如何抓住戰略機遇推動氫能產業發展?
【谷騰環保網訊】全球首個世界級動力電池(chi)(chi)行(xing)業盛會(hui)(hui)——2022世界動力電池(chi)(chi)大會(hui)(hui)7月21日在四川省宜賓市舉行(xing)。氫(qing)燃(ran)料動力電池(chi)(chi)亮相展會(hui)(hui),受到廣泛關注(zhu)。氫(qing)燃(ran)料動力電池(chi)(chi)有(you)何(he)優勢?除了(le)動力電池(chi)(chi),氫(qing)能(neng)(neng)還可應用(yong)于哪些領(ling)域?我國氫(qing)能(neng)(neng)產業發展現狀如何(he)?發展氫(qing)能(neng)(neng)產業面臨哪些制約因素?如何(he)解決?本(ben)報(bao)記者對中國國際工程(cheng)咨詢(xun)有(you)限公司高級工程(cheng)師張(zhang)建紅進行(xing)了(le)采(cai)訪。
中國(guo)環境報:2022世(shi)界(jie)動力(li)電(dian)池(chi)大會(hui)上(shang),荷蘭展團由(you)HyNed荷蘭氫(qing)(qing)能(neng)產(chan)業聯(lian)盟帶隊(dui),展示了氫(qing)(qing)燃(ran)料動力(li)電(dian)池(chi)領域的(de)最新研發成果(guo),引起(qi)廣泛關注(zhu)。氫(qing)(qing)燃(ran)料動力(li)電(dian)池(chi)有何優(you)勢?
張(zhang)建(jian)紅:氫能(neng)燃燒只產(chan)生能(neng)量和水,被認(ren)為是(shi)最(zui)為清潔環保的(de)燃料。氫能(neng)能(neng)量密度(du)高(gao)、儲(chu)存(cun)方式簡單,適合大規(gui)模、長時間儲(chu)存(cun)。利用(yong)可再生能(neng)源(yuan)電解水制(zhi)取綠氫,能(neng)夠提升(sheng)可再生能(neng)源(yuan)消(xiao)納能(neng)力,從而(er)減少(shao)棄(qi)風(feng)、棄(qi)光問題。
氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)料(liao)汽(qi)(qi)車具有加氫(qing)(qing)(qing)快(kuai)、續航(hang)時間長等優(you)勢。今年4月,長安汽(qi)(qi)車推出的(de)一款(kuan)氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)料(liao)轎車,理論上能做到加氫(qing)(qing)(qing)3分(fen)鐘續航(hang)700公里(li),只(zhi)要(yao)(yao)建設(she)足夠的(de)加氫(qing)(qing)(qing)站,就可破解里(li)程焦慮(lv)。此外,氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)料(liao)汽(qi)(qi)車使用成本較(jiao)低,廣汽(qi)(qi)旗下氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)料(liao)汽(qi)(qi)車,100公里(li)僅需(xu)0.8千克氫(qing)(qing)(qing),按每千克60元計算,只(zhi)需(xu)48元,而燃(ran)(ran)油(you)車至少(shao)需(xu)要(yao)(yao)6升油(you),油(you)費超過54元。
氫燃料汽車(che)的這(zhe)些優勢,使其在商用車(che)領(ling)域有(you)很大(da)的發展潛力。目前,歐洲幾乎(hu)所有(you)的主流商用車(che)企業都在關(guan)注(zhu)或已(yi)開始對氫動力電池(chi)等展開研究。
我國(guo)也(ye)在大力發(fa)展氫(qing)燃料汽(qi)車。北京冬(dong)奧(ao)會期間,我國(guo)投入(ru)816輛氫(qing)燃料汽(qi)車作為主運力開展示(shi)范運營服務,取得了(le)很好的(de)效果。內蒙古自治區發(fa)布促進氫(qing)能(neng)產(chan)業高質量發(fa)展的(de)意見,提出加速推(tui)進氫(qing)燃料汽(qi)車替代中重型燃油礦用卡(ka)車和(he)公共服務車輛,2025年前,推(tui)廣氫(qing)燃料電池(chi)重卡(ka)5000輛以上。
中國環境報:除(chu)了動力(li)電池,氫能(neng)還可應(ying)用于哪些領域?我(wo)國氫能(neng)產業發展現狀(zhuang)如何?
