隨著碳中和的不斷推進(jìn)，綠氫產(chǎn)業(yè)保持火熱態(tài)勢(shì)。
《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者注意到，2023年一季度我國(guó)確定已開(kāi)標(biāo)或開(kāi)建的大規(guī)模綠氫項(xiàng)目新增1066MW電解槽需求，對(duì)應(yīng)1000 Nm3/h 堿性電解槽的需求量超過(guò)200套。盡管綠氫項(xiàng)目現(xiàn)階段在經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、壽命等方面存在諸多挑戰(zhàn)，但2023年綠氫項(xiàng)目的火熱程度并未減弱。
5月5日，由中國(guó)石化主辦的氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)會(huì)暨專家咨詢委員會(huì)成立大會(huì)在京召開(kāi)。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)石油集團(tuán)公司新能源首席專家鄒才能在會(huì)上指出，綠氫或許是新能源革命中的一匹黑馬。綠電、綠氫、人造太陽(yáng)是新能源的“三駕馬車”，全球已邁入“氫熱時(shí)代”。另外，中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)、清華大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽(yáng)明高在會(huì)上表示，未來(lái)，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動(dòng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。
綠氫發(fā)展持續(xù)高漲
當(dāng)前，全球主要經(jīng)濟(jì)體高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并發(fā)布相關(guān)的支持政策。
在我國(guó)，2019年氫能首次寫(xiě)入《政府工作報(bào)告》。2022年3月《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布，這意味著我國(guó)氫能發(fā)展迎來(lái)戰(zhàn)略“黃金期”。目前，氫能正形成像我國(guó)天然氣工業(yè)一樣的氫能體系。
國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示，2021年全球氫氣產(chǎn)量達(dá)到9400萬(wàn)噸，基本來(lái)自化石能源制氫，綠氫占比僅為0.4‰。目前，我國(guó)生產(chǎn)的氫氣絕大多數(shù)為灰氫，其中，煤制氫和天然氣制氫占比約80%，焦?fàn)t煤氣、氯堿、丙烷脫氫等工業(yè)副氫占比約19%，綠氫僅占中國(guó)氫氣總產(chǎn)量不到1%。
目前，主要發(fā)達(dá)國(guó)家正逐步由以灰氫、藍(lán)氫為主轉(zhuǎn)型為以綠氫為主。
綠氫是通過(guò)光伏發(fā)電、風(fēng)電及太陽(yáng)能等可再生能源電解水制氫或生物質(zhì)等其他環(huán)保方式制氫，與基于碳基原料生產(chǎn)的灰氫、藍(lán)氫相比，綠氫在制氫端實(shí)現(xiàn)了低碳甚至零碳排放。
5月5日，由中國(guó)石化主辦的氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)會(huì)暨專家咨詢委員會(huì)成立大會(huì)在京召開(kāi)。鄒才能在會(huì)上指出，綠氫或許是新能源革命中的一匹黑馬。綠電、綠氫、人造太陽(yáng)是新能源的“三駕馬車”，全球已邁入“氫熱時(shí)代”。在碳中和背景下，我國(guó)需要加快建設(shè)綠色+智慧新型能源體系。鄒才能提出，新型能源體系是以新能源、新電力、新儲(chǔ)能、新智能為核心的“綠色智慧能源體系”。
同時(shí)，歐陽(yáng)明高在會(huì)上表示，未來(lái)，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動(dòng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。
2023年以來(lái)，我國(guó)綠氫發(fā)展火熱程度持續(xù)高漲。
氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)研究咨詢機(jī)構(gòu)勢(shì)銀(TrendBank)發(fā)布的《勢(shì)銀綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)2023》(以下簡(jiǎn)稱“《藍(lán)皮書(shū)》”)提到，2023年1—3月確定已開(kāi)標(biāo)或開(kāi)建的大規(guī)模綠氫項(xiàng)目新增1066MW電解槽需求，對(duì)應(yīng)1000 Nm3/h 堿性電解槽的需求量超過(guò)200套。
