氢能不“轻” 发展需统筹考虑

□ 吴 昊

 

“为推动氢能产业的高质量发展,需要加强产业培育。”近日在京召开的“氢能应用现代产业链建设推进会暨高质量发展论坛”上,中国石化集团党组书记、董事长马永生指出,在“双碳”目标牵引下,国内企业纷纷加快氢能产业布局,取得了一批技术研发和示范应用的成果,但我国氢能产业仍处于发展初期,存在基础设施不足、应用场景受限、技术装备水平不高等问题。

当前,氢能产业发展如火如荼,随着《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》的发布和各地方政府产业政策的密集出台,氢能正在迎来快速发展期,成为我国实现碳达峰碳中和目标的重要抓手。与此同时,作为尚处于发展初期的新兴产业,氢能在取得重要发展成绩的同时,也面临着诸多瓶颈,而解决发展瓶颈的路径,已成为业内广泛关注和讨论的焦点。

氢能不“轻” 未来潜力巨大

在碳达峰碳中和目标下,氢能在未来能源体系中的作用备受关注。国家能源局能源节约和科技装备司司长刘德顺指出,能源是有关国家安全和发展的重要领域,当前世界能源格局正在深刻调整,新一轮能源革命已经开始,氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用前景广泛的二次能源,对实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。

“氢能是未来国家新能源体系重要组成部分,是实现绿色低碳转型重要载体,是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。”国务院国资委规划发展局副局长尚鹏表示,氢能应用产业链建设对保障国家能源安全,推动能源革命,应对气候变化,支撑我国加快实现“双碳”目标具有重要意义。

对此,中国石化集团有限公司总经理赵东表示,氢能作为具有广泛优势的二次能源,一种可有效支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,已经成为交通运输、工业等领域大规模深度脱碳的最佳选择,加快氢能产业发展,对保障国家能源安全,实现“双碳”目标具有重要意义。

对于氢能产业在未来能源系统中将发挥的作用,目前业内已形成广泛共识。在论坛中,多位业内专家强调了“氢能不轻”,氢虽然是最轻的化学元素,但在未来的能源系统中,它所发挥的作用并不轻。氢能可以跨界融合,可以作为温室气体减排载体,氢能在未来所发挥的作用是不能被轻视的。

近年来,我国一系列碳达峰碳中和重要政策文件陆续发布,碳达峰碳中和“1+N”政策体系正在加快形成。“如果我们看一下‘碳中和’的主要路径就会发现,提高能效是排在最前面的,第二是发展清洁能源。”中国石油和化学工业联合会产业发展部氢能产业专业委员会副主任李永亮认为,氢在提高能效和清洁能源发展方面,将会发挥不可或缺的作用。

总体良好 仍需协同创新

据了解,近年来,我国氢能产业快速发展,制、储、输、用各环节的布局均不断加快,目前已形成比较完整的产业链,基本具备规模化发展能力,技术水平、产业化能力也在持续提升,产品成本快速下降。其中,风光发电制氢以及氢能在交通、工业、建筑等多领域应用快速布局,基础设施方面,建成加氢站数量已超过250座,位居全球第一。

“我们认为,绿氢产业将会在2023年上半年实现爆发。”中国产业发展促进会氢能分会副会长张宇表示,据不完全统计,到2022年5月,国内各地公布可再生能源制氢项目累计达到了117个,可再生能源装机规模达到了63.6吉瓦,电解槽规模超过了3.6吉瓦。

国家能源集团国华能源投资有限公司董事长刘小奇表示,2020以来,我国启动了燃料电池汽车城市群示范应用,发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,正式将氢能纳入能源体系,各地发布氢能支持政策超过200个;政府通过设立国家氢能重点研发专项推动关键技术创新,并通过“北京冬季奥运会”“氢进万家”等重要工程开展示范推广,标志着涵盖产业规划、应用示范、科技支撑的政策顶层设计初步形成。刘小奇介绍,“从供应体系建设看,我国是全球最大的制氢国,规划和建设了一大批可再生能源制氢项目;从应用端看,我国以交通为突破口,加氢站和燃料电池商用车数量已居全球第一,并在工业、能源和建筑领域开展了多元的试点示范。”

在技术创新领域,我国氢能科技攻关也取得了长足进步。在电解水制氢技术、燃料电池、质子交换膜、膜电极、电堆等核心技术和零部件方面取得了重要的突破,已经初步掌握了氢气制备、储运、加注等主要技术和生产工艺。