張建(jian)紅(hong):目前全球氫(qing)能行業總體處于發(fa)展初(chu)期,我國氫(qing)能產業也是(shi)如(ru)此。
近年(nian)來,我國(guo)加(jia)速(su)發(fa)(fa)展氫(qing)能(neng)(neng)產(chan)業。今年(nian)3月,國(guo)家(jia)發(fa)(fa)展改革委、國(guo)家(jia)能(neng)(neng)源局聯合(he)印發(fa)(fa)《氫(qing)能(neng)(neng)產(chan)業發(fa)(fa)展中長期(qi)規(gui)劃(hua)(2021—2035年(nian))》,這是我國(guo)首個氫(qing)能(neng)(neng)產(chan)業中長期(qi)發(fa)(fa)展規(gui)劃(hua)。各省市(shi)也加(jia)快推進氫(qing)能(neng)(neng)項目(mu)的(de)落地,全國(guo)20多個省份(fen)已發(fa)(fa)布氫(qing)能(neng)(neng)規(gui)劃(hua)和(he)指導(dao)意見共計200余份(fen)。
各地也在大力(li)布局氫(qing)(qing)(qing)能產(chan)業園區,推動氫(qing)(qing)(qing)能產(chan)業發展。科技(ji)部與山東省政府(fu)2021年聯合啟動“氫(qing)(qing)(qing)進萬(wan)家”科技(ji)示范工程,已取得(de)顯著成效,包括推廣燃料電池車輛1000余輛,涵蓋(gai)公(gong)交(jiao)、渣土(tu)、冷鏈物流(liu)和港口集卡等,開通了30余條(tiao)氫(qing)(qing)(qing)能公(gong)交(jiao)專線等。
2021年(nian)(nian),全(quan)球年(nian)(nian)產(chan)氫氣(qi)9000萬噸左右。我國氫氣(qi)的(de)(de)年(nian)(nian)產(chan)能(neng)(neng)約為4000萬噸,年(nian)(nian)產(chan)量(liang)(liang)為3300萬噸。我國幅員遼闊,具(ju)有(you)(you)豐(feng)富的(de)(de)太陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、潮汐能(neng)(neng)等可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源資源,已建成的(de)(de)可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源裝機容量(liang)(liang)位居全(quan)球第一,在(zai)清潔低碳的(de)(de)氫能(neng)(neng)供給上具(ju)有(you)(you)很大潛力。目前,我國能(neng)(neng)源行業(ye)正在(zai)積(ji)極投資可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源制(zhi)氫,例如,四川水電制(zhi)氫、新疆光伏制(zhi)氫、內蒙古風電制(zhi)氫等,為規模化生(sheng)(sheng)產(chan)清潔低碳氫能(neng)(neng)奠定了良好的(de)(de)產(chan)業(ye)基(ji)礎。
中(zhong)國環(huan)境報(bao):目前制約我國氫能(neng)產業發展的因素有哪(na)些?
張建(jian)紅:我國氫能產業(ye)發展(zhan)面臨多(duo)方面的(de)制約(yue)因素:
一是技術(shu)(shu)裝備水平不高。氫(qing)能關鍵(jian)(jian)材料及設備零部件要求高、工藝(yi)復雜、成本高。對于(yu)我國來說,一些關鍵(jian)(jian)技術(shu)(shu)仍然被(bei)國外壟斷(duan)。比如,電解水制氫(qing)工藝(yi)中(zhong)的質子交(jiao)換膜(mo),作為核心(xin)材料,長(chang)期被(bei)國外企業主導,外資的全(quan)球(qiu)市場占有率超過90%。
二是制備(bei)成本較(jiao)高(gao)(gao)。電解水制氫理論上轉化效率高(gao)(gao)、獲得的(de)氫氣純度高(gao)(gao),但由于(yu)耗(hao)電量高(gao)(gao),電價占總成本的(de)60%—70%,目前在(zai)我國的(de)氫能源結構中,電解水制氫占比不到(dao)2%。在(zai)“富(fu)煤(mei)、貧油、少氣”的(de)能源稟(bing)賦條件下,國內(nei)煤(mei)制氫的(de)占比超過60%。
三是儲運(yun)基礎設施嚴(yan)重不(bu)足。制氫(qing)與用氫(qing)往(wang)往(wang)距(ju)離較遠,加氫(qing)站、輸(shu)氫(qing)管道等基礎設施嚴(yan)重不(bu)足,尚未形成完善的氫(qing)氣儲運(yun)網(wang)絡渠道,產業鏈上下游(you)銜接不(bu)暢。
四是使用(yong)場景(jing)較(jiao)為(wei)單一。當前氫氣使用(yong)主要集中(zhong)在(zai)(zai)氫燃料電池(chi)方面(mian),目前國內(nei)成熟(shu)度(du)不高(gao)、規模不大。而氫作為(wei)能源載(zai)體(ti),在(zai)(zai)冶(ye)金(jin)、化工、電力等傳統(tong)能源密集型(xing)產業及(ji)儲能等新型(xing)應用(yong)場景(jing)中(zhong),還處于摸索階段。
五是氫(qing)能政策(ce)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)尚不完善(shan)。法(fa)律(lv)上,氫(qing)氣作為能源尚缺少上位法(fa)支(zhi)撐。在技術(shu)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)方(fang)面,可再生能源制氫(qing)、儲運、加氫(qing)站建設等方(fang)面的技術(shu)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)還(huan)不夠健全(quan),急需豐富完善(shan)相關標(biao)(biao)準(zhun)(zhun),引(yin)領(ling)行業健康發展。
中國環境報:為(wei)進一步(bu)推動氫能(neng)產(chan)業發展,您有哪些建議?
