公司等一批企業(yè)入園. 配套吳淞氫能產(chǎn)業(yè)園,寶武集團(tuán)計(jì)劃利用現(xiàn)有能源氣體通廊(現(xiàn)為氮?dú)夤?yīng)管道,已有7 km管道路由)進(jìn)行施工改建,建成一條DN200的12 000 m3/h高品質(zhì)供氫管路,改建后的氫氣管路輔以氮?dú)獗Wo(hù),實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首條管道供氫,將氫氣運(yùn)輸成本降至1元/kg以下.
珠三角地區(qū)目前重點(diǎn)發(fā)展高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸,政府支持壓力容器制造許可單位研發(fā)制造高壓氫氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備,鼓勵(lì)改裝車企開發(fā)氫氣運(yùn)輸魚雷車產(chǎn)品,滿足氫氣運(yùn)輸需求. 在氫能儲(chǔ)運(yùn)及加注設(shè)備領(lǐng)域,擁有一批氫氣儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)的著名制造企業(yè). 舜華氫能科技有限公司致力于車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)——集成瓶閥研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,達(dá)到同類產(chǎn)品國(guó)際領(lǐng)先水平. 深圳市佳華利道新技術(shù)開發(fā)有限公司專注于低壓合金儲(chǔ)氫裝置及配套低壓加氫系統(tǒng)的開發(fā),低壓加氫系統(tǒng)工作壓力1~20 MPa,可直接使用運(yùn)氫槽罐車減壓加氫,儲(chǔ)氫裝置循環(huán)壽命大于3 000次. 在開展氫能高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)的同時(shí),珠三角地區(qū)開展了液氫、管道輸氫等方式試點(diǎn). 廣州的鴻達(dá)興業(yè)股份有限公司將自主生產(chǎn)的液氫從內(nèi)蒙古運(yùn)到廣東,首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)民用液氫超長(zhǎng)距離運(yùn)輸. 中科富海低溫裝備制造有限公司的大型液氫化裝置核心技術(shù)及設(shè)備研發(fā),為推廣低成本的液氫運(yùn)輸提供有利條件. 近期珠三角地區(qū)重點(diǎn)建設(shè)廣州- 深圳、廣州- 珠海、深圳- 深汕特別合作區(qū)氫能運(yùn)輸走廊,逐步在沿海經(jīng)濟(jì)帶打造氫能高速通道. 支持企業(yè)開展更高壓力等級(jí)氣態(tài)氫氣長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸和低溫液氫運(yùn)輸示范,推進(jìn)氫氣運(yùn)輸?shù)囊?guī)范化建設(shè),加強(qiáng)運(yùn)輸安全管理,提升氫氣儲(chǔ)運(yùn)效率. 適時(shí)開展區(qū)域性氫氣管道運(yùn)輸試點(diǎn),逐步擴(kuò)大管道運(yùn)輸范圍和距離. 運(yùn)氫成本到2025年有望降低到每千克氫氣百千米6元左右.
加氫站是連接上游氫氣制取、運(yùn)輸,下游燃料電池汽車應(yīng)用的重要樞紐,是氫能供應(yīng)的重要保障. 加氫站根據(jù)氫氣的來源可分為外供氫加氫站和內(nèi)供氫加氫站2類[45]. 我國(guó)以外供氫加氫站為主,內(nèi)供氫加氫站有北京永豐加氫站、大連新源加氫站等. 按建設(shè)形式不同,加氫站可分為固定式、撬裝式和移動(dòng)式加氫站. 固定式加氫站占地面積比較大,約為2 000~4 000 m2,對(duì)建設(shè)用地緊張的城市規(guī)劃壓力較大. 撬裝式和移動(dòng)式加氫站將壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫裝置、加氫機(jī)等設(shè)備進(jìn)行集成化、模塊化設(shè)置,設(shè)備的占地面積很小,可小于600 m2,適合與加氣、加油站、環(huán)衛(wèi)廠區(qū)、物流園區(qū)等合建[46]. 按供氫壓力等級(jí)可分為35、70 MPa[47],建設(shè)初期以35 MPa為主,隨著氫燃料轎車推廣,70 MPa加氫站需求增加.
制約我國(guó)加氫站發(fā)展的主要因素包括以下3方面:成本問題、安全問題及行業(yè)管理滯后問題[48]. 其中,由于加氫站建設(shè)成本昂貴,表4為不同加注能力的35 MPa固定式加氫站成本(不含土地)對(duì)比,很大程度上制約了氫氣的終端銷售成本. 采用油氫合建站的方式可降低土地成本和運(yùn)營(yíng)管理成本,是未來發(fā)展的重要趨勢(shì)[49]. 我國(guó)已建成多個(gè)油氫合建站,佛山樟坑油氫合建站是我國(guó)首個(gè)油氫合建站. 在推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中,我國(guó)加氫站數(shù)量將急劇增長(zhǎng),到2050年將達(dá)到1.2萬座,平均建設(shè)成本將降到800萬元[50]. 截止2020年底,我國(guó)已建設(shè)超過120座加氫站,躍居世界第二. 加氫站分布主要集中在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角區(qū)域.
