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2024-05-31 來源:中國氫能與燃料電池網 瀏覽數:458
早在2006年,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》已將氫能及燃料電池技術列入先進能源技術之中。2014年,國務院
早在2006年,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》已將氫能及燃料電池技術列入先進能源技術之中。2014年,國務院發布《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》,正式將氫能與燃料電池作為能源科技創新戰略方向和重點之一。“十四五”以來,我國氫能產業快速發展,相關政策體系逐步建立健全。
01、中長期規劃實現氫能產業戰略引領
2022年3月,國家發改委、能源局聯合發布《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》(以下簡稱《中長期規劃》),提出氫能產業發展的基本原則、階段目標以及重要舉措等,為我國氫能產業的高質量發展提供了明確的方向及目標,成為指導氫能產業高質量發展的綱領性文件。《中長期規劃》勾勒出氫能中長期藍圖,體現出政策對未來氫能產業的發展定位,也明確了政策鼓勵的應用場景和領域。
《中長期規劃》主要有三大核心要點,包括氫能定位、未來發展目標以及應用方向:
氫能定位
氫能被正式確定為能源,且是能源體系的重要組成部分。氫能產業鏈的相關環節也被納入國家戰略新興產業的范疇。
未來發展目標
到2025年,氫燃料電池汽車保有量達到5萬輛。
可再生能源制氫規模達到10-20萬噸。
應用方向
交通領域:推動氫燃料電池汽車的推廣應用。
儲能領域:發展氫能儲能技術,提升電力系統靈活性。
分布式能源領域:推廣氫能在分布式能源系統中的應用。
工業領域:推進工業減碳,實現綠色制造。
《中長期規劃》提出了打造創新應用示范工程,具體詳見表1所示
表 1“十四五”時期氫能產業創新應用示范工程
資料來源:《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》
在交通領域中,《中長期規劃》提到燃料電池車在商用車型上的優勢,同時指出其是對鋰電車的互補;在儲能領域中,氫儲能的優勢主要體現在長周期和大規模場景中;分布式能源的應用可以看作是儲能領域的拓展,主要利用氫能在不同能源間靈活轉換的特性;氫在工業領域中的減碳作用主要是替代傳統化石能源作為燃料或化工原料。
頂層設計推動氫能產業全面發展
2023年,在頂層設計的指引下,氫能產業從中央到地方向著更全面、更完善的方向邁進。國家層面,8月8日,國家標準委、國家發改委等六部門聯合發布《氫能產業標準體系建設指南(2023版)》(以下簡稱“標準指南”),這是國家層面首個氫能全產業鏈標準體系建設指南。《標準指南》系統構建了氫能制、儲、輸、用全產業鏈標準體系,涵蓋基礎與安全、氫制備、儲存和輸運、加注、能應用五個子體系。
地方層面,氫能已被30多個省市納入“十四五”發展規劃,北京、河北、四川、內蒙古等省份也出臺了詳細的氫能產業發展實施方案。這些地方政策和規劃的出臺,為氫能產業在各地的推廣應用提供了有力支持。
標準體系的構建
《標準指南》系統構建了氫能全產業鏈標準體系,包括以下五個子體系:
基礎與安全:涵蓋氫能產業鏈各環節的基礎標準和安全標準。
氫制備:涉及氫氣的制備技術和工藝標準。
儲存和輸運:包含氫氣的儲存方式和輸運技術標準。
加注:涵蓋加氫站建設和運營的標準。
氫能應用:涉及氫能在各個應用領域的標準。
地方政策的推動
在地方層面,30多個省市將氫能納入“十四五”發展規劃,并出臺了相關的實施方案。例如:
北京:制定了氫能產業發展路線圖,推動氫燃料電池汽車示范應用。
河北:重點發展氫能制造和應用,打造氫能產業集群。
四川:推進氫能在交通、儲能、工業等領域的應用。
內蒙古:利用豐富的可再生能源資源,推動綠氫生產和應用。
這些措施和政策的實施,為氫能產業的快速發展提供了堅實基礎,有助于實現氫能產業的高質量發展目標。
02、五大示范城市群引領氫燃料電池汽車政策布局
