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氫能產(chǎn)業(yè)潛力巨大 發(fā)展“綠氫”仍有系列問題待破解

2022-11-23 來源:新華網(wǎng)作者:余蕊 瀏覽數(shù):190

氫能是清潔優(yōu)質(zhì)的二次能源,氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅G色

氫能是清潔優(yōu)質(zhì)的二次能源,氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅G色氫能甚至能夠在未來全面替代化石能源體系。但我國目前“綠氫”產(chǎn)量還不到總制氫量1‰,“綠氫”的發(fā)展仍有一系列問題待破解。

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全球多國把氫能產(chǎn)業(yè)作為未來的發(fā)展重點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至目前,已有三十余個(gè)國家制定氫能發(fā)展的戰(zhàn)略、計(jì)劃或路線圖。

據(jù)國際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì),到2050年氫能在全球能源總需求的占比將由目前的0.1%增至18%。

“氫能在交通領(lǐng)域作為高品質(zhì)熱源,能夠減少汽柴油消費(fèi);作為大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)的儲(chǔ)能方式,可以提高電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)大基地新能源電力集中外送;作為清潔化工原料和還原劑,以‘風(fēng)光氫儲(chǔ)’一體化、‘綠電-綠氫-綠氨(綠色甲醇)’一體化等方式,可以促進(jìn)煤化工、石油化工及相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的深度脫碳,同時(shí)為新能源就地消納提供解決方案。”中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心能源政策研究部部長、研究員景春梅說。

今年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》。《規(guī)劃》明確了氫能是我國未來國家能源體系的重要組成部分,氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體、氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

國際氫能燃料電池協(xié)會(huì)秘書長王菊表示,據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,預(yù)計(jì)到2060年,中國氫氣年需求在1.3億噸左右,終端能源消費(fèi)占比約為20%,其中70%為可再生能源制氫。

“氫能除了在交通領(lǐng)域的應(yīng)用外,未來在工業(yè)、建筑、發(fā)電及發(fā)熱領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。”王菊說。

“綠氫”是主要發(fā)展方向

業(yè)內(nèi)專家普遍預(yù)計(jì),可再生能源制氫,即“綠氫”,未來將成為氫能的主要發(fā)展方向。《規(guī)劃》明確要求,重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫,嚴(yán)格控制化石能源制氫。

“未來使用可再生能源電力的電解水制氫,將成為氫氣生產(chǎn)的主要途徑。”北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長付小龍認(rèn)為,綠色氫能是中國產(chǎn)業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的主要路徑,甚至能夠全面替代化石能源體系。

“中國能源體系可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐?lsquo;可再生能源+氫’為主的能源體系。氫作為零碳的化學(xué)能源和化工材料,與可再生能源發(fā)電一起,可為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供所需的電、熱和材料,實(shí)現(xiàn)化石能源體系的全面替代。”付小龍說。

然而,截至目前,全球氫氣的生產(chǎn)制造仍然以化石能源制氫為主。根據(jù)國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù),2021年全球氫氣產(chǎn)量達(dá)到9400萬噸,與此相關(guān)的二氧化碳排放超過9億噸,“綠氫”產(chǎn)量占比只有0.4‰。

中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心常務(wù)副理事長張曉強(qiáng)在不久前召開的2022年中國氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)上介紹,我國是世界最大的制氫國,現(xiàn)在年制氫量達(dá)3300萬噸,但“綠氫”占比不到1‰。

發(fā)展“綠氫”產(chǎn)業(yè),需要破解一系列問題。首先是可再生能源發(fā)電量需要大幅增長。

付小龍算了一筆賬,如果可再生能源直接耦合制氫1億噸,需要可再生能源發(fā)電5.5萬億度。而2020年中國可再生能源發(fā)電量僅有2.2萬億度。假設(shè)可再生能源發(fā)電量的25%用于制氫,那么未來為了滿足制氫需求,我國的可再生能源發(fā)電量需要增長10倍。

截至目前,“綠氫”的生產(chǎn)成本依然較高。景春梅介紹,現(xiàn)在電解水制氫的成本為化石能源制氫的2-3倍,如果是可再生能源發(fā)的電制氫,成本會(huì)更高。

而且,大規(guī)模低成本可再生能源制氫的技術(shù)路線并不明確。業(yè)內(nèi)專家介紹,堿性電解水(ALK)制氫缺少規(guī)模化應(yīng)用,難以適應(yīng)風(fēng)光電力的間歇性和波動(dòng)性;質(zhì)子交換膜(PEM)制氫成本高、關(guān)鍵技術(shù)和核心部件受制于人;陰離子交換膜(AEM)、固體氧化物電解水(SOEC)、光解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)水解制氫技術(shù)等還處于基礎(chǔ)研發(fā)或試點(diǎn)示范階段……

此外,景春梅介紹,目前輸氫成本在氫氣終端售價(jià)中的比重高達(dá)40%-50%,成為氫能規(guī)模化發(fā)展的掣肘因素。

針對上述問題,景春梅建議,以“綠氫”為導(dǎo)向,鼓勵(lì)新能源大基地優(yōu)先發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè);鼓勵(lì)化石能源和新能源優(yōu)化組合,在化工、冶金等領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)“綠氫”對化石能源制氫的減量替代。

王菊建議,提高電解水制氫效率,提高氫源經(jīng)濟(jì)性;探索不同氫氣運(yùn)輸方式的整合和優(yōu)化方法;創(chuàng)造按需加氫、緊湊型移動(dòng)加氫站等新型商業(yè)模式。

 

閱讀上文 >> 氫能產(chǎn)業(yè)全景分析
閱讀下文 >> 氫能大力發(fā)展之時(shí),如何避免低水平重復(fù)投資

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