自2015年《巴黎協(xié)定》簽訂以來(lái)，國(guó)內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)受到的關(guān)注度不斷提升。2019年，氫能及燃料電池首次被寫(xiě)入我國(guó)政府工作報(bào)告;2021年，氫能被正式寫(xiě)入“十四五”規(guī)劃;今年全國(guó)兩會(huì)期間，氫能依然是代表委員們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
不久前，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)?？傮w來(lái)看，《規(guī)劃》更多關(guān)注的是未來(lái)市場(chǎng)化程度較高的制氫和用氫環(huán)節(jié)。但從氫能基礎(chǔ)設(shè)施先行的角度來(lái)看，有觀點(diǎn)認(rèn)為政府應(yīng)該更多地將研發(fā)和示范投向當(dāng)前關(guān)注度較少的儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和加氫環(huán)節(jié)，這也將為打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈的供需奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。
制氫低碳化，經(jīng)濟(jì)性是首位
目前，我國(guó)雖已具備了較大規(guī)模的氫能生產(chǎn)能力，但在氫能制備過(guò)程中二氧化碳的排放量較高，因此實(shí)現(xiàn)氫能制備從高碳向低碳轉(zhuǎn)變是未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
從當(dāng)前國(guó)內(nèi)氫能的生產(chǎn)方式來(lái)看，主要有煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫。其中，工業(yè)副產(chǎn)氫的上游一次能源主要還是煤和天然氣，因此，國(guó)內(nèi)氫能的生產(chǎn)主要還是依靠化石能源，而電解水制氫僅占比 2%～4%。同時(shí)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)對(duì)煤炭依賴較大，二氧化碳和廢氣廢渣等污染物排放量較大。
今年全國(guó)兩會(huì)期間，不少代表委員提出的多種低碳制氫的技術(shù)路徑，充分體現(xiàn)了綠色循環(huán)低碳的新發(fā)展理念，彰顯了氫能連接各產(chǎn)業(yè)的紐帶作用，有助于形成低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式。例如，天能集團(tuán)董事長(zhǎng)張?zhí)烊翁岢觯岣吖I(yè)副產(chǎn)氫利用率;民盟中央常委丁光宏建議上海加緊布局海洋制氫新賽道;中核集團(tuán)科技與信息化部主任錢(qián)天林提出，要以高溫氣冷堆實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、持續(xù)、穩(wěn)定的“綠氫”制取;SK集團(tuán)顧問(wèn)孫子強(qiáng)提出，可用垃圾氣化制氫，并用于無(wú)碳?xì)淠苷{(diào)峰電站。除了代表委員們提出的多種制氫方式，《規(guī)劃》還提出了開(kāi)展可再生能源制氫示范，探索季節(jié)性儲(chǔ)能和電網(wǎng)調(diào)峰，以及在氫能應(yīng)用規(guī)模較大的地區(qū)設(shè)立制氫基地。
政策體系方面，考慮到當(dāng)前綠氫的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)不足，不少代表委員建議加大綠氫裝置建設(shè)補(bǔ)貼。
與代表委員們提到的經(jīng)濟(jì)性激勵(lì)措施不同，《規(guī)劃》提出：研究探索可再生能源發(fā)電制氫支持性電價(jià)政策，完善可再生能源制氫市場(chǎng)化機(jī)制，健全覆蓋氫儲(chǔ)能的儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能直接參與電力市場(chǎng)交易。相比較而言，《規(guī)劃》中的激勵(lì)手段側(cè)重針對(duì)氫能制取項(xiàng)目的長(zhǎng)期運(yùn)行，而代表委員的建議更多是對(duì)氫能制取設(shè)備的補(bǔ)貼激勵(lì)。從過(guò)去清潔能源發(fā)展的激勵(lì)措施效果來(lái)看，《規(guī)劃》提出的激勵(lì)方案更有利于氫能的健康發(fā)展。
儲(chǔ)運(yùn)體系需找對(duì)路子，降本增效
在儲(chǔ)氫領(lǐng)域，我國(guó)以高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)為主。低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)則主要應(yīng)用于我國(guó)航天航空領(lǐng)域，普及度不及高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)。固體儲(chǔ)氫技術(shù)難度大，但作為我國(guó)未來(lái)儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展的重要方向，一直受到政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等多方的重視。
在運(yùn)氫領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的運(yùn)氫技術(shù)主要包括高壓氣態(tài)運(yùn)氫、低溫液態(tài)運(yùn)氫和管道運(yùn)氫三種。運(yùn)氫技術(shù)的應(yīng)用格局與當(dāng)前氫能處于應(yīng)用規(guī)模小、應(yīng)用體系不發(fā)達(dá)的發(fā)展階段密切相關(guān)。
在當(dāng)前階段，高壓氣態(tài)運(yùn)氫技術(shù)的發(fā)展相對(duì)成熟且應(yīng)用較廣，市場(chǎng)空間較大。液態(tài)運(yùn)氫技術(shù)主要用于航空航天領(lǐng)域，因此其應(yīng)用和推廣相對(duì)受限。目前我國(guó)運(yùn)氫管道設(shè)施的發(fā)展較為緩慢，總里程數(shù)僅400千米左右。但管道運(yùn)輸氫氣的降成本潛力顯著，發(fā)展管道運(yùn)氫是未來(lái)氫能進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段的必然趨勢(shì)。