交通是氫能應用的先導場景。氫燃料電池車輛以其零排放、高續航的特點,正在成為交通領域低碳轉型、清潔化發展的解決方案。早在“十五”時期,我國已將氫燃料電池汽車作為新能源汽車“三縱三橫”發展路徑之一。
2020年9月,國家五部委共同發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》,提出對燃料電池汽車示范采取“以獎代補”的鼓勵措施。2021年8月,財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展改革委、國家能源局正式批復燃料電池汽車示范應用首批示范城市群,分別為京津冀、上海、廣東。次年1月,由鄭州牽頭的河南城市群和由張家口牽頭的河北城市群正式獲批,成為第二批燃料電池汽車示范城市群。
五大示范城市群設立了各自的發展目標,從成效來看,盡管氫在交通領域的大規模應用仍面臨諸多挑戰,但這些城市群在政策扶持、技術突破、示范應用方面起到了顯著的帶動作用。
京津冀城市群
目標:推動氫燃料電池公交車、物流車和重型卡車的應用。
成效:在北京和天津,多個氫燃料電池公交線路已投入運營,形成了較為完善的加氫站網絡。
上海城市群
目標:建設氫能示范區,推廣氫燃料電池出租車和物流車。
成效:上海已建成多個加氫站,燃料電池物流車隊運營效率顯著提升。
廣東城市群
目標:推動氫燃料電池公共交通和港口設備應用。
成效:廣州和深圳在公共交通領域的氫燃料電池車應用取得顯著進展,多個港口項目已啟動。
河南城市群
目標:推動氫燃料電池在重型卡車和工業車輛中的應用。
成效:鄭州在氫能物流車和環衛車方面取得突破,相關產業鏈逐步完善。
河北城市群
目標:支持冬奧會等大型活動的氫能示范應用。
成效:張家口作為冬奧會氫能供應基地,建成了多個加氫站,為賽事提供了可靠的氫能保障。
表2:五大示范城市群產業目標
從規模來看,五大示范城市群的燃料電池汽車接入量占全國七成以上。按照規定,這些城市群的示范期均為4年(從示范開始時間算起),并在4年內有具體的目標值:
京津冀城市群:5300輛
上海城市群:5000輛
廣東城市群:10000輛
河北城市群:7710輛
河南城市群:5000輛
截至2023年9月底,五大示范城市群燃料電池汽車的累計接入量為9236輛,占全國總量的71.3%。其中,各城市群的完成情況如下:
上海示范城市群:完成其總目標的54.22%,居五大城市群之首。
京津冀示范城市群:完成率41.43%。
廣東示范城市群:完成率28.26%。
河南示范城市群:完成率13.7%。
河北示范城市群:完成率10.61%。
從推廣結構來看:
京津冀城市群、河北城市群、河南城市群:以燃料電池客車推廣為主。
上海城市群、廣東城市群:以燃料電池專用車推廣為主。
2024年1月,財政部等部委對燃料電池汽車示范應用城市群的第一年度工作進行了考核評價。依據考核結果,中央財政撥付京津冀城市群獎勵資金3.5億元。
五大示范城市群在推動燃料電池汽車應用方面取得了顯著進展,占據了全國燃料電池汽車接入量的絕大部分。各城市群根據自身優勢和目標,分別在客車和專用車領域進行推廣,形成了不同的應用特色。中央財政通過獎勵資金的方式進一步激勵城市群加快示范應用,推動燃料電池汽車在全國范圍內的普及和發展。盡管在推廣過程中仍面臨一些挑戰,但這些示范城市群的努力和成果為我國氫能交通產業的發展奠定了堅實的基礎。
03、長時儲能專項政策推動氫儲能發展
長時儲能通常指能夠儲存電能4小時以上的儲能技術,可有效平衡可再生能源發電的間歇性和電力系統的負荷需求。隨著可再生能源滲透率上升,平衡電力系統的需求愈加重要。長時儲能系統可以實現電力的跨天、跨月甚至跨季節的充放電循環,提升新能源消納能力,減少對傳統發電方式的依賴,為電網提供靈活性資源,降低運行成本,并提供市場盈利潛力和峰谷套利機會,對構建新型電力系統具有重要意義。
氫儲能在能量、時間和空間維度上具有突出優勢。氫作為能源載體,可以將風能、太陽能等清潔能源轉化為可儲存、可運輸的物質實體,滿足跨季節、長距離的儲能需求。在用電低谷期,利用富余新能源電力進行電解水制氫,儲存氫氣;在用電高峰期,利用燃料電池將氫氣發電并入電網。氫儲能技術被認為是極具潛力的新型大規模儲能技術,適用于極長時間的能量儲備。與化學電池儲能相比,氫儲能技術對外部環境依賴性小,建設選址方便,環境影響小。然而,氫儲能在能量轉換效率、建設成本及商業化應用方面仍面臨挑戰。
