氫能是實現碳中和的重要支撐。在之前召開的中阿能源合作高峰論壇上,與會專家認為,我國氫能產業處于大規模爆發前夜,雖然各省區市陸續發布了氫能規劃和指導意見,但受缺少對整個產業的頂層規劃、行業標準體系還不健全等諸多因素影響,我國氫能產業尚處于發展的初級階段,未來應加快建立自主技術研發體系、健全產業鏈、推動產業規模化發展。
氫能即將迎來產業發展拐點
今年4月,全球最大電解水制綠氫項目——寶豐能源“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”在寧夏投產。該項目通過太陽能電解水制綠氫、綠氧,并直供化工系統,用綠氫、綠氧替代化石能源生產高端化工產品,開辟了一條用新能源替代化石能源的科學路徑,每年直接減少近40萬噸標煤、減少二氧化碳排放約70萬噸。
“我們第一個在行業內提出企業碳中和目標,并制定了詳細的碳減排計劃,每年將投入30億元,力爭用20年時間率先實現企業碳中和。”寧夏寶豐集團董事長黨彥寶說。
不引入“氫能 ”,就沒辦法進入深度脫碳。“綠電+綠氫”是實現碳中和的有力武器,我國已經有100多家企業發布了碳中和路線圖。因此,在碳中和共識下,氫能作為不可或缺的清潔二次能源獲得長足發展。
了解到,目前,我國氫能產業鏈已經逐漸鋪開,越來越多的企業進軍氫能,超過三分之一的央企已經在進行包括制氫、儲氫、加氫、用氫等環節的全產業鏈布局,并取得了一批技術研發和示范應用成果。各地可再生能源電解制氫項目紛紛投產,加氫站投入運營,氫燃料電池汽車產業加快布局……氫能產業在持續升溫。
“我國已成為全球第一大氫氣生產和消費國,2020年氫氣年產量達2500萬噸,初步形成了從基礎研究、應用研究到示范推廣的全方位發展格局,涵蓋制氫、儲運、加注、應用的完整產業鏈。”中國產業發展促進會氫能分會副會長兼秘書長張宇說,氫能可以連接多種能源形式,構成耦合發展體系,是支撐可再生能源大規模發展的理想互聯媒介,也是實現交通、工業和建筑等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。
不過,我國生產氫氣中,主要是通過煤炭、石油等化石能源制得的灰氫,但與煤制氫相比,綠氫的制取成本仍然較高,未來隨著光伏組件下降,發電和制氫成本還將進一步下降。因此,從整個氫能產業的發展來看,目前仍處于起步階段,現階段主要還是做技術積累、產業鏈完善和應用示范。
“按照我們對產業發展的判斷,在2025年前后可能會出現產業發展的拐點,經過一定時間的技術積累,到2025年之后能夠具備商業化推廣的條件,這是一個大的產業方向。”國家電投氫能公司黨委書記、董事長李連榮說。
產業規模化還需破除瓶頸
根據中國氫能聯盟預測,到2025年,我國氫能產業產值將達到1萬億元。到2050年,氫氣需求量將接近6000萬噸,實現二氧化碳減排約7億噸,氫能在我國終端能源體系中占比超過10%,產業鏈年產值達到12萬億元,成為引領經濟發展的新增長極。
而“十四五”是氫能產業鏈構建關鍵時期,當前各省區市紛紛出臺氫能產業規劃,試圖搶抓行業發展機遇,雖然藍圖美好,但是瓶頸也不少。業內人士分析認為,從推動氫能技術發展和規模化應用的角度來看,當前制約氫能發展的主要因素不容忽視。
一是國家的頂層氫能專項規劃還沒有發布,沒有一個大的規劃指導。盡管現在對氫能的應用有一個共識,20多個省區市出臺了氫能規劃,但缺少對整個產業的頂層規劃,所以未來氫能的發展方向和整個產業的規模,現在還不能很清楚地預知。