与此同时,我国依然存在关键零部件、核心材料等大量依赖国外的问题,相关领域国内目前还处于研发阶段,国产化程度不高,引领性、颠覆性自主创新偏少;国内氢能产业的发展目前仍然存在较多瓶颈,需要行业不断创新突破。“目前,国家层面对于氢能还是处于一个相对产业导入期的阶段,我们可以看到,涉及的相关内容以研发为主,产业化的内容是比较少的。”李永亮说。

在马永生看来,当前,我国氢能产业基础建设仍存在薄弱环节,产业基本信息、行业进展等数据资料参差不齐,制约了产业链高质量发展。供给端与应用端资源不匹配、加氢网络不完善、用氢车辆少、用氢成本高,导致产业难以形成规模效应与良性循环。此外,绿氢成本竞争力仍有待进一步提升、短期内难以大规模推广应用等问题,也制约了氢能产业发展。

氢能产业,尤其是绿氢的成本和经济性备受关注,中国石化经济技术研究院副院长罗大清认为,绿氢前景广阔,但是目前存在一些现实经济性问题,主要是成本问题。“从短期来讲,必须要尽快突破资源、效率和规模三大瓶颈,从长远来讲,必须要实现内生动力,绿氢才能扛好低碳转型的使命。”

从技术进步的角度来看,突破国产化瓶颈,占领高端装备制造技术优势,是氢能产业化的关键环节。国富氢能研究院院长王朝表示,我国氢能产业发展还属于产业化的探索期,关键技术装备制造还有待加强,除了顶层设计、标准建立和产业政策以外,建立氢能关键技术和核心装备长期自主研发体系很重要。

系统考虑 统筹产业发展

据了解,氢能产业的发展涉及生产、储运、加注和应用等多个环节,产业链长、涉及面广,每个环节都存在着至关重要的节点、卡点,需要开展广泛的合作和全面的攻关。例如,仅仅一个氢能燃料电池就涉及关键材料研发、关键零部件制造和核心技术攻克等诸多环节问题。推动氢能产业链高质量发展需要拓展和深化产业领域的战略合作。

在业内看来,氢能产业的长远发展,需要将其置于能源系统中统筹考虑。刘德顺认为,从三方面努力推进氢能高质量发展,一是要准确把握氢能在能源体系中的定位;二是要清醒认识氢能产业当前所处的发展阶段;三是坚持开放创新,积极开展氢能领域国际合作。

张宇表示,我国不是一个能源短缺的国家,只是能源发展不均衡。一个是能源所在区域不均衡;另一个就是能源品种不均衡。她表示,要想打破这种不均衡,“空中高压送电”“地下管网输氢”是两个非常好的路径,“电氢体系”能够实现我国推动能源安全与低碳转型平稳过渡。

除了从能源系统角度看待氢能发展,“统筹考虑”还在于产业链各环节的协同发展。目前,氢能应用产业链总体还处在培育过程中,关键在于形成各方合力,构建紧密协作产业链生态,提升科学完备系统化布局和扎实高效体系化能力。“近年来,在产业发展探索实践中,我们更加真切地认识到单丝不成线,独木难成林。”赵东表示,实现氢能产业高质量发展,离不开发展规划的引领,离不开产业政策的保障,离不开科技创新的支撑,也离不开全产业链的密切配合,整体联动。

近年来,中国石化将氢能作为新能源业务的重中之重,大力推进能源绿色低碳转型,着力打造中国第一氢能公司,在氢能制、运、储、销等方面均取得积极进展。据赵东介绍,在氢气生产方面,中国石化年生产氢气约445万吨,占全国13.3%;在输氢方面,拥有全国最长输氢管道——巴陵-长岭氢气输送管道;加氢站建设方面,拥有3万多座加油站,具有布局加氢站的先天优势,目前已建成80座加氢站。同时,该公司依托炼化基地布局可再生能源发电,积极推进“源网荷储氢”一体化项目建设。

赵东表示,通过氢能全产业链务实合作,互利共赢,良性循环,创新发展势头将更加强劲,氢能产业在绿色低碳发展全局中的作用将进一步彰显。“中国石化愿与各方一道在固链、补链、强链、塑链上发力,为打造氢能应用现代产业链,推动我国氢能产业高质量发展贡献力量。”赵东说。

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