氫能軟實力價值在清潔能源中位列第一,氫能軟實力正引領(lǐng)全球清潔能源發(fā)展。在全球能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳中和過程中,氫能承擔(dān)著不可替代的重要角色。當(dāng)前,無論是從技術(shù)儲備還是產(chǎn)業(yè)規(guī)模而言,氫能產(chǎn)業(yè)都走到了爆發(fā)的臨界點,但限于產(chǎn)業(yè)鏈條長、技術(shù)要求高、缺乏清晰的商業(yè)模式等諸多因素,氫能軟實力還難以放大,這在一定程度上制約著氫能軟實力價值的彰顯,需要在政策與資本的助推下,實現(xiàn)技術(shù)與商業(yè)化的持續(xù)突破。我國具有良好制氫基礎(chǔ)和大規(guī)模應(yīng)用市場,氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》從戰(zhàn)略層面對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了頂層設(shè)計。氫能是未來零碳軟實力能源體系中至關(guān)重要的組成部分,是目前唯一大規(guī)??缂竟?jié)存儲可再生能源的手段。其中,綠氫是諸多行業(yè)深度脫碳的唯一手段,包括以石化、化工、鋼鐵為代表的工業(yè)領(lǐng)域,以冷暖供應(yīng)為代表的建筑行業(yè)以及以重卡、航運和航空為代表的交通行業(yè)。氫能產(chǎn)業(yè)重點是綠氫,氫能軟實力價值也主要體現(xiàn)在綠氫??稍偕茉闯杀鞠陆怠⒕G氫制備應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步和全球凈零排放要求,推動綠氫快速發(fā)展。歐盟、美國、德國、英國、日本、韓國等主要經(jīng)濟(jì)體紛紛推出氫能發(fā)展戰(zhàn)略。我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展窗口期,圍繞生產(chǎn)、消納、產(chǎn)業(yè)等方面定位,從氫燃料到氫能源再到多領(lǐng)域拓展,區(qū)域布局強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌謀劃、因地制宜、重點突出,產(chǎn)業(yè)發(fā)展以市場主導(dǎo)、創(chuàng)新驅(qū)動、完善規(guī)范,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段??傮w來看,國際氫能產(chǎn)業(yè)尚處于培育期,我國雖起步較晚但發(fā)展較快,具備快速推進(jìn)氫能規(guī)模化應(yīng)用與技術(shù)迭代升級的能力和條件,有著巨大的市場空間。
全球能源結(jié)構(gòu)正在向以清潔能源為主體的新型能源系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變,氫能作為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬环矫婺苡行Ы鉀Q可再生能源大規(guī)模發(fā)展面臨的消納問題,另一方面也是實現(xiàn)交通、工業(yè)和建筑等領(lǐng)域大規(guī)模深度脫碳的有效路徑。各國積極布局氫能產(chǎn)業(yè),全球已有20個國家和地區(qū)發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展戰(zhàn)略,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。經(jīng)過近30年持續(xù)研發(fā),燃料電池在能量效率、功率密度、低溫啟動等方面取得突破性進(jìn)展,新一輪燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化浪潮正在迫近。國際領(lǐng)先企業(yè)已開展燃料電池電堆、催化劑、質(zhì)子交換膜及燃料電池汽車等商業(yè)布局,燃料電池產(chǎn)業(yè)正從小規(guī)模示范轉(zhuǎn)向大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
當(dāng)前,傳統(tǒng)化石能源制氫仍是主要制氫方式,占全球氫氣產(chǎn)量的78%以上,但低碳制氫取代傳統(tǒng)能源制氫的速度正在加快。包括藍(lán)氫和綠氫在內(nèi)的低碳制氫技術(shù)快速發(fā)展,全球各大能源公司多傾向?qū)⒒茉粗茪浜透碑a(chǎn)氫配備碳捕獲、封存及利用技術(shù)(CCUS)作為向綠氫過渡階段的主要制氫技術(shù),同時電解制氫設(shè)備運營規(guī)模提升,2021年全球低碳制氫產(chǎn)能達(dá)55萬噸/年,新增電解制氫設(shè)備運營規(guī)模468MW(兆瓦)。在全球節(jié)能減排大背景下,“可再生能源+氫能”替代化石能源成為能源變革的重要方向,據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2021年,全球約有500個氫能項目,其中約120個在建綠氫項目,全球規(guī)劃中的吉瓦級綠氫項目規(guī)模合計達(dá)144.1GW(裝機(jī)容量)。