據(jù)《藍(lán)皮書(shū)》預(yù)計(jì)，到2025年，我國(guó)綠色可再生氫氣的需求量將達(dá)到約130萬(wàn)噸以上，2023—2025年的電解水制氫設(shè)備累計(jì)出貨量預(yù)計(jì)達(dá)到17GW以上。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和政策的支持，我國(guó)綠氫產(chǎn)能和需求有望進(jìn)一步提高。
記者注意到，目前，多數(shù)綠氫項(xiàng)目仍處于前期規(guī)劃狀態(tài)，距離投產(chǎn)仍需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。在已建成的項(xiàng)目中，實(shí)際運(yùn)行的項(xiàng)目寥寥無(wú)幾，因?yàn)楫?dāng)前大量綠氫項(xiàng)目面臨的“運(yùn)行即虧損”的問(wèn)題依然需要產(chǎn)業(yè)共同解決。盡管綠氫項(xiàng)目現(xiàn)階段在經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、壽命等方面存在很多問(wèn)題，但今年氫能項(xiàng)目的火熱程度并未減少。
“氣氫融合”發(fā)展模式
在氫能發(fā)展史的橫圖標(biāo)上，世界氫能發(fā)展已有超過(guò)350年的歷史，世界能源的發(fā)展經(jīng)歷了五大演化階段，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到新型能源體系階段。
當(dāng)前，綠氫應(yīng)用端，儲(chǔ)運(yùn)是制約其發(fā)展的主要因素之一。
歐陽(yáng)明高指出，儲(chǔ)運(yùn)和加注是氫能產(chǎn)業(yè)目前主要的瓶頸。綜合來(lái)看，儲(chǔ)運(yùn)的路線分為三種：短途的運(yùn)輸，要靠壓縮氫氣;長(zhǎng)途的國(guó)際氫交易，主流方式是把氫變成氨;長(zhǎng)途大流量的輸氫，則需要管道運(yùn)輸。
“國(guó)情決定路線，場(chǎng)景定義產(chǎn)品。”歐陽(yáng)明高表示，新能源發(fā)展路線與國(guó)情息息相關(guān)，技術(shù)創(chuàng)新則來(lái)自于綠氫領(lǐng)域的實(shí)際場(chǎng)景需求，科技創(chuàng)新將長(zhǎng)期支撐能源企業(yè)氫能事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
談及我國(guó)氫能發(fā)展模式，鄒才能認(rèn)為，我國(guó)不適合照搬歐洲的“氫電模式”，早期需結(jié)合天然氣管網(wǎng)及基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢(shì)，發(fā)展“氣氫融合”模式。
“油氣公司發(fā)展綠氫有著先天獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。”鄒才能表示，氫能兼具“負(fù)荷、儲(chǔ)能、電源”多種角色，因此氫能對(duì)綠電的大規(guī)模消納起著十分重要的作用。
在鄒才能看來(lái)，現(xiàn)階段氫能技術(shù)存在四大矛盾：技術(shù)發(fā)展不充分與市場(chǎng)需求多樣化之間的矛盾、研發(fā)周期長(zhǎng)投入大與產(chǎn)業(yè)短期收益之間的矛盾、成果轉(zhuǎn)化不通暢與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模之間的矛盾、攻關(guān)力量碎片化與技術(shù)創(chuàng)新體系化之間的矛盾。這四大矛盾將影響我國(guó)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的發(fā)展，需要系統(tǒng)解決。
鄒才能提到，在加快綠氫基礎(chǔ)建設(shè)方面，要像開(kāi)發(fā)氣田一樣建設(shè)綠氫大基地。地上綠氫大基地和氫能管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，對(duì)我國(guó)綠氫工業(yè)的大發(fā)展是至關(guān)重要。
鄒才能認(rèn)為，我國(guó)新能源資源無(wú)限，綠電+綠氫是主要利用方向。未來(lái)，我國(guó)綠氫工業(yè)的潛力和規(guī)模可能遠(yuǎn)超天燃?xì)夤I(yè)。