二是行業的標準體系仍不健全。目前已有的關于氫的標準大部分是集中在化工領域,是對氫作為原化工原材料屬性的一個約束。從能源的屬性角度看,整個的標準體系還在建設當中。
三是當前的技術體系還很不完備。現在整個氫能的技術處在一個研發和運用階段,技術的完整體系還沒有建立起來,未來還需要一段時間。在制氫領域技術則相對比較成熟,但在氫能源汽車等下游應用領域,很多關鍵技術還是掌握在美日等發達國家手中,很多材料需要進口,國產化率比較低。
四是目前的產業鏈還沒有完全形成,很多產能還沒有建成,已建成的產能規模實際也還比較小。目前國內外正在積極開發的綠氨項目,其中大部分為規模較小的試點項目,預計產能為每年2萬噸至6萬噸。
五是市場推廣的規模還很小,由于很多應用場景還停留在示范應用的階段,還不足以拉動整個產業的成熟和經濟性的一個提升。很大一部分氫能被用于化工裝置,氫能是作為化工生產的原料,僅有小部分氫能用于氫燃料電池汽車。
六是目前從事氫能行業的研發和制造的團隊很多,但團隊都很小,真正具有標桿意義的領軍企業還沒有完全形成。
強健氫能產業“筋骨”正當時
2020年,我國雙碳目標提出后,氫能開發開始加速,未來,氫能的應用場景將越來越廣闊。一些與會專家認為,與國外相比,我國在可再生能源制氫技術、車載高壓儲氫及氫運輸、加氫站設施數量、燃料電池的核心零部件技術等方面還有較大差距。未來,氫能產業要加快規模化、商業化應用,必須提升基礎研究、前沿技術和創新能力,逐步降低用氫成本,增強產業鏈經濟性。
一是建立自主技術研發體系勢在必行。李連榮認為,未來氫能應該跟電做成一個相互補充的體系,在正常情況下,氫的配送體系和電的配送體系保持相對獨立,實現能源供給多樣性,在緊急情況下“電轉成氫”“氫轉成電”。現在的產業鏈規模小,還有很多環節缺失,我們要把整個產業鏈搭建起來,推動整個產業的規模化發展,才能在未來擁有龐大的氫能經濟。
二是降低成本才能更好地推廣應用。安全可靠、高效經濟是氫能產業發展的主題,隆基氫能科技有限公司副總經理王英歌認為,在光照資源較好的地區,光伏發電的技術成本已接近每度7分錢,充分利用低廉的光伏電力成本,使綠氫有望成為最為廉價的制氫方式。當前,高電價導致制氫成本居高不下,灰氫及非綠電電解水制氫不能實現減碳目標。“綠電+綠氫”將推動制氫成本的下降,并有效克服可再生能源間歇性、儲存性問題。
三是推動產業鏈延伸以尋找能源轉型的新途徑。中國機械設備工程(銀川綜合保稅)有限公司總經理廖闊認為,從綠氫到綠氨,是實現雙碳目標能源轉型的新途徑。綠氨作為燃料和化工原料在未來有巨大的發展潛力,目前國內外正在積極開發綠氨項目,其中大部分為規模較小的試點項目。中國機械設備工程有限公司首先加入亞太“綠氫”“綠氨”供應鏈,并致力于在國際市場上成為開發綠氫和綠氨工程的承包商,公司將在西北市場開發第一個“綠氫”合成制取“綠氨”項目,使綠氨產品走向國際市場。
四是給予氫能產業補貼以加快創新發展。寧夏寧東能源化工基地管委會氫能中心主任趙瑞認為,現階段在無法實現成本快速下降的情況下,氫能產業發展需要政府大力支持,建議給予企業制綠氫項目專項的補貼以更好地培育產業。在氫能應用領域,建議交通主管部門給予氫燃料電池汽車一定的優惠政策,如給予購車補貼、減免高速公路通行費、優先通行權等。