從全球氫儲運技術(shù)來看,主要以管道、高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)等形式為主,各國依托既有產(chǎn)業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)采取不同儲運方式。歐洲以發(fā)展管道輸氫為主,利用現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施逐步建設(shè)泛歐洲氫氣管網(wǎng),預(yù)計2040年總長度達(dá)2.3萬公里;美國管道輸氫和液態(tài)儲運技術(shù)成熟,擁有全球一半里程的輸氫管道,運營15座以上液氫工廠,總產(chǎn)能超過326噸/天,居全球首位;日本和韓國正發(fā)展有機(jī)化合物、液氨和液氫的跨洋運輸供應(yīng)鏈。全球加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快,截至2021年全球建成加氫站800多座,其中30%為液氫加氫站,主要分布在日本和美國,歐洲大多數(shù)加氫站采用站內(nèi)電解水制氫技術(shù),我國35MPa(車載儲氫瓶壓力等級)商用車加氫站及混合加氫站布局速度居全球首位。從各國發(fā)展戰(zhàn)略看,預(yù)計2030年全球加氫站數(shù)量將超過4500座,形成多元化、網(wǎng)絡(luò)化氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展,氫能能源屬性逐漸明確,有望在氫冶金、綠氫化工、氫儲能、綜合能源、智慧能源系統(tǒng)中全面應(yīng)用。同時,國際氫能標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善,截至2021年ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)氫能技術(shù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為89項,主要涉及氫能儲運、氫能安全、氫能檢測試驗方法、氫能制取設(shè)備和加注環(huán)節(jié)關(guān)鍵部件;IEC(國際電工委員會)燃料電池方面技術(shù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)26項,主要圍繞燃料電池術(shù)語、燃料電池模塊以及不同類型燃料電池的安全性、相關(guān)試驗及測試方法等方面。
近年來,我國已初步形成較為完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈,自主化水平快速提升,氫能技術(shù)基本能夠支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。具體看,一是政策體系不斷完善。目前已啟動兩批燃料電池示范城市群建設(shè),“氫進(jìn)萬家”等一系列支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策相繼出臺,各省(區(qū)、市)因地制宜布局氫能產(chǎn)業(yè),累計出臺相關(guān)政策164項。二是產(chǎn)業(yè)規(guī)??焖僭鲩L。2021年我國氫氣總產(chǎn)量達(dá)3300萬噸,應(yīng)用場景進(jìn)一步擴(kuò)大,交通領(lǐng)域燃料電池汽車保有量近9000輛,工業(yè)、建筑、分布式能源領(lǐng)域應(yīng)用正加快布局。三是氫能技術(shù)研發(fā)持續(xù)突破。制氫環(huán)節(jié),可再生能源電解水制氫是主要發(fā)展方向,我國堿液制氫技術(shù)全球領(lǐng)先,質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)正加速發(fā)展;儲運環(huán)節(jié),目前氫氣運輸以20MPa高壓氣態(tài)儲運為主,管道輸氫、液氫儲運技術(shù)和裝備處于研發(fā)驗證階段,化合物儲氫在局部地區(qū)實現(xiàn)應(yīng)用;應(yīng)用環(huán)節(jié),氫燃料電池領(lǐng)域快速突破,催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、電堆等多項技術(shù)已實現(xiàn)國產(chǎn)化。與國際先進(jìn)技術(shù)相比,我國在氫能各個環(huán)節(jié)裝備及產(chǎn)品性能、使用壽命、制造工藝等方面還有一定差距,特別是高性能材料和精密制造部件仍存在“卡脖子”現(xiàn)象,在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、材料研發(fā)、生產(chǎn)工藝、專利和標(biāo)準(zhǔn)輸出等方面仍需加強(qiáng)創(chuàng)新攻關(guān)。
原標(biāo)題:2022中國能源行業(yè)軟實力巡禮:我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展窗口期 市場空間巨大