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“雙碳”目標下氫能不止于替代化石能源
發布者:admin | 來源:中國電力新聞網 | 0評論 | 2988查看 | 2021-12-20 12:04:38    

近年來,“氫能”愈發成為行業熱詞。


來自中國(guo)氫能聯盟(meng)的(de)數(shu)據顯示,2020年(nian)我國(guo)氫氣產量超過2500萬噸,據測(ce)算,至(zhi)2060年(nian)實現碳中和時,我國(guo)氫氣的(de)年(nian)需(xu)求量將增至(zhi)1.3億噸左右,在終端能源消(xiao)費中占比約為20%。


氫(qing)(qing)能(neng)被(bei)認為是極(ji)具發(fa)展(zhan)(zhan)前景的(de)二次能(neng)源(yuan),具有清(qing)潔低碳(tan)、高熱(re)值、高轉化率等(deng)優勢。記者獲悉,為指(zhi)導(dao)(dao)氫(qing)(qing)能(neng)健康發(fa)展(zhan)(zhan),國家級氫(qing)(qing)能(neng)戰略(lve)規(gui)劃有望于(yu)近期對外發(fa)布(bu)。清(qing)華大學副秘書長(chang)、北(bei)京(jing)清(qing)華工業(ye)開發(fa)研究院院長(chang)金勤獻表示,氫(qing)(qing)能(neng)對中(zhong)國提高能(neng)源(yuan)體系(xi)安全、實現碳(tan)中(zhong)和具有極(ji)高戰略(lve)價(jia)值。在(zai)工業(ye)領域(yu),氫(qing)(qing)能(neng)將在(zai)原料和熱(re)源(yuan)替代方(fang)面(mian)扮(ban)演主要(yao)角色(se);在(zai)能(neng)源(yuan)領域(yu),氫(qing)(qing)能(neng)可在(zai)分布(bu)式電力系(xi)統(tong)、儲能(neng)等(deng)方(fang)面(mian)發(fa)揮重要(yao)作用。明(ming)確發(fa)展(zhan)(zhan)路徑、清(qing)晰發(fa)展(zhan)(zhan)目標,我國氫(qing)(qing)能(neng)發(fa)展(zhan)(zhan)迫切需要(yao)頂層指(zhi)導(dao)(dao)性政策統(tong)籌(chou)全局。


起于交通落腳低碳


氫能在(zai)(zai)我(wo)國是從交通行業發展起(qi)(qi)(qi)步的(de)。2001年(nian),我(wo)國開始(shi)布局(ju)加氫和(he)車(che)用燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池領域。自2009年(nian)起(qi)(qi)(qi),我(wo)國燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池車(che)和(he)電(dian)動車(che)一起(qi)(qi)(qi)享受財政(zheng)補(bu)(bu)貼(tie),2014年(nian),我(wo)國單獨(du)出臺了對加氫站的(de)補(bu)(bu)貼(tie)。自2018年(nian)起(qi)(qi)(qi),燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池車(che)和(he)新能源(yuan)車(che)的(de)補(bu)(bu)貼(tie)力度出現差(cha)異(yi),在(zai)(zai)下調其(qi)他新能源(yuan)車(che)型補(bu)(bu)貼(tie)時,我(wo)國對氫燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)池汽車(che)仍保持(chi)原有補(bu)(bu)貼(tie)支持(chi)。


電(dian)力(li)規劃設計總院黨委常(chang)委、副院長姜士宏表示,降低對傳統化石能(neng)源的依(yi)賴、提高(gao)可再生(sheng)能(neng)源開發(fa)(fa)利用比例、在(zai)難以減(jian)碳的領域(yu)進(jin)行深度脫(低)碳是(shi)中國(guo)(guo)(guo)與(yu)世界(jie)其他國(guo)(guo)(guo)家對發(fa)(fa)展(zhan)氫能(neng)的一(yi)致目標,但是(shi)國(guo)(guo)(guo)情和(he)發(fa)(fa)展(zhan)方式決定了我國(guo)(guo)(guo)和(he)其他國(guo)(guo)(guo)家氫能(neng)發(fa)(fa)展(zhan)具有差異性。


記(ji)者(zhe)梳理(li)發現(xian),2016年(nian)4月,國(guo)(guo)家(jia)發展改革委、國(guo)(guo)家(jia)能(neng)源局等聯合發布《能(neng)源技(ji)(ji)術(shu)革命創新(xin)行動(dong)計劃(hua)(2016~2030年(nian))》,提出能(neng)源技(ji)(ji)術(shu)革命重點創新(xin)行動(dong)路線(xian)圖,部(bu)署了15項(xiang)具體(ti)任務,其(qi)中氫(qing)能(neng)產(chan)業(ye)被納入國(guo)(guo)家(jia)能(neng)源戰(zhan)略。次年(nian),國(guo)(guo)家(jia)能(neng)源局批準多項(xiang)棄風棄光(guang)制氫(qing)儲能(neng)項(xiang)目。2018年(nian)1月,國(guo)(guo)家(jia)科技(ji)(ji)部(bu)將“可(ke)再生能(neng)源與氫(qing)能(neng)技(ji)(ji)術(shu)”列入重點專項(xiang),積極加以支持研究(jiu)。