表4 35 MPa固定式加氫站成本(不含土地)
京津冀地區(qū)已建成加氫站約20座,如表5所示,設(shè)計(jì)加注能力為15 t/d,預(yù)計(jì)到2025年加氫站數(shù)量再增加100座. 加氫站的多項(xiàng)“第一”產(chǎn)生在京津冀地區(qū),中國(guó)第一座車用加氫站——永豐加氫站,坐落于北京,該加氫站為2008年北京奧運(yùn)會(huì)燃料電池車示范運(yùn)營(yíng)提供加氫保障服務(wù). 國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)首個(gè)固定式加氫示范站——河鋼加氫站,位于河鋼邯鋼廠區(qū)內(nèi),該加氫站日加注能力為500 kg,具備35、70 MPa雙壓力加注能力. 河北省首座商業(yè)化運(yùn)營(yíng)固定加氫站——張家口緯三路加氫站,可滿足150輛氫燃料電池車輛的氫氣供給. 國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司首座加氫站——延慶園加氫站,是國(guó)家電投助力2022年北京冬奧會(huì)的創(chuàng)新示范項(xiàng)目. 張家口氫能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范項(xiàng)目——海珀?duì)枛|望山制氫加氫站,制氫加氫在一起,采用張家口綠電電解水制氫,一期氫氣產(chǎn)量4 000 kg/d,二期產(chǎn)量達(dá)到20 t/d. 隨著氫燃料電池汽車數(shù)量增多,加氫站設(shè)備造成折舊及公攤成本將大大降低. 加氫站建設(shè)工藝以及管理經(jīng)驗(yàn)的成熟也會(huì)推動(dòng)車用氫能加注環(huán)節(jié)成本降低,京津冀地區(qū)的加注成本到2025年預(yù)計(jì)從現(xiàn)在的14~17元/kg降到10元以下.
表5 京津冀、長(zhǎng)三角與珠三角地區(qū)主要加氫站分布
以上海市為中心,長(zhǎng)三角地區(qū)形成了“以車促站、車站聯(lián)動(dòng)”的建站模式,構(gòu)建了純氫站、油氫合建站等多種模式的供氫網(wǎng)絡(luò). 已建成加氫站15座(上海9座、蘇州3座、南通1座、嘉興2座),加注能力為12 t/d. 西上海油氫合建站、中石化安智路油氫合建站是上海市第一批獲得充裝許可證的油氫合建站. 由上汽集團(tuán)和上?;^(qū)聯(lián)合打造的上海化工區(qū)加氫站是國(guó)內(nèi)首個(gè)、全球最大的燃料電池車全場(chǎng)景應(yīng)用加氫站. 已經(jīng)投入使用的驛藍(lán)加氫站是全球規(guī)模領(lǐng)先的燃料電池車全場(chǎng)景應(yīng)用加氫站,日氫氣供應(yīng)能力可達(dá)1 920 kg. 到2025年長(zhǎng)三角地區(qū)將新建加氫站73座,可支撐超過7 000輛燃料電池車的正常運(yùn)營(yíng),加注成本有望降至10~13元,預(yù)計(jì)在2030年前建成20余條氫高速公路、500余座加氫站.
珠三角地區(qū)加氫基礎(chǔ)設(shè)施完善,截至2020年底已建成的主要加氫站為27座(佛山17座、廣州4座、云浮1座、中山2座、東莞2和深圳1座),數(shù)量居全國(guó)第一,年加氫能力合計(jì)超過8萬t;珠三角地區(qū)有4座油氫合建站:佛山河滘油氫合建站、廣州開泰北油氫合建站、東莞東發(fā)油氫合建站和樟坑油氫合建站,4座加氫站日均加氫量超過1 400 kg,能夠覆蓋廣州、佛山、東莞等多個(gè)珠三角地市氫能需求. 國(guó)內(nèi)最大容量的45 MPa高壓儲(chǔ)氫加氫站松崗加氫站坐落在佛山,日均供應(yīng)氫氣達(dá)到2 000 kg. 《廣東省加快氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案》提出,要在珠三角核心地區(qū)進(jìn)一步布局建設(shè)加氫站,重點(diǎn)支持油、氫、氣、電一體化綜合能源補(bǔ)給站建設(shè),鼓勵(lì)利用現(xiàn)有加油(氣)站改擴(kuò)建加氫站. 預(yù)計(jì)到2025年,加氫站數(shù)量將超過200座,加注成本有望降到9元.
