原標(biāo)題:氫能全鏈條發(fā)展前景可期
全球最大綠色氫氨項目在內(nèi)蒙古投產(chǎn)、全球首個30兆瓦級純氫燃機示范項目開工、全球首次綠色船用氨燃料加注作業(yè)在遼寧大連完成、首批氫能兩輪車商業(yè)化運營項目在廣東東莞落地……今年以來,重大氫能項目接連落地,氫能應(yīng)用場景多點開花,氫能高質(zhì)量發(fā)展呈現(xiàn)良好態(tài)勢。
氫能作為一種清潔、高效的能源載體,以其獨特優(yōu)勢被視為未來能源體系的重要組成部分,也是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的客觀需要。近日,在中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會氫能分會、內(nèi)蒙古自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會主辦的2025氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上,與會專家表示,氫能在新型能源和工業(yè)體系中具有不可替代的作用,要堅持綠色低碳轉(zhuǎn)型,持續(xù)推進能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,堅定不移推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“制儲輸用”全面開花
在全球應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的大背景下,氫能已成為全球主要國家加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇。目前,已有60多個國家和地區(qū)將氫能納入能源戰(zhàn)略。日本提出“氫能社會”愿景,在燃料電池汽車、家用燃料電池系統(tǒng)方面走在世界前列;歐盟通過“氫能戰(zhàn)略”,大力推動綠氫生產(chǎn)和應(yīng)用,并在工業(yè)脫碳和能源存儲方面取得了積極進展;美國在高效電解槽、先進燃料電池等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出。
我國通過加強頂層設(shè)計,制定產(chǎn)業(yè)政策,深化技術(shù)創(chuàng)新,有序探索項目落地模式,氫能產(chǎn)業(yè)“制儲輸用”各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢。目前,我國建成可再生能源制氫項目產(chǎn)能占全球比例超50%,成為可再生能源制氫及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展引領(lǐng)者。“三北”地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,一批項目建成投運,逐步貫通氫能制取—儲運—應(yīng)用全流程,發(fā)揮了較好示范作用。同時,我國積極推動氫能產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈合作,參與國際標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系建設(shè),為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻中國智慧。
“建設(shè)新型能源體系是實現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要途徑,綠色氫能產(chǎn)業(yè)在其中扮演重要紐帶作用?!彼娝?guī)劃設(shè)計總院院長助理彭爍君表示,在新型電力系統(tǒng)中,發(fā)展氫能可促進可再生能源消納,實現(xiàn)跨季能源平衡,管道輸氫技術(shù)也可與特高壓電力輸送形成有效補充。在新型煤炭系統(tǒng)中,煤電摻氨可解決煤電綠色低碳轉(zhuǎn)型問題,在煤化工中進行綠氫替代,可提高煤炭利用效率并減少碳排放。在新型油氣系統(tǒng)中,綠氫可與天然氣摻混用于燃?xì)廨啓C發(fā)電與城鎮(zhèn)天然氣替代,綠色氫、氨、醇可對傳統(tǒng)的油氣進行綠色替換,用于交通和工業(yè)領(lǐng)域,支持可再生能源在非電領(lǐng)域發(fā)揮減碳作用。
彭爍君認(rèn)為,近期看,日本、韓國等國家和地區(qū)化工巨頭對綠氨的進口需求,中遠(yuǎn)海運、馬士基等國際航運龍頭對綠色甲醇的需求,是短期內(nèi)刺激我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動之一。遠(yuǎn)期看,氫能貿(mào)易和投資流動將催生新的相互依存模式,大力發(fā)展可再生能源制氫并積極參與國際貿(mào)易,可為中國參與構(gòu)建國際能源秩序提供良好契機。
推動電氫協(xié)同發(fā)展
“我們要清醒地認(rèn)識到,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)?!敝袊a(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會會長于彤坦言,政策體系尚不完善、制取成本相對較高、儲運技術(shù)有待突破、應(yīng)用場景有待拓展等,在一定程度上制約著氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
近年來,隨著光伏、風(fēng)電技術(shù)加速成熟,可再生能源發(fā)電經(jīng)濟性日益凸顯,帶動新能源進入快速發(fā)展階段。據(jù)機構(gòu)預(yù)計,到2030年,我國風(fēng)電和光伏裝機將達(dá)到28億千瓦至30億千瓦,較2020年增長5倍到6倍。屆時僅憑特高壓輸電網(wǎng)絡(luò),難以滿足風(fēng)光發(fā)電全額并網(wǎng)消納需求。