張建(jian)(jian)紅:鑒于目前氫(qing)(qing)能發展缺乏相應的(de)(de)法(fa)(fa)律(lv)法(fa)(fa)規、技(ji)術標(biao)準(zhun)(zhun)和管(guan)(guan)(guan)理辦(ban)(ban)法(fa)(fa),建(jian)(jian)議(yi)盡快(kuai)(kuai)完善相關法(fa)(fa)律(lv)法(fa)(fa)規和標(biao)準(zhun)(zhun)。比如,盡快(kuai)(kuai)制定制氫(qing)(qing)加(jia)氫(qing)(qing)一體(ti)化站建(jian)(jian)設國家(jia)標(biao)準(zhun)(zhun),根據需要適時修訂加(jia)氫(qing)(qing)站建(jian)(jian)設國家(jia)標(biao)準(zhun)(zhun),出(chu)臺(tai)運營管(guan)(guan)(guan)理辦(ban)(ban)法(fa)(fa)。加(jia)快(kuai)(kuai)立(li)法(fa)(fa)立(li)規,從法(fa)(fa)律(lv)上(shang)明確氫(qing)(qing)氣(qi)的(de)(de)能源屬性(xing),在按危險化學品管(guan)(guan)(guan)理的(de)(de)基礎(chu)上(shang),更好地(di)以能源形式予以管(guan)(guan)(guan)理,明確加(jia)氫(qing)(qing)站的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)理職(zhi)能和監管(guan)(guan)(guan)機構(gou)、管(guan)(guan)(guan)理辦(ban)(ban)法(fa)(fa)等。
氫(qing)(qing)能(neng)(neng)產業(ye)技(ji)(ji)術含量較(jiao)高,要盡快(kuai)構(gou)建(jian)氫(qing)(qing)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術研(yan)發(fa)(fa)體系,特別(bie)是要突破一批(pi)關鍵性(xing)的(de)技(ji)(ji)術瓶頸。打造(zao)完整的(de)氫(qing)(qing)能(neng)(neng)產業(ye)鏈(lian),才能(neng)(neng)催生氫(qing)(qing)能(neng)(neng)經濟的(de)規模發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),推動氫(qing)(qing)能(neng)(neng)產業(ye)可(ke)持(chi)續發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。要系統規劃,構(gou)建(jian)完整的(de)氫(qing)(qing)能(neng)(neng)制取—儲運—加(jia)注—應用產業(ye)鏈(lian)。針(zhen)對各類制氫(qing)(qing)技(ji)(ji)術在氫(qing)(qing)能(neng)(neng)行業(ye)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)布(bu)局與規劃,應當綜合考慮制氫(qing)(qing)成(cheng)本、技(ji)(ji)術水平、碳排放水平這3個關鍵因素,穩步推進(jin)制氫(qing)(qing)的(de)綠色化,促進(jin)氫(qing)(qing)能(neng)(neng)全產業(ye)鏈(lian)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。為防止一哄而上造(zao)氫(qing)(qing)能(neng)(neng)車(che)或(huo)建(jian)設加(jia)氫(qing)(qing)站(zhan),應統籌規劃氫(qing)(qing)能(neng)(neng)車(che)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)和加(jia)氫(qing)(qing)站(zhan)布(bu)局,“以需(xu)定(ding)(ding)站(zhan),以站(zhan)定(ding)(ding)車(che)”,以加(jia)氫(qing)(qing)站(zhan)建(jian)設引導氫(qing)(qing)能(neng)(neng)車(che)的(de)消費。
氫(qing)能(neng)(neng)只有拓展到冶金、化工、電力(li)等領域(yu),才能(neng)(neng)充(chong)分發(fa)揮氫(qing)能(neng)(neng)在能(neng)(neng)源(yuan)綠(lv)色低碳(tan)轉型和高(gao)排放、高(gao)污染(ran)行業(ye)綠(lv)色發(fa)展中的重要支撐作用(yong)。氫(qing)氣需求將會成為(wei)一個非常(chang)廣闊的市場。可(ke)以(yi)在氫(qing)能(neng)(neng)應用(yong)規(gui)模(mo)較(jiao)大(da)的地區(qu)設立(li)制(zhi)氫(qing)基地,將氫(qing)氣生(sheng)產靠(kao)近市場,以(yi)降低運輸成本。儲能(neng)(neng)也是未來氫(qing)能(neng)(neng)的重要應用(yong)場景。可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)制(zhi)氫(qing)可(ke)以(yi)調節電網負(fu)荷和儲能(neng)(neng),減少棄水、棄風、棄光(guang)的現象。