近年來,國家層面和地方層面不斷出臺政策推動氫儲能發展:
國家層面政策
《“十四五”新型儲能發展實施方案》(2022年1月):
提出到2025年,氫儲能等長時儲能技術取得突破,推動氫儲能示范應用,開展新型儲能技術試點示范。
《關于促進能源電子產業發展的指導意見(征求意見稿)》(2022年8月):
強調加快氫儲能/燃料電池等新型電池技術的研發。
《鼓勵外國投資產業目錄(2022年版)》(2022年10月):
涵蓋氫能制備與儲運、加氫站建設等多個領域。
《關于推動能源電子產業發展的指導意見》(2023年1月17日):
強調加快高效制氫技術研究,推進儲氫材料、儲氫容器和車載儲氫系統等研發。
突破燃料電池關鍵技術,支持制氫、儲氫、燃氫系統集成技術開發和應用。
《關于加強新形勢下電力系統穩定工作的指導意見》(2023年10月25日):
提出充分發揮氫儲能等新型儲能的優勢,構建儲能多元融合發展模式,提升安全保障水平和綜合效率。
地方層面政策
中西部風能和光伏資源豐富的地區,如內蒙古、甘肅、青海、新疆等,積極鼓勵氫儲能產業的發展。
“風光發電+氫儲能”、“海上風電+氫儲能”、“光伏+氫儲能”等方案在各地政策中逐步體現。
超過20個省、市、自治區將氫儲能納入政策規劃。
氫儲能的發展前景廣闊,政策支持逐步完善,推動了氫儲能技術的進步和示范項目的落地。隨著技術突破和成本降低,氫儲能在長時儲能領域的應用將進一步擴大,為可再生能源的高效利用和電力系統的穩定運行提供有力支撐。
表3:2023 年氫能與長時儲能相關支持政策
04、氫能助力工業減碳獲更多政策支持
工業是氫能應用的重要領域,通過氫能進行原料替代與燃料替代,有望在石油煉制、化工、鋼鐵等行業實現深度減碳。以下是相關政策和發展路徑:
1.《2030年前碳達峰行動方案》
2021年10月,國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》(簡稱《達峰方案》),明確提出:
實施節能降碳重點工程。推動電力、鋼鐵、有色金屬、建材、石化化工等行業的節能降碳改造。
提升能源資源利用效率。
探索開展氫冶金、二氧化碳捕集利用一體化等試點示范。
2.《工業領域碳達峰實施方案》
2022年9月,工信部、發改委、生態環境部聯合發布《工業領域碳達峰實施方案》(簡稱《方案》),推動氫能產業發展。《方案》提出:
推進氫能制、儲、輸、運、銷、用全鏈條發展。
支持企業和園區就近利用清潔能源,如“光伏+儲能”等自備電廠。
鼓勵利用可再生能源制氫,優化煤化工、合成氨、甲醇等原料結構。
開展氫燃料汽車及綠色智能船舶的研發和示范應用。
3.綠色低碳技術突破
《方案》強調:
部署工業低碳前沿技術研究。
實施低碳零碳工業流程再造工程。
研究實施氫冶金行動計劃,力爭到2030年實現富氫碳循環高爐冶煉、氫基豎爐直接還原鐵、碳捕集利用封存等技術的突破應用。
短流程煉鋼占比達20%以上。
氫能在化工和鋼鐵領域的應用
1.化工用氫
石化化工行業對氫氣的需求隨國民經濟發展而增長。
主要應用領域包括工業氮肥、甲醇化工、甲醇燃料等。
當前國內一半以上的氫用于合成氨、甲醇及煉油領域,未來化工領域將成為氫消納的重要場景。
2.鋼鐵行業氫需求結構調整
副產氫的來源:焦爐煤氣(含氫55-60%)、高煤氣(含氫1-4%)、轉爐煤氣(含氫0.2-0.3%)、COREX技術產生的煤氣(含氫10-30%)。
每年生產約1400萬噸含氫副產品,其中高爐煉鐵使用約900萬噸,電爐煉鐵消耗約400萬噸。
隨著高爐煉鐵所需焦化產能下降,副產氫相應減少。
基于氫直接還原鐵技術的需求將迎來突破性增長。
進一步政策支持
2023年,氫能在工業領域的應用政策進一步細化:
1.《氫能產業標準體系建設指南》
2023年7月發布,為氫冶金、氫化工等新標準提供政策支持。
2.發改委和工信部的政策文件
鼓勵在煤化工、鋼鐵、石油煉制等工業領域應用氫能。
進一步推動氫能助力工業部門減碳。
工業領域對氫能的需求巨大,通過多項政策支持,氫能在原料和燃料替代方面具備顯著的減碳潛力。未來,隨著技術突破和政策落實,氫能將在推動工業領域實現碳達峰和碳中和目標中發揮更大的作用。
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