2019年,氫能(neng)被首次寫入《政(zheng)府(fu)工(gong)作報(bao)告》,明確“推動充(chong)電(dian)、加(jia)氫等(deng)設施(shi)建(jian)設”。同年3月,財政(zheng)部(bu)等(deng)四部(bu)委聯(lian)合發布《關(guan)于進一步完善(shan)新能(neng)源汽(qi)車推廣應用財政(zheng)補(bu)貼政(zheng)策(ce)的通知》,指出地方應完善(shan)政(zheng)策(ce),過(guo)渡期后不再對新能(neng)源汽(qi)車(新能(neng)源公交車和(he)燃(ran)料(liao)電(dian)池汽(qi)車除外)給予購置(zhi)補(bu)貼,轉為用于支(zhi)持充(chong)電(dian)(加(jia)氫)基礎設施(shi)“短板(ban)”建(jian)設和(he)配套運營服務等(deng)方面。


《2020年(nian)能(neng)(neng)源工作指導(dao)意見》在能(neng)(neng)源革命試點深入推(tui)(tui)進(jin)章節(jie)中提到:穩妥(tuo)有序推(tui)(tui)進(jin)能(neng)(neng)源關(guan)鍵(jian)技術裝備(bei)攻關(guan),推(tui)(tui)動(dong)儲能(neng)(neng)、氫能(neng)(neng)技術進(jin)步(bu)與產(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)(zhan)(zhan)。在推(tui)(tui)動(dong)新技術產(chan)業(ye)(ye)化(hua)發展(zhan)(zhan)(zhan)章節(jie)明確,制定(ding)實施氫能(neng)(neng)產(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)(zhan)(zhan)規(gui)劃(hua),組(zu)織(zhi)開展(zhan)(zhan)(zhan)關(guan)鍵(jian)技術裝備(bei)攻關(guan),積極推(tui)(tui)動(dong)應用示(shi)范。


2020年(nian)3月,國(guo)家發展(zhan)改革委、司法(fa)(fa)(fa)部印(yin)發《關(guan)于加(jia)快建立綠(lv)色生(sheng)產和(he)消費(fei)法(fa)(fa)(fa)規政策(ce)體系(xi)的意(yi)見》,提(ti)出2021年(nian)完成研(yan)究制定氫(qing)能(neng)、海洋能(neng)等新能(neng)源發展(zhan)的標準規范(fan)和(he)支持政策(ce)。同年(nian)4月,國(guo)家能(neng)源局發布《中華人民共和(he)國(guo)能(neng)源法(fa)(fa)(fa)(征求意(yi)見稿(gao))》。在征求意(yi)見稿(gao)中,氫(qing)能(neng)被列為能(neng)源范(fan)疇。這是我(wo)國(guo)第(di)一次(ci)從法(fa)(fa)(fa)律上確認氫(qing)能(neng)屬于能(neng)源。


《2021年國(guo)民經濟(ji)和社會發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)計劃(hua)草(cao)案(an)》提(ti)到科學有序推進水(shui)電發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan),積極(ji)有效推進風(feng)電、光伏發(fa)(fa)(fa)(fa)電、垃圾(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)電及氫能等能源發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。同年2月印發(fa)(fa)(fa)(fa)的《國(guo)務院(yuan)關于加快建立健全綠(lv)色低(di)碳循環發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)經濟(ji)體系的指導意見》中提(ti)出“因(yin)地(di)制宜發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)水(shui)能、地(di)熱能、海洋能、氫能、生物質能、光熱發(fa)(fa)(fa)(fa)電”。


《“十(shi)四五”規劃(hua)和2035年(nian)遠景(jing)目標(biao)綱要(yao)》提出,氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加(jia)速(su)計(ji)劃(hua),謀劃(hua)布局一批(pi)未來產業。


