绿氢将成国家战略,“制储输用”全产业链亟待建立

10月24日,《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(简称《意见》)发布,“双碳”中央层面总体部署正式亮相,其中明确提出统筹推进氢能“制储输用”全链条发展;随后在26日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》(简称《方案》)也多处提及氢能。

两大文件的相继发布,使氢能产业再度备受瞩目。“这是氢能产业第一次系统的、全面的进入中央文件,”国家电投集团氢能科技发展有限公司总经理张银广表示,“作为碳达峰碳中和‘1+N’政策体系中的‘1’,《意见》的发布使双碳有了一个系统的顶层设计,未来的‘N’将会涉及包括氢能在内的各行各业。”

融入双碳战略构建“电氢体系”

作为一种清洁高效的二次能源,氢能对于构建清洁低碳安全高效能源体系的意义在《意见》得到明确。在张银广看来,该文件的发布,对氢能产业未来发展将发挥重要作用,标志着氢能的发展真正上升为国家战略,正式与双碳目标结合。同时,文件将氢能纳入能源体系,对促进低碳发展、能源结构调整将发挥重要作用。

张银广告诉记者,《意见》以及《方案》的出台,改变了过去将氢能作为一种储能方式的定位,使之成为与电力并列的一种能源,赋予氢能更高的定位。他表示,“我们过去一直在提‘电氢体系’,认为二者是‘并列关系’,而非‘从属关系’,氢能不是电力的一个分支,它包含制储输用各个环节,应该作为一个全链条的产业来发展。”

当前,氢能的应用对于构建能源结构调整的意义,在业内已形成共识。“从减碳的角度来看,目前主要的方式就是绿电和绿氢。”隆基氢能科技有限公司副总经理王英歌表示,要建立清洁低碳安全高效能源体系,就要在煤化工、石油化工、钢铁冶炼、交通运输等领域大力鼓励绿氢应用。

而在上游的制氢环节,《意见》中强调,要“推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关”。王英歌指出,“目前,我们的电力结构仍然是以火电为主,在这种情况下,用网电制氢仍然不算真正的‘绿氢’”,他强调,“《意见》鼓励的可再生能源制氢,无疑将是未来发展的主要方向。”

据张银广介绍,“双碳目标”要求限制化石能源增量,大力发展非化石能源,而氢能的意义就在于,它和一次能源的结合将会极大推动非化石能源规模化的应用。他认为,强调可再生能源制氢,同时在终端实现对油气的替代,对构建清洁低碳安全高效的能源体系有着关键的意义。

统筹制储输用打通薄弱环节

“氢能产业一直存在‘终端热、上游冷’的状况,产业链发展受到了很大制约。”张银广表示,近年来,制储输用各环节没有打通,虽然燃料电池、加氢站都有文件出台,但产业链上游相对缺失,没有按照能源属性来建立和完善政策体系,而《意见》提出统筹推进氢能“制储输用”全链条发展,对于产业链的快速协调发展意义重大。

张银广认为,可再生能源制氢技术是产业链的薄弱环节,相对于燃料电池,可再生能源制氢技术的发展仍然较为滞后,而在明确“绿氢”作为氢主要的来源后,就要加快补齐短板,研发新的技术和装备产品。他表示,“仅仅靠一个环节的突破是不可能带动起来整个产业的,必须把各环节的短板补齐、打通。”

对此,王英歌也强调,氢能发展必须建立完整的产业链。“氢能产业,在大的方面是‘制储运加’,各环节也都有自己的生态链,未来发展不能追求‘一枝独秀’,而要把整个价值链做好。”他认为,氢能产业链未来要进行“消缺”,突破瓶颈,在技术、材料、关键设备上找到短板,然后加强技术攻关,培育自己内生的技术能力。

在电解制氢技术方面,王英歌认为,需要考虑如何跟光伏、风电的间歇性、波动性匹配,提升响应能力,比如电解水制氢系统的变压器、整流器等均需要从系统整体角度进行优化配置。随着风电、光伏大型基地的建设,匹配大型可再生能源电解水制氢基地,一个项目将可能需要一百甚至几百套电解水制氢设备,必须要综合考虑系统安全稳定、高效经济,这同过去单体设备及系统配置的思路有很大差异。

在中国船舶集团有限公司第七一二研究所相关负责人看来,目前,产业链中游“储输”环节的瓶颈较多,并且对下游应用造成了较大影响,例如,加氢站建设成本太高,远达不到形成网络化的规模;同时,储氢技术也是一个较大瓶颈。他介绍,当前的储运技术较多,包括压缩和液化两种物理储氢,以及合金储氢、有机液态储氢和含氢燃料重整等化学储氢,这些储氢方式在储氢密度、排放特性、安全性、补给保障性等方面各有优缺点,需要针对不同应用场景、排放要求和应用周边燃料补给保障条件决定选用何种氢源。

依靠“双轮驱动”实现均衡发展

对于双碳目标的实现,氢能的重要优势之一在于应用场景的广泛。《方案》提出,加快氢能技术研发和示范应用,探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。张银广认为,加快实现氢能产业的规模化应用,要依靠“双轮驱动”,由政策和市场共同推动其的成熟。

张银广指出,国家出台的两份文件,对氢能未来的应用场景已经有了比较明确的描述,包括交通行业示范推广氢能应用,也包括探索氢冶金的应用等。此外,他还指出,新兴产业的低碳绿色用能,也是氢能未来的一个应用场景,例如5G、大数据中心等新兴产业,可以使用氢燃料电池作为电源,降低其碳排放。

“我们一直在呼吁鼓励应用,从终端拉动氢能产业发展。”王英歌表示,推动氢能应用,首先要打开大基地的应用场景,在发电成本较低的风、光大基地,建立大型绿氢示范基地,并且最好匹配煤化工、石油化工、钢铁冶炼等场景就地消纳,进行多种应用场景的实验。同时,在京津冀、山东等地打造一些分布式发电与电解水制氢结合的中小型绿氢项目,可以通过分布式制氢项目向重卡物流园、加氢站输氢。

在氢能的众多应用中,交通领域受关注度最高,除了燃料电池汽车,氢能船舶也有着巨大的发展潜力。中国船舶集团有限公司第七一二研究所相关负责人告诉记者,近年来,随着商用车燃料电池的应用,氢能船也开始被重视。

该负责人表示,为推动氢能在船舶应用中的发展,首先要有国家层面在氢能船舶领域的长期规划和政策支持;同时要进一步完善氢能船舶领域的法规、规范和标准;通过提高核心零部件的自主化率,形成批量化产能,降低产品成本;利用国家项目、地方政府补贴政策和国企的氢能规划等助力落实氢能示范船舶运行,完善配套设施,扩大示范效应,加速氢能船舶领域市场应用进程。

来源:中国产业发展促进会氢能分会

2021年11月2日 15:06