京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)是我國(guó)的主要?dú)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展地區(qū). 在這些地區(qū)的示范帶領(lǐng)下,更多的城市正在開展氫能規(guī)劃,同時(shí)國(guó)家也出臺(tái)了許多政策來支持地方因地制宜地發(fā)展氫能[51]. 2021年1月,《西部地區(qū)鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)目錄(2020年本》發(fā)布,鼓勵(lì)貴州省、陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè). 在政策支撐下內(nèi)蒙古烏海正在規(guī)劃建設(shè)烏海化工5萬t制氫項(xiàng)目和國(guó)內(nèi)首座民用液氫工廠項(xiàng)目. 西部其他省市利用自身地理優(yōu)勢(shì),積極規(guī)劃氫能項(xiàng)目[52]. 甘肅張掖開工了光儲(chǔ)氫熱綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目,每年約155萬t的二氧化碳排放. 青海將建設(shè)國(guó)家清潔能源示范省,研究規(guī)劃氫能核能利用項(xiàng)目. 寧夏寧東正在努力成為中西部乃至全國(guó)最大的副產(chǎn)氫綜合利用基地[53]. 再產(chǎn)氫方面,寧東具有全國(guó)最大的煤化工基地,副產(chǎn)氫氣龐大,現(xiàn)有煤制氫產(chǎn)能230萬t/a,化工副產(chǎn)氫約3.4萬t/a. 寧東擁有豐富的太陽能資源,可以實(shí)現(xiàn)可再生能源制取綠氫45萬t/a,綠氫價(jià)格可低至15~20元/kg,滿足燃料電池車用氫氣的充足、穩(wěn)定供應(yīng). 在氫能儲(chǔ)運(yùn)方面,寧東利用西氣東輸一線、二線、三線工程途經(jīng)地區(qū)的地理優(yōu)勢(shì),以及可再生能源制氫優(yōu)勢(shì),結(jié)合成熟的西氣東輸管道,具有率先實(shí)現(xiàn)低成本管道輸氫的潛力[54]. 在加氫站方面,考慮氫燃料重型貨車的需要,寧東將建設(shè)62座加氫站.
在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的迫切需求下,會(huì)有更多的地區(qū)加入到發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)之中[55]. 在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等地區(qū)的示范帶領(lǐng)下,氫能會(huì)在更多領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用.
目前全球范圍內(nèi)車用氫能產(chǎn)業(yè)鏈仍處于不成熟階段,氫燃料汽車作為一種新能源交通運(yùn)輸工具能否被普遍接受,用氫成本是關(guān)鍵. 據(jù)測(cè)算,氫氣終端價(jià)格降到30元以下氫燃料電池汽車才能跟柴油重卡競(jìng)爭(zhēng)[56]. 實(shí)現(xiàn)低價(jià)、高純度氫氣的可持續(xù)供應(yīng)可提速燃料電池汽車的推廣應(yīng)用,是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)之一. 通過分析我國(guó)主要?dú)淠墚a(chǎn)業(yè)地區(qū)以及其他地區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,提出促進(jìn)地區(qū)協(xié)同與差異化發(fā)展,從制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注各環(huán)節(jié)全面降低車用氫能終端成本,具體建議如下.
1) 多元制氫保供給、降低制備成本
把工業(yè)副產(chǎn)氫提純和化石能源制氫作為近期主要供氫方式. 整合現(xiàn)有化石能源制氫產(chǎn)能,依托重點(diǎn)企業(yè)及科研院所進(jìn)行針對(duì)性的精準(zhǔn)提純,進(jìn)一步完善提純技術(shù)、提高副產(chǎn)氫氣回收利用效率、擴(kuò)大和優(yōu)化產(chǎn)能. 同時(shí)推進(jìn)氫能源頭的低碳轉(zhuǎn)變,長(zhǎng)期發(fā)揮地方優(yōu)勢(shì)因地制宜地發(fā)展可再生能源制氫,從根本上實(shí)現(xiàn)零排放綠色制氫. 例如:沿海地區(qū)憑借風(fēng)資源、核能以及海港優(yōu)勢(shì),發(fā)展具有沿海特色的氫源基地;農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)依托多樣的生物資源積極探索生物質(zhì)制氫技術(shù);西部風(fēng)、光資源豐富地區(qū)開展風(fēng)電、光電等可再生能源制氫. 結(jié)合變電站調(diào)峰需求,利用發(fā)電廠低谷時(shí)段富余電制氫,能夠有效地進(jìn)行資源分配,降低電解水制氫成本. 通過多元化制氫、規(guī)?;a(chǎn),降低制氫成本,形成大規(guī)模、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)供給基礎(chǔ)保障能力.