據(jù)鄒才能介紹，中國(guó)石油提出“建設(shè)基業(yè)長(zhǎng)青的世界一流綜合性國(guó)際能源公司”的戰(zhàn)略目標(biāo)。在此背景下，中國(guó)石油成立了深圳新能源研究院，聚焦風(fēng)、光、熱、氫、儲(chǔ)、智慧能源六大領(lǐng)域，加快新能源科技創(chuàng)新，支撐中國(guó)石油“三步走”發(fā)展，為2050年中國(guó)石油新能源產(chǎn)量占比50%提供強(qiáng)力科技支撐。
燃料電池降本是關(guān)鍵
談及綠氫，便繞不開(kāi)燃料電池的發(fā)展。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，在氫能技術(shù)鏈方面，當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新核心環(huán)節(jié)是燃料電池/電解裝置，必須率先突破，突破需要基礎(chǔ)研究的突破，主要是選擇合理的氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線;在氫能價(jià)值鏈方面，已經(jīng)認(rèn)知的價(jià)值是戰(zhàn)略價(jià)值，并由此催生了氫能熱，待開(kāi)發(fā)的價(jià)值是商業(yè)價(jià)值，而商業(yè)價(jià)值的源頭是綠氫制取的經(jīng)濟(jì)性;在氫能產(chǎn)業(yè)鏈方面，要以綠氫制備的商業(yè)價(jià)值為推動(dòng)力，以多元化、大規(guī)模商業(yè)示范應(yīng)用為龍頭拉動(dòng)，帶動(dòng)綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
“我們現(xiàn)在正致力于降低成本，燃料電池和氫能要推廣，目前最大的瓶頸是成本。”歐陽(yáng)明高強(qiáng)調(diào)稱，近年來(lái)，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本在大幅下降，去年成本已經(jīng)到3000元，預(yù)計(jì)到2025年，可以降到1000元，2030年可以降到500元。
歐陽(yáng)明高在會(huì)上介紹了清華新能源團(tuán)隊(duì)在綠色氫能領(lǐng)域研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。其中，在電解制氫方面，清華新能源團(tuán)隊(duì)全方位布局了三種電解水制氫技術(shù)，包括SOEC(固體氧化物電解水制氫系統(tǒng))、PEM(質(zhì)子交換膜)、AEC(堿性電解制氫)。
歐陽(yáng)明高表示，目前，SOEC處于10千瓦級(jí)，從成本、壽命、研發(fā)的進(jìn)度來(lái)看，還需要更長(zhǎng)時(shí)間;PEM制氫技術(shù)在商業(yè)化應(yīng)用中成本仍然較高，與此同時(shí)，AEC堿性制氫技術(shù)應(yīng)用在綠氫場(chǎng)景下仍有較大創(chuàng)新與提升空間。該團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)孵化企業(yè)面向綠氫領(lǐng)域痛點(diǎn)，做出了產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)突破，助力能源企業(yè)綠氫項(xiàng)目落地。
在燃料電池與氫能交通方面，該團(tuán)隊(duì)從2001年開(kāi)始，就在國(guó)家新能源汽車重大科技專項(xiàng)中承擔(dān)燃料電池大客車項(xiàng)目，在膜電極、電堆、發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)4個(gè)層次上，進(jìn)行整個(gè)鏈條的研發(fā)，目前已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并在張家口有了萬(wàn)臺(tái)燃料電池發(fā)電機(jī)工廠。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，燃料電池在重載交通領(lǐng)域擁有發(fā)展空間，但也將面臨純電動(dòng)的挑戰(zhàn)，主要的挑戰(zhàn)在于成本。
據(jù)悉，清華新能源團(tuán)隊(duì)提出了互補(bǔ)型一體化超快新能源補(bǔ)給系統(tǒng)方案，即光—儲(chǔ)—充—換—氫一體化互補(bǔ)型超快能源補(bǔ)給系統(tǒng)，這將是電動(dòng)汽車時(shí)代的“加油站”。（中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào) 記者 李哲）
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