西南石油大學(xué)碳中和首席科學(xué)家雷憲章認(rèn)為,采取“能電則電,能氫則氫”戰(zhàn)略,通過電氫協(xié)同發(fā)展模式,可有效促進可再生能源高質(zhì)量發(fā)展。
制氫和儲運氫成本高是當(dāng)前制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大關(guān)鍵因素。離網(wǎng)制氫技術(shù)是破解電解水制氫成本困境的可行方案。雷憲章表示,當(dāng)制氫電價降至每千瓦時0.15元至0.2元,離網(wǎng)制氫將具備經(jīng)濟性。不同電解水制氫技術(shù)各具優(yōu)勢,離網(wǎng)制氫場景下,采用堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽、可逆固體氧化物燃料電池耦合方案,在風(fēng)光發(fā)電時段進行綠氫制取,在無風(fēng)無光時段,將可逆固體氧化物燃料電池切換至燃料電池模式,利用存儲的氫氣反向發(fā)電,可實現(xiàn)零碳制氫的閉環(huán)自洽。
液態(tài)有機儲氫技術(shù)是破解氫儲運安全與成本困境的重要方案。液態(tài)有機儲氫技術(shù)通過加氫反應(yīng),將氫氣固定于芳香族有機化合物中,實現(xiàn)氫能的安全穩(wěn)定儲存。雷憲章說:“液態(tài)有機儲氫技術(shù)可利用現(xiàn)有油輪、油罐車等運輸工具,實現(xiàn)‘運氫像運水一樣方便,儲氫像儲油一樣安全’?!?/p>
氫能規(guī)?;涞剡€亟需打通應(yīng)用場景。內(nèi)蒙古包頭市是全國能源消耗總量排名靠前的地區(qū),也是綠色轉(zhuǎn)型壓力較大的地區(qū),氫能成為當(dāng)?shù)赜媚芙K端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。內(nèi)蒙古自治區(qū)黨委常委、包頭市委書記陳之常介紹,包頭將圍繞綠氫“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展,進一步做大綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模,完善配套基礎(chǔ)設(shè)施,拓展應(yīng)用場景,做強科技支撐,打造全國重要的氫能裝備制造基地。
雙重屬性優(yōu)勢凸顯
氫能兼具工業(yè)原料和能源產(chǎn)品雙重屬性,是解決工業(yè)脫碳的重要可行方案??稍偕茉粗茪洳粌H能解決可再生能源儲存問題、增加能源系統(tǒng)靈活性,還可通過工業(yè)流程再造,助力難以直接采取電氣化手段實現(xiàn)脫碳的行業(yè)完成低碳與零碳化改造。
目前,氫能在我國工業(yè)體系中主要發(fā)揮原料屬性功能,應(yīng)用多集中在合成甲醇、合成氨、煉化和煤化工等領(lǐng)域。預(yù)計到2050年,綠氫作為工業(yè)原料和能源產(chǎn)品的優(yōu)勢與作用將得到充分體現(xiàn)。
綜合相關(guān)機構(gòu)預(yù)測,到2050年,氫能作為工業(yè)原料,在氨、醇、烯烴等化工領(lǐng)域的需求量約2000萬噸/年,在冶金領(lǐng)域作為還原劑等的需求量約700萬噸/年;氫能作為能源產(chǎn)品,通過摻燒供熱或發(fā)電,替代傳統(tǒng)化石燃料的需求量約1500萬噸/年,各類運輸工具對氫或氫基綠色燃料的需求量也非常大。
“氫能依托其雙重屬性優(yōu)勢,將在燃料和原料協(xié)同發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來5年,氫能將加速呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢,并成為經(jīng)濟新增長點?!北本┐髮W(xué)能源研究院副院長楊雷說。
展望“十五五”時期,彭爍君預(yù)計,在經(jīng)濟性方面,綠氫、綠氨將初步具備價格競爭優(yōu)勢。在應(yīng)用趨勢方面,以滿足國外需求的綠色甲醇燃料和燃料電池重卡為主的氫能應(yīng)用將實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展;化工灰氫替代、氣電摻氫、天然氣管道摻氫等應(yīng)用將成為局部地區(qū)的發(fā)展重點;燃料電池發(fā)電、煤電摻氨、氫冶金等領(lǐng)域應(yīng)用以項目示范為主。綜合研判,“十五五”時期綠氫需求規(guī)模為240萬噸/年至430萬噸/年。
為持續(xù)推動氫能高質(zhì)量發(fā)展,國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長邊廣琦表示,將強化政策引領(lǐng),在“十五五”能源發(fā)展規(guī)劃中進一步明確氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)路徑,推動氫能項目和基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)布局,推進氫能“制儲輸用”全鏈條協(xié)調(diào)發(fā)展;堅持科技創(chuàng)新,加強對能源科技創(chuàng)新平臺、科技攻關(guān)、集成應(yīng)用示范等方面支持力度,推動技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展;拓展應(yīng)用場景,持續(xù)推動氫能在能源、化工、交通、冶金等領(lǐng)域推廣應(yīng)用,促進氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。