2) 提升儲(chǔ)運(yùn)效率,降低儲(chǔ)運(yùn)成本
加快氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新,降低儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本,提升氫氣儲(chǔ)運(yùn)效率. 科學(xué)地進(jìn)行加氫站規(guī)劃布局,強(qiáng)化運(yùn)輸綜合協(xié)調(diào),構(gòu)建高效儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò). 通過提升存儲(chǔ)容器壓力(由20 MPa提高至30、50 MPa),開展更高壓力等級(jí)氣態(tài)氫氣長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸,加大單車氫氣運(yùn)輸量,提升運(yùn)氫效率和經(jīng)濟(jì)性. 充分利用現(xiàn)有的連接?xùn)|西部的西氣東輸管道,實(shí)現(xiàn)低成本的管道輸氫. 同時(shí)加大針對(duì)液氫、固態(tài)金屬儲(chǔ)氫和有機(jī)溶劑儲(chǔ)氫等技術(shù)的培育,開展新型氫氣管道運(yùn)輸材料技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用,為未來儲(chǔ)運(yùn)成本的進(jìn)一步降低奠定基礎(chǔ). 加強(qiáng)運(yùn)輸協(xié)調(diào)保障,在車用氫氣需求量大的城市周邊建設(shè)高壓氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸中轉(zhuǎn)基地,鼓勵(lì)氫源和加氫站企業(yè)擇優(yōu)組合、就近供應(yīng),縮短運(yùn)輸距離(運(yùn)距小于100 km),降低運(yùn)輸成本. 建立“資源共享、信息互通、高效匹配”的氫氣運(yùn)輸聯(lián)動(dòng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)不同氫源、加氫站之間靈活調(diào)度. 以運(yùn)輸組織創(chuàng)新提升氫氣儲(chǔ)運(yùn)效率,推進(jìn)氫氣運(yùn)輸?shù)囊?guī)范化建設(shè). 適時(shí)開展區(qū)域性氫氣管道運(yùn)輸,并逐步擴(kuò)大管道運(yùn)輸范圍和距離,以大幅度降低氫氣運(yùn)輸成本.
3) 對(duì)加氫站布局規(guī)劃,技術(shù)攻克,智慧網(wǎng)聯(lián),降低加注成本
以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,科學(xué)規(guī)劃加氫站布局. 基于氫源地理位置、市場(chǎng)加氫需求,綜合考慮車輛、環(huán)境、成本等因素,對(duì)加氫站數(shù)量、類型及選址進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)車用氫氣調(diào)度最優(yōu)化,提高整體氫能經(jīng)濟(jì)性. 充分利用現(xiàn)有加油站、制氫廠等資源,鼓勵(lì)傳統(tǒng)能源企業(yè)參與加氫站建設(shè),開展加氫/加油、加氫/加氣、加氫/充電等合建站模式、站內(nèi)制氫方式,以減少土地成本、運(yùn)營(yíng)成本等投入. 同時(shí)大力推進(jìn)“加氫站關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化”和“車載儲(chǔ)氫關(guān)鍵材料技術(shù)創(chuàng)新”,扭轉(zhuǎn)加氫站主要設(shè)備依靠進(jìn)口的局面. 加強(qiáng)“車- 站- 源”聯(lián)動(dòng),引入網(wǎng)聯(lián)等現(xiàn)代綜合管理平臺(tái),對(duì)生產(chǎn)、運(yùn)輸、庫(kù)存等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)及產(chǎn)運(yùn)銷銜接,同時(shí)考慮加氫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力最大化與氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)成本最小化,開展加氫站智慧建設(shè)規(guī)劃. 實(shí)現(xiàn)不同氫源、加氫站之間的靈活調(diào)度,有效保障燃料電池汽車的加氫需求,提升加氫站綜合利用水平,降低加注成本.
明確氫能產(chǎn)業(yè)東部發(fā)達(dá)地區(qū)與中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)的區(qū)別和聯(lián)系,東西結(jié)合,差異互補(bǔ),同步推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展. 發(fā)揮東部地區(qū)的示范作用,通過技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)?;a(chǎn)、裝備自主化、商業(yè)模式創(chuàng)新、政策支持等多種措施帶動(dòng)西部地區(qū)共同發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),全面降低車用氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)和加注全產(chǎn)業(yè)鏈成本,能夠推進(jìn)氫能的推廣,加速能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,助力碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).