“可以看到,多(duo)項(xiang)政策支持下,當前我國氫能(neng)產業正在快速發展。”姜(jiang)士宏表示(shi)。


“過熱”傾向亟須政策引領


為(wei)搶占氫(qing)能(neng)(neng)市(shi)(shi)場(chang)先機,近(jin)年(nian)來,各地(di)方陸續出(chu)臺氫(qing)能(neng)(neng)規劃和產業(ye)支(zhi)持政策。截至目前,全(quan)國(guo)已有20余省或(huo)直轄市(shi)(shi)發(fa)布(bu)了氫(qing)能(neng)(neng)產業(ye)鏈相關政策。其中(zhong),北京(jing)(jing)市(shi)(shi)充分利用研發(fa)實(shi)力(li)突出(chu)、產業(ye)基礎完備、氫(qing)能(neng)(neng)供給多元(yuan)、應(ying)用場(chang)景(jing)豐富等優勢,在(zai)全(quan)國(guo)氫(qing)能(neng)(neng)產業(ye)發(fa)展中(zhong)發(fa)揮帶頭示范作用。在(zai)珠三角(jiao)、長(chang)三角(jiao)、京(jing)(jing)津冀魯等經濟發(fa)達地(di)區,隨(sui)著相關省市(shi)(shi)(縣)加大對氫(qing)能(neng)(neng)產業(ye)發(fa)展的政策支(zhi)持及財政補貼力(li)度,氫(qing)能(neng)(neng)產業(ye)得(de)以(yi)快速發(fa)展應(ying)用。


具(ju)體到規(gui)劃層面(mian),今年多省發布了“十四五(wu)”氫(qing)能(neng)產(chan)業規(gui)劃。據(ju)不完全統(tong)計(ji),北京、山東、河(he)(he)北、河(he)(he)南等省份相繼出臺“十四五(wu)”氫(qing)能(neng)發展規(gui)劃或扶(fu)持政策,并(bing)從產(chan)業規(gui)模、企業數量、燃料電池汽車、加氫(qing)站(zhan)等方面(mian)明確階段目標。


11月(yue)30日,四川省和重慶市同時在成(cheng)都、九(jiu)龍(long)坡區、內江三地舉行“成(cheng)渝氫(qing)(qing)(qing)走廊”啟動(dong)儀(yi)式。據悉,“成(cheng)渝氫(qing)(qing)(qing)走廊”總體規(gui)劃(hua)了兩條(tiao)城際(ji)線路和1條(tiao)直達干(gan)線。此(ci)外,兩地還規(gui)劃(hua)于(yu)2025年前投入約1000輛氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)料(liao)物(wu)流車(che),并配(pei)套建設(she)加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)。


更(geng)早(zao)前,浙江(jiang)省(sheng)在其發布的《加快(kuai)培育氫燃(ran)料(liao)電(dian)池汽車(che)產(chan)業發展(zhan)實(shi)施方案(an)》中,也明確規劃了兩條“氫走廊”路線(xian),該(gai)方案(an)顯示,到2025年,浙江(jiang)將計劃在公交、港(gang)口、城際物流等(deng)領域推(tui)廣應用氫燃(ran)料(liao)電(dian)池汽車(che)接(jie)近(jin)5000輛,規劃建設加氫站接(jie)近(jin)50座(zuo)。


“地(di)方(fang)層面支持氫能發展(zhan),一(yi)方(fang)面為了助力綠色低碳(tan)轉型,另一(yi)方(fang)面也可吸(xi)引氫能產業(ye)鏈聚集落戶(hu),促(cu)進當地(di)經濟(ji)發展(zhan)。”姜(jiang)士宏表示(shi),北(bei)京早在2008年奧運會期(qi)間,就投放了20余輛(liang)燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車,并建設了一(yi)座日(ri)加氫20千克的(de)加氫站。經過十余年的(de)產業(ye)培育和發展(zhan),北(bei)京市力爭成(cheng)為有國際影響力的(de)氫燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車科技創新中心(xin)(xin)、關(guan)鍵零部件制(zhi)造中心(xin)(xin)和高端應用(yong)示(shi)范推廣中心(xin)(xin)。


雖然各地(di)(di)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)(zhan)火熱,但姜士宏也指出,我國(guo)尚缺(que)乏國(guo)家層面的(de)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)頂層設計(ji),氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)(zhan)路徑、發(fa)展(zhan)(zhan)目標尚不清晰,氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)產(chan)業發(fa)展(zhan)(zhan)存在一定程度的(de)“過熱”現象。地(di)(di)方政(zheng)府為搶(qiang)占(zhan)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)市場(chang)先機,出臺(tai)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)規劃(hua)和產(chan)業支持政(zheng)策(ce),存在政(zheng)策(ce)同質(zhi)化、碎片化問題,易導(dao)致(zhi)各地(di)(di)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)產(chan)業無序競爭和產(chan)能(neng)(neng)(neng)(neng)過剩等情形。當(dang)前我國(guo)氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)(zhan)正處于產(chan)業培育的(de)關鍵(jian)時期,氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)展(zhan)(zhan)迫(po)切需要頂層指導(dao)性政(zheng)策(ce)統(tong)籌全局。