安全(quan)(quan)是氫能產業發展的生命線。建議在不降低建設(she)標準的前提下,適當簡化或(huo)加快加氫站等基礎設(she)施建設(she)審批流程,但運營過程仍按照危險化學品進行管(guan)理。建立以(yi)應急(ji)平臺為核心的氫能安全(quan)(quan)生產應急(ji)管(guan)理體系和氫能全(quan)(quan)產業鏈安全(quan)(quan)監控平臺,完善氫能產品標準、檢測、認證(zheng)體系。
此外,要加強氫(qing)(qing)(qing)能知識的(de)科(ke)普宣(xuan)傳。由于氫(qing)(qing)(qing)氣作(zuo)為能源使用(yong)(yong)時間(jian)尚(shang)短,關于氫(qing)(qing)(qing)能安(an)全(quan)的(de)宣(xuan)傳仍(reng)不到位,社會對(dui)氫(qing)(qing)(qing)的(de)使用(yong)(yong)安(an)全(quan)性尚(shang)未建立信任。有(you)必(bi)要加大氫(qing)(qing)(qing)能知識的(de)科(ke)普宣(xuan)傳力度,更加積極地宣(xuan)傳未來(lai)氫(qing)(qing)(qing)社會的(de)藍圖和價值(zhi),營造良好(hao)的(de)安(an)全(quan)用(yong)(yong)氫(qing)(qing)(qing)氛圍,加快氫(qing)(qing)(qing)能進(jin)入居民能源消(xiao)費終端,發(fa)揮氫(qing)(qing)(qing)能對(dui)碳(tan)達(da)峰、碳(tan)中(zhong)和目標的(de)支撐作(zuo)用(yong)(yong)。
中國環境報:國外有哪些(xie)經驗(yan)值得借(jie)鑒(jian)?
張建紅:目前,全球已經有超過20個國家或聯盟(meng)(meng)發(fa)(fa)(fa)(fa)布或制定了(le)《國家氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)戰(zhan)略(lve)》。歐盟(meng)(meng)早期通過清潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)立法,支持氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)與燃料電池。日本從1973年開始(shi)開展(zhan)加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)行(xing)(xing)業規劃,2014年發(fa)(fa)(fa)(fa)布《氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)白皮書》,對加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)建設的(de)(de)投資進(jin)行(xing)(xing)補助,2017年提出“要領先全球,實現氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)社(she)會”的(de)(de)戰(zhan)略(lve)。韓(han)國專門成立了(le)由國務總理牽頭,8位部長及產學研(yan)(yan)領域頂(ding)級專家組成的(de)(de)“氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)經濟委(wei)員會”,全面領導氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)產業化工(gong)作,頒(ban)布了(le)全球首(shou)部《氫(qing)(qing)(qing)安全法》與《促進(jin)氫(qing)(qing)(qing)經濟和氫(qing)(qing)(qing)安全管理法》,為氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)設備的(de)(de)研(yan)(yan)發(fa)(fa)(fa)(fa)生產提供(gong)法律支撐。我國也要借鑒國外做法,提早布局(ju),戰(zhan)略(lve)先行(xing)(xing)。
國(guo)際上,氫(qing)能產(chan)業初期(qi)基本上都是(shi)超前發展基礎設(she)(she)施(shi),如德國(guo)有100余座加氫(qing)站,走基礎設(she)(she)施(shi)優先的路子,加快(kuai)加氫(qing)站的網絡布(bu)局。借鑒國(guo)外做法,我國(guo)也要加快(kuai)氫(qing)能基礎設(she)(she)施(shi)建設(she)(she)。
此(ci)外,我國(guo)也(ye)可以(yi)借鑒韓國(guo)的(de)做(zuo)法,在一(yi)(yi)些城市試點(dian)建設氫(qing)(qing)能(neng)社會。韓國(guo)在住(zhu)宅和交通領域廣泛開展氫(qing)(qing)能(neng)制冷(leng)、供(gong)(gong)暖、供(gong)(gong)電三聯供(gong)(gong),同時(shi)給予大(da)力補貼。消(xiao)費(fei)者購(gou)買氫(qing)(qing)燃料電池(chi)車也(ye)能(neng)獲得(de)約一(yi)(yi)半購(gou)車款的(de)補貼。我國(guo)也(ye)可以(yi)加大(da)補貼力度(du)或“以(yi)獎代補”,大(da)力推廣氫(qing)(qing)能(neng)應用(yong)。

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