儲(chǔ)運(yùn)氫企業(yè)目前也多側(cè)重改進(jìn)和應(yīng)用高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)。其他儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)成本更高且現(xiàn)有市場(chǎng)較小，商業(yè)效益也不足以支撐企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。
全國(guó)兩會(huì)期間，不少代表委員對(duì)我國(guó)儲(chǔ)氫、運(yùn)氫領(lǐng)域的發(fā)展十分關(guān)注。其中，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所所長(zhǎng)汪鵬飛提出，要大力發(fā)展液氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)及關(guān)鍵裝備;中國(guó)石化茂名石化執(zhí)行董事尹兆林提出，要實(shí)行氫能儲(chǔ)輸設(shè)備免稅政策。可以看出，高校等科研機(jī)構(gòu)更側(cè)重于技術(shù)本身的研發(fā)和升級(jí)，而氫能企業(yè)更關(guān)注儲(chǔ)氫、運(yùn)氫技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。如何從源頭改進(jìn)技術(shù)并降低技術(shù)應(yīng)用成本，將是企業(yè)和高校持續(xù)關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
固、液和氣態(tài)氫能的儲(chǔ)運(yùn)方式在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下差別較大，不能以某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同的技術(shù)路徑進(jìn)行比較。為此，《規(guī)劃》提出了逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲(chǔ)運(yùn)體系。另外，關(guān)于氫能儲(chǔ)運(yùn)，《規(guī)劃》明確提出，要以安全可控為前提。
與制氫和用氫不同，儲(chǔ)氫和運(yùn)氫具有公共屬性，社會(huì)資本對(duì)其關(guān)注度不高。建議國(guó)家層面設(shè)立專項(xiàng)資金支持研究所和高校開(kāi)展相關(guān)研究，為氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建立奠定扎實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。
展望未來(lái)，氫能有可能成為替代石油、天然氣的綠色能源品種。氫能的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全年能源貿(mào)易低碳化的關(guān)鍵一環(huán)。結(jié)合我國(guó)豐富的可再生能源資源條件，發(fā)展好氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)有助于我國(guó)在新的能源貿(mào)易格局中占據(jù)先機(jī)，打造新的能源產(chǎn)業(yè)，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)態(tài)和競(jìng)爭(zhēng)格局。
如何破解有站無(wú)氣?
早在“十三五”初期，我國(guó)氫能基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展規(guī)劃就已“出爐”。2016年10月，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院和中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)(2016)》首次提出了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖，提出到2020年我國(guó)加氫站數(shù)量達(dá)100座。值得肯定的是，這一數(shù)字在今年翻了一番。
不久前，國(guó)家能源局科技司副司長(zhǎng)劉亞芳在“中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心—聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署氫能產(chǎn)業(yè)高峰論壇”上表示，目前我國(guó)已累計(jì)建成加氫站超過(guò)250座。
從加氫站建設(shè)參與主體看，加氫企業(yè)遍布?xì)淠苋a(chǎn)業(yè)鏈。上游以加氫站投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)企業(yè)、氣體企業(yè)、化工企業(yè)和能源企業(yè)為主;中游以燃料電池系統(tǒng)(電堆)企業(yè)為主;下游以車(chē)企和車(chē)輛運(yùn)營(yíng)企業(yè)為主。相關(guān)企業(yè)在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)加氫站的過(guò)程中，往往會(huì)遇到建設(shè)成本過(guò)高、建站土地獲取困難、建站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和建站技術(shù)儲(chǔ)備不足等問(wèn)題。
另外，加氫站建成與否和能否“加上氫”是兩回事。
目前，我國(guó)已建成的加氫站以外供氫加氫站為主，且全為高壓氣加氫站，液氫加氫站建造技術(shù)尚在工程試驗(yàn)階段。制氫加氫站建造技術(shù)處于商業(yè)化試驗(yàn)和小規(guī)模應(yīng)用階段，目前僅大連同濟(jì)—新源加氫站和北京永豐加氫站具備站內(nèi)制氫能力。也就是說(shuō)，有了加氫站這個(gè)“皮”，如何在其中填滿“餡”，是當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用端建設(shè)的關(guān)鍵。
全國(guó)兩會(huì)期間，代表委員們更多是從加氫站的布局和配合全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建角度提出加快加氫領(lǐng)域建設(shè)，未涉及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)儲(chǔ)備等問(wèn)題。
與制氫、儲(chǔ)氫和運(yùn)氫領(lǐng)域類似，資金支持力度不足是限制相關(guān)企業(yè)發(fā)展的重要因素之一。我國(guó)目前氫氣管道長(zhǎng)度僅約400千米，最長(zhǎng)的輸氫管道為“巴陵—長(zhǎng)嶺”氫氣管道，全長(zhǎng)約42千米，壓力為4兆帕。2021年6月9日，中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司成功中標(biāo)河北定州至高碑店氫氣長(zhǎng)輸管道項(xiàng)目，該管道全長(zhǎng)約145千米，管徑508毫米，設(shè)計(jì)輸量10萬(wàn)噸/年，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的最長(zhǎng)氫氣管道。加大資金支持將給未來(lái)加氫企業(yè)帶來(lái)更直接、更快速的發(fā)展動(dòng)力。
氫能應(yīng)用需多元化
當(dāng)前的氫能應(yīng)用多集中于交通領(lǐng)域，而工業(yè)、建筑等難以降碳的領(lǐng)域也是氫能發(fā)揮減排作用的重要方向，而且這些領(lǐng)域較難實(shí)施電能替代。多元化的氫能應(yīng)用將有助于電能和氫能協(xié)同助力高比例可再生能源電力的發(fā)展。
《規(guī)劃》提出，未來(lái)我國(guó)氫能示范應(yīng)用將逐步向工業(yè)、能源、建筑三個(gè)領(lǐng)域推進(jìn)。目前，氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用最為普遍，主要為乘用車(chē)、商用車(chē)、有軌電車(chē)、船舶和飛機(jī)的氫能燃料電池應(yīng)用。工業(yè)及能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括氫能冶金和固定式電源/電站等。建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括天然氣摻氫和微型熱電聯(lián)供等。
從氫能應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)看，人們更多關(guān)注氫能汽車(chē)、氫冶金、氫化工和氫能建筑四個(gè)方面。
四川省資陽(yáng)市商務(wù)局局長(zhǎng)李發(fā)剛提出，要加快氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;華北理工大學(xué)校長(zhǎng)張福成提出，要加快氫冶金技術(shù)研發(fā);國(guó)家能源集團(tuán)包頭煤化工有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)賈潤(rùn)安提出，要利用綠電、綠氫等新能源與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展;SK集團(tuán)顧問(wèn)孫子強(qiáng)提出，要推動(dòng)氫能在新型建筑冷、熱、電三聯(lián)供試點(diǎn)。
初步分析，代表們的關(guān)注點(diǎn)多集中于當(dāng)前技術(shù)相對(duì)成熟的氫能汽車(chē)領(lǐng)域。然而，氫能的定位應(yīng)該是服務(wù)未來(lái)更深層次的碳減排，當(dāng)前應(yīng)從多個(gè)角度開(kāi)展應(yīng)用場(chǎng)景的探索，如果僅局限于氫能汽車(chē)領(lǐng)域則難以充分發(fā)揮其多領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，也不符合氫能從需求側(cè)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的行業(yè)特征。
從區(qū)域氫能示范發(fā)展看，自從國(guó)家提升對(duì)氫能的關(guān)注度，各地方紛紛提出了發(fā)展氫能的想法，希望依托氫能打造相關(guān)產(chǎn)業(yè)。然而，各地方需科學(xué)論證氫能當(dāng)前的實(shí)際需求規(guī)模，避免政府資源的浪費(fèi)以及跑馬圈地行為。
從《規(guī)劃》的總體內(nèi)容來(lái)看，唯一以專欄形式呈現(xiàn)的內(nèi)容是針對(duì)氫能交通、儲(chǔ)能、發(fā)電、工業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用示范工程，由此也可以看出國(guó)家主管部門(mén)對(duì)于其應(yīng)用以及示范工程的重視。
近期來(lái)看，交通領(lǐng)域的重點(diǎn)是氫燃料電池貨車(chē)的示范應(yīng)用以及70兆帕儲(chǔ)氫瓶的應(yīng)用驗(yàn)證;儲(chǔ)能領(lǐng)域的重點(diǎn)在可再生能源資源富集、氫氣需求量大的地區(qū)，開(kāi)展集中式可再生能源制氫示范工程;發(fā)電領(lǐng)域的重點(diǎn)是結(jié)合增量配電改革和綜合能源服務(wù)試點(diǎn)，開(kāi)展氫電融合的微電網(wǎng)示范，推動(dòng)燃料電池?zé)犭娐?lián)供應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證電氫熱冷等不同形式能源的耦合應(yīng)用?？紤]到工業(yè)應(yīng)用氫氣的前期基礎(chǔ)研究和小規(guī)模實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)備不足，近期工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)比較保守，主要是結(jié)合國(guó)內(nèi)冶金和化工行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，探索氫能冶金示范應(yīng)用，探索開(kāi)展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業(yè)替代化石能源的示范。