氫能發展難破成本制約


路徑(jing)問題(ti)是一個(ge)行(xing)業發展要面(mian)對的(de)首要問題(ti),具體到氫能而言,優秀的(de)路徑(jing)擺(bai)在面(mian)前,制(zhi)約其(qi)發展的(de)是成(cheng)本。


為了表述(shu)方便,業界經常以顏(yan)色(se)對氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)源進行(xing)區(qu)分,一般分為灰氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)、藍氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)、綠(lv)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。其中,由化(hua)石能(neng)源、工業副產品等(deng)制(zhi)取的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣,因制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)過(guo)程會有二氧化(hua)碳等(deng)溫(wen)室(shi)氣體排放(fang)而被稱為灰氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。由化(hua)石能(neng)源制(zhi)取的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣,利(li)用碳捕(bu)(bu)獲與(yu)封(feng)(feng)存技術(CCS),將(jiang)制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)過(guo)程中排放(fang)的(de)(de)溫(wen)室(shi)氣體進行(xing)捕(bu)(bu)獲封(feng)(feng)存的(de)(de)稱為藍氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。由核能(neng)、可再(zai)生能(neng)源通過(guo)電解水等(deng)手段制(zhi)取的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣則為綠(lv)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。


清華大學(xue)(xue)核能(neng)與新能(neng)源技術研究院(yuan)教授毛(mao)宗強(qiang)表示,要(yao)在2060年前達到碳(tan)中(zhong)和,我(wo)國需(xu)要(yao)有計劃地精準減少煤炭消(xiao)費,使(shi)用綠氫、綠電替(ti)代是(shi)(shi)必然選擇。從環境和生態的角度來看,利用可再生能(neng)源進(jin)行電解水制氫是(shi)(shi)最佳(jia)的技術途徑。不(bu)僅能(neng)夠實現零(ling)碳(tan)排放,獲得真正潔(jie)凈的綠氫,還能(neng)夠將間歇、不(bu)穩(wen)定的可再生能(neng)源轉化儲(chu)存為化學(xue)(xue)能(neng),促進(jin)新能(neng)源電力消(xiao)納。


然而,過高的生產(chan)成本是(shi)清潔綠氫(qing)難以大規模發展的主要因素(su)之一。當前(qian),灰氫(qing)、藍氫(qing)依然是(shi)我國最(zui)主要的氫(qing)源。根(gen)據(ju)中國煤(mei)炭工業協會公開數據(ju),2020年在我國超2500萬噸氫(qing)氣產(chan)量中,煤(mei)制(zhi)(zhi)氫(qing)占62%、天(tian)然氣制(zhi)(zhi)氫(qing)占19%,工業副產(chan)氣制(zhi)(zhi)氫(qing)占18%,電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)占1%左右。


武漢(han)理(li)工大學(xue)材料復合新技術國(guo)家(jia)重(zhong)點實驗(yan)室國(guo)家(jia)特聘教(jiao)授程一兵表示(shi),電(dian)(dian)價(jia)是決(jue)定(ding)氫(qing)能成本的(de)關鍵(jian)因素。從我國(guo)各地(di)工商業用(yong)電(dian)(dian)價(jia)格來看,平均(jun)電(dian)(dian)價(jia)約(yue)0.66元(yuan)/千瓦時,國(guo)內現在綠(lv)氫(qing)生(sheng)產(chan)成本約(yue)為20元(yuan)/公(gong)斤,其中70%以上是電(dian)(dian)力成本。毛(mao)宗強表示(shi),隨著(zhu)我國(guo)新能源的(de)逐步發展,綠(lv)氫(qing)的(de)生(sheng)產(chan)成本會逐年(nian)下降。


2021年(nian)(nian)4月,中(zhong)國氫能聯盟發布《中(zhong)國氫能源及燃料電池(chi)產業白皮書2020》中(zhong)所(suo)示,可再(zai)生能源制氫成本(ben)有望在2030年(nian)(nian)實(shi)現(xian)平價。


毛宗(zong)強建議,為推動氫(qing)(qing)能發展,現(xian)階段可采取(qu)“分步走”的(de)方式,即(ji)藍氫(qing)(qing)先(xian)行(xing)、綠氫(qing)(qing)逐步跟(gen)上。同(tong)時,還應關(guan)注氫(qing)(qing)基化(hua)合(he)物的(de)發展,實(shi)現(xian)利用(yong)綠氫(qing)(qing)和空氣中的(de)氮氣生(sheng)產綠色合(he)成(cheng)氨,綠氫(qing)(qing)和捕捉的(de)二氧(yang)化(hua)碳生(sheng)產綠色甲醇或綠色合(he)成(cheng)天(tian)